Negative Auswirkungen der sympathischen Aktivierung sollten während der COVID-19-Pandemie nicht vernachlässigt werden
Die anhaltende Coronavirus-Krankheit-2019(COVID-19)-Pandemie hat weltweit zu erheblicher Morbidität und Mortalität geführt, wobei die Zahl der Infizierten rapide ansteigt. Die Erkrankung wird durch das schwere akute respiratorische Syndrom-Coronavirus-2(SARS-CoV-2) verursacht, das zum b-Coronavirus-Cluster gehört, einer Gruppe, zu der auch die Viren gehören, die für das schwere akute respiratorische Syndrom(SARS) und das Middle-East-Respiratory-Syndrome(MERS) verantwortlich sind. Ähnlich wie SARS-Coronavirus(CoV) nutzt SARS-CoV-2 das Angiotensin-konvertierende Enzym 2(ACE2), um Zielzellen zu infiltrieren. SARS-CoV-2 weist jedoch eine höhere Bindungsaffinität zu ACE2 auf, was es infektiöser und schwerer kontrollierbar macht als SARS-CoV.
SARS-CoV-2 befällt primär die Atemwege, wo ACE2 stark exprimiert wird, und führt in den meisten Fällen zu einem milden grippeähnlichen Syndrom. Bei einigen Patienten mit schwerem Verlauf kann die Erkrankung jedoch rasch zu Pneumonie, akutem Atemnotsyndrom(ARDS) und Schock fortschreiten. Obwohl ARDS die häufigste Manifestation und Todesursache darstellt, deuten zunehmende Hinweise darauf hin, dass Patienten mit kardiovaskulären Risikofaktoren und vorbestehenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Hypertonie, Diabetes mellitus und ischämischer Herzkrankheit ein höheres Morbiditäts- und Mortalitätsrisiko tragen. Darüber hinaus zeigen klinische und epidemiologische Daten, dass schwere kardiovaskuläre Komplikationen – einschließlich Myokardschäden, Arrhythmien und Blutdruckstörungen – bei einer signifikanten Anzahl von COVID-19-Patienten auftreten können, selbst bei solchen ohne vorbestehende kardiovaskuläre Erkrankungen. Diese Komplikationen sind mit einer schlechteren Prognose assoziiert.
ACE2 wird nicht nur in der Lunge, sondern auch im Herz-Kreislauf-System exprimiert. Daher wird angenommen, dass kardiovaskuläre Komplikationen bei COVID-19-Patienten entweder auf eine direkte Virusinfektion oder indirekte Schädigungen durch eine systemische Entzündungsreaktion („Zytokinsturm“) zurückzuführen sind. Pathologische Studien berichten jedoch über nur spärliche interstitielle mononukleäre Entzündungsinfiltrate im Herzgewebe und das Fehlen substanzieller myokardialer Schäden bei COVID-19-Patienten, was darauf hindeutet, dass das Virus das Herz möglicherweise nicht direkt schädigt. Beispielsweise wurde bei einer 64-jährigen SARS-CoV-2-positiven Patientin weder eine Myokarditis noch ein Zytokinsturm als wahrscheinliche Ursache für die rezidivierende Einschränkung der Herzfunktion angesehen, insbesondere angesichts relativ niedriger Biomarkerwerte. Stattdessen entwickelte die Patientin während der SARS-CoV-2-Infektion eine ausgeprägte kardiale Dekompensation mit reduzierter linksventrikulärer Ejektionsfraktion, kardiogenem Schock und Neigung zu Tachyarrhythmien – ein Hinweis auf eine Überaktivierung der sympathischen Nerven.
