Ключевой фактор, который отличает людей, полностью выздоровевших после COVID-19, от пациентов с постковидным синдромом – низкий уровень серотонина. Об этом сообщили ученые из Университета Пенсильвании в США.
Недостаток серотонина снижает активность блуждающего нерва, из-за чего нарушается работа гиппокампа и ухудшается память. Уровень серотонина снижается во время острого COVID-19 и остается низким при постковидном синдроме.
Уровень серотонина снижается из-за:
- подавления всасывания триптофана (предшественника серотонина) в желудочно-кишечном тракте;
- тромбоцитопении, из-за которой снижается накопление серотонина в тромбоцитах – основном резервуаре циркулирующего серотонина;
- повышения уровня фермента моноаминоксидазы (МАО), который расщепляет серотонин.
Вирусное воспаление снижает уровень серотонина в крови
Уровень серотонина снижается не только при COVID-19, но и при других вирусных инфекциях. При постковидном синдроме коронавирус сохраняется в кишечнике, а вирусная РНК обнаруживается в стуле у пациентов с постковидным синдромом. Хроническая коронавирусная инфекция вызывает воспаление, которое поддерживает снижение уровня серотонина.
Уровень серотонина снижается из-за непрекращающейся передачи сигналов интерферона. Коронавирус вызывает ответ интерферонов I типа (ИФН-I). У пациентов с постковидным синдромом уровни ИФН-I устойчиво повышены. В эксперименте на мышах подавление передачи сигналов интерферона предотвращало снижение уровня серотонина.
Вирусное воспаление подавляет всасывание триптофана в кишечнике
Большая часть серотонина производится в желудочно-кишечном тракте. Здесь серотонин образуется из триптофана, который поступает с пищей.
Как у пациентов с острым COVID-19, так и у пациентов с постковидным синдромом уровень триптофана в крови снижен. Эксперименты на мышах подтвердили, что низкое содержание триптофана может привести к снижению уровня серотонина. Когда мышам давали корм с низким содержанием триптофана, а также когда у мышей стимулировали воспаление, это снижало уровень серотонина.
Недостаток триптофана связан с нарушением всасывания аминокислот в кишечнике и зависит от ИФН I типа. Во время вирусного воспаления экспрессия генов в кишечнике подвергается значительным изменениям. Увеличивается активность генов, которые относятся к путям распознавания вирусов и воспаления, а также подавляется активность генов, которые связаны с расщеплением питательных веществ и всасыванием аминокислот. В экспериментах на мышах и кишечных органоидах воздействие интерферонов I типа было достаточным для уменьшения активности генов, ответственных за всасывание триптофана.
Вирусное воспаление подавляет всасывание триптофана. В эксперименте на мышах воспаление снижало системные уровни триптофана, в то время как триптофан накапливался в подвздошной кишке. Добавка триптофана компенсировала нарушение всасывания триптофана и приводила к повышению уровней триптофана и серотонина в крови.
Вирусное воспаление нарушает накопление серотонина
При синтезе в клетках кишечника серотонин передается внутрь тромбоцитов, где он сохраняется, в то время как свободный серотонин быстро расщепляется ферментом моноаминоксидазой (МАО).
Вирусное воспаление у мышей сопровождается снижением количества тромбоцитов, что может объяснять снижение уровня циркулирующего серотонина. Тромбоцитопения не зависит от триптофана, так как введение триптофана не может восстановить нормальный уровень тромбоцитов. Снижение уровня тромбоцитов зависит от сигналов ИФН-I.
Вирусное воспаление способствует разрушению свободного серотонина. В кишечнике мышей, зараженных коронавирусом, повышена активность гена MAOA, который отвечает за продукцию МАО. Поэтому при коронавирусе серотонин разрушается быстрее. Подавление передачи сигналов интерферона защищает мышей от ускоренного распада серотонина и восстанавливает уровень серотонина.
Снижение уровня серотонина подавляет активность блуждающего нерва и ухудшает память
Большинство пациентов с постковидным синдромом жалуются на усталость, когнитивные нарушения, головные боли, снижение выносливости, нарушения сна, тревогу и нарушение памяти.
В экспериментах на мышах нарушение когнитивных функций при вирусном воспалении зависело от передачи сигналов ИФН-I и тромбоцитопении. Лечение мышей селективным ингибитором обратного захвата серотонина (СИОЗС) восстанавливало у мышей способность распознавания новых объектов, а восстановление уровня триптофана с помощью добавок глицина-триптофана восстанавливало нормальные когнитивные функции.
Серотонин играет важную роль в работе гиппокампа – отдела мозга, который отвечает за память. При вирусном воспалении уровень серотонина в головном мозге не меняется. Это означает, что за нарушения функций гиппокампа отвечает снижение уровня серотонина в крови.
Циркулирующий серотонин не проникает через гематоэнцефалический барьер, но может воздействовать на мозг через афферентные сенсорные нейроны, которые передают импульс в центральную нервную систему. Истощение серотонина вызывает когнитивные нарушения из-за снижения активности сенсорных нейронов. У мышей добавка триптофана и капсаицин – сильный стимулятор сенсорных нейронов – восстанавливают уровни серотонина в крови и передачу сенсорной информации и улучшают когнитивные функции при вирусном воспалении.
Дефицит серотонина в крови ухудшает когнитивные функции из-за снижения передачи сигналов блуждающего нерва. Восстановление нормального уровня серотонина повышает активность блуждающего нерва и способствует восстановлению работы гиппокампа и когнитивных функций во время вирусного воспаления.
Вывод
Ключевой фактор, отличающий людей, которые полностью выздоровели после COVID-19, от пациентов с постковидным синдромом – низкий уровень серотонина в крови. Дефицит серотонина сопровождается снижением активности блуждающего нерва, что приводит к нарушениям в работе гиппокампа и ухудшению памяти.
Снижение уровня серотонина обусловлено подавлением всасывания триптофана, тромбоцитопенией и увеличением уровня фермента МАО, который расщепляет серотонин.
При постковидном синдроме коронавирус может сохраняться в кишечнике. Вирусное воспаление подавляет всасывание триптофана в кишечнике, снижая уровень серотонина. Хроническое воспаление и высокий уровень интерферона I типа способствуют тромбоцитопении и снижению уровня серотонина.
Восстановление уровня триптофана и серотонина с помощью добавок триптофана и ингибиторов обратного захвата серотонина может улучшить когнитивные функции при постковидном синдроме.
Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!
Кому-то она тоже будет полезной и нужной:
Источник
Serotonin reduction in post-acute sequelae of viral infection