Eine aktuelle Studie berichtete zudem über eine moderat geringere Wahrscheinlichkeit eines positiven COVID-19-Testergebnisses bei Patienten unter Beta-Blocker-Therapie, die eine sympathische Aktivierung hemmen können. Bevor die Mechanismen der kardiovaskulären Komplikationen bei SARS-CoV-2-Infektion vollständig verstanden sind, muss den durch sympathische Überaktivierung induzierten Schäden daher ausreichend Beachtung geschenkt werden. Das sympathische Nervensystem spielt eine zentrale Rolle bei kardiovaskulären Erkrankungen. In frühen Krankheitsstadien äußert sich dies oft als kompensatorische sympathische Aktivierung, die eng mit dem Schweregrad der Erkrankung korreliert. Eine persistierende Aktivierung des sympathischen Nervensystems beschleunigt die Krankheitsprogression und trägt maßgeblich zur Pathogenese chronischer Herzinsuffizienz, ventrikulärer Arrhythmien und essenzieller Hypertonie bei – alles häufige kardiovaskuläre Komplikationen bei COVID-19-Patienten.
Sympathische Aktivierung kann auch ein Takotsubo-Syndrom auslösen, das zu transienter Herzfunktionsstörung führt und oft übersehen oder fehldiagnostiziert wird. In frühen Stadien akuter Myokarditis wurde bei COVID-19-Patienten ein inverses Takotsubo-Syndrom beobachtet, möglicherweise durch sympathische Aktivierung induziert. Ebenso ist Tachykardie eine häufige kardiovaskuläre Manifestation von SARS und persistiert bis in die dritte Hospitalisierungswoche, wahrscheinlich bedingt durch sympathische Überaktivierung. Zudem sind vorbestehende kardiovaskuläre Erkrankungen wie Hypertonie, Diabetes mellitus und ischämische Herzkrankheit durch eine ausgeprägte sympathische Aktivierung charakterisiert, die direkt mit dem COVID-19-Schweregrad assoziiert sein könnte.
Mögliche Mechanismen der sympathischen Aktivierung nach SARS-CoV-2-Infektion umfassen unter anderem: Erstens trägt der chemosensorische Input des Glomus caroticum an den Hirnstamm aufgrund hypoxischer Bedingungen im Rahmen eines ARDS zur sympathischen Überaktivierung bei. Zweitens könnte das neuroinvasive Potenzial von SARS-CoV-2 Neuroinflammationen in zentralen sympathischen Regulationszentren wie dem Nucleus tractus solitarii(NTS), dem hypothalamischen paraventrikulären Nucleus(PVN) und der rostralen ventrolateralen Medulla(RVLM) auslösen. Drittens können entzündliche Zytokine, die während der systemischen Entzündungsreaktion nach Virusinvasion freigesetzt werden, die Blut-Hirn-Schranke durchdringen und NTS, PVN sowie RVLM schädigen. Viertens führt extreme Angst zu weiterer Freisetzung endogener Katecholamine. Vor diesem Hintergrund ist zu erwägen, ob Inhibitoren des sympathischen Nervensystems – wie zentrale Sympatholytika, Imidazolin-Rezeptor-Agonisten und Beta-Blocker – bei Fehlen spezifischer COVID-19-Therapien oder Impfstoffen vorteilhaft eingesetzt werden könnten.
Zusammenfassend sollten die negativen Auswirkungen der sympathischen Aktivierung während der COVID-19-Pandemie nicht vernachlässigt werden. Das sympathische Nervensystem spielt eine Schlüsselrolle in der Pathogenese SARS-CoV-2-assoziierter kardiovaskulärer Komplikationen. Das Verständnis der zugrundeliegenden Aktivierungsmechanismen und ihrer Auswirkungen auf die Krankheitsprogression ist entscheidend für die Entwicklung wirksamer Therapiestrategien. Sympathikus-Inhibitoren könnten insbesondere bei COVID-19-Patienten mit kardiovaskulären Vorerkrankungen potenzielle Vorteile bieten. Weitere Forschung ist erforderlich, um die genauen Mechanismen aufzuklären und Therapieansätze zu optimieren.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001106