Aktueller Stand der Forschung: Diese Organe greift das Covid-19-Virus an

Wer einen einen schweren Krankheitsverlauf einer Covid-19-Infektion übersteht, muss mit Langzeitschäden rechnen. Diese Übersicht zeigt, was SARS-CoV-2 im Körper anrichtet und welche Organe nach derzeitigem Kenntnisstand hauptsächlich geschädigt werden.

Daniel Huber, watson.ch
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Covid-19 ist eine Erkrankung, die primär die Atemwege befällt, aber bei schwerem Verlauf auch die Lunge und weitere Organe schädigt.

Covid-19 ist eine Erkrankung, die primär die Atemwege befällt, aber bei schwerem Verlauf auch die Lunge und weitere Organe schädigt.

Jean-Christophe Bott / KEYSTONE

Die meisten Menschen, die sich mit SARS-CoV-2 infizieren, weisen gar keine oder milde bis mittelschwere Symptome auf, doch in einigen Fällen ist der Krankheitsverlauf schwer und kann mit dem Tod enden. Wer die Krankheit übersteht, muss allerdings mit Langzeitschäden rechnen – es gibt Anzeichen dafür, dass in einigen Fällen die Lunge oder andere Organe zum Teil irreversibel geschädigt werden. Da es sich bei der durch das Virus verursachten Erkrankung Covid-19 um ein erst seit kurzem bekanntes Leiden handelt, sind die entsprechenden Erkenntnisse allerdings noch wenig gefestigt.

Sicher ist, dass Covid-19 nicht nur die Atemwege befällt, obwohl diese meist zuerst betroffen sind. Die Krankheitsverläufe sind erstaunlich vielfältig – neben der Lunge scheint das Virus fast jedes andere Organ schädigen zu können. Das hat unter anderem damit zu tun, dass das Enzym ACE-2 (Angiotensin Converting Enzyme) an vielen Stellen im Körper zu finden ist. Es ist auf der Zelloberfläche verankert und reguliert den Blutdruck, dient dem Virus aber auch als Einfallstor in die Zelle.

Ein weiterer Grund ist der sogenannte Zytokinsturm, fachsprachlich als Hyperzytokinämie bezeichnet. Diese gefürchtete Komplikation bei Covid-19 ist eine Überreaktion des Immunsystems, das Zytokine (Botenstoffe) freisetzt, die ihrerseits Immunzellen aktivieren, die wiederum noch mehr Zytokine freisetzen. Ein Zytokinsturm kann zu einem akuten Lungenversagen führen, aber auch auf den gesamten Körper übergreifen. Blutgefässe werden undicht, es bilden sich Gerinnsel und der Blutdruck sinkt. Diese gefährliche Immunreaktion fällt tendenziell umso heftiger aus, je älter der Patient ist. Es ist einer der Gründe, warum die Krankheitsverläufe bei Covid-19 ab 65 Jahren schwerer sind.

Diese Übersicht zeigt, was SARS-CoV-2 im Körper anrichtet und welche Organe nach derzeitigem Kenntnisstand hauptsächlich geschädigt werden.

Lunge

Die Viren setzen sich zunächst im Rachenraum fest. Wenn sie dort nicht eliminiert werden, gelangen sie in die unteren Atemwege. Dort docken sie an den Zellen an und dringen in diese ein. Wenn der Krankheitsverlauf schwer ist, zerstören die Viren immer mehr Zellen in den Bronchien. Der Körper reagiert darauf, indem er eine Entzündung initiiert – Abwehrzellen und Blutplasma treten aus den Blutgefässen der Bronchien aus, um die Viren zu bekämpfen und wegzuschwemmen. Die Nerven in der Bronchienwand werden gereizt, was zum typischen Husten führt.

Im weiteren Verlauf der Erkrankung wandern die Viren weiter nach unten in die Lunge und greifen vermutlich zuerst die feinen Gefässe in den Lungen an. Dies vermindert bereits die Sauerstoffaufnahme. Da die Lungenbläschen zu diesem Zeitpunkt noch nicht stark betroffen sind, kann der Patient jedoch weiterhin CO2 abatmen, weshalb noch kein Gefühl von Atemnot auftritt (das mit dem CO2-Pegel im Blut zu tun hat).

Atemnot kommt erst hinzu, wenn das Virus auch die Lungenbläschen infiziert. Auch hier kommt es zu einer Entzündung und Blutplasma tritt aus den Gefässwänden aus. Die Bläschen füllen sich mit Plasma und Eiter, was den Sauerstoffaustausch zwischen Lunge und Blut erheblich erschwert. Die Atemnot wird stärker, je mehr Lungenbläschen betroffen sind. Bei sehr schweren Krankheitsverläufen muss der Patient mit Sauerstoff über die Nase versorgt oder sogar beatmet werden.

Beatmungsschäden

Die künstliche Beatmung ist keine harmlose Massnahme – der Patient wird dafür in ein künstliches Koma versetzt und intubiert, das heisst, es wird ein Schlauch in die Luftröhre eingeführt. Die Luft muss unter Druck in die Lunge gepresst werden, was die Lungenbläschen schädigen kann. Mit dem Schlauch können Keime in die Lunge gelangen und eine bakterielle Sekundärinfektion auslösen. Schliesslich kann auch der zusätzliche Sauerstoff in der Beatmungsluft das empfindliche Lungengewebe schädigen.

Die künstliche Beatmung kann zu Lungenschäden führen.

Die künstliche Beatmung kann zu Lungenschäden führen.

Colin Frei

Langzeitschäden

Die langfristigen Folgen einer Covid-19-Erkrankung lassen sich derzeit erst in Umrissen erkennen. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass die Lunge durch Spätfolgen in Mitleidenschaft gezogen wird. Chinesische Mediziner fanden bei einigen genesenen Covid-19-Patienten eine milchglasartige Trübung in den Lungen, die auf eine permanente Schädigung des Organs hinweist.

Ob es sich um eine Lungenfibrose handelt, ist noch nicht abschliessend geklärt, auch wenn der Verdacht naheliegt. Die Lungenfibrose ist eine chronische Entzündung des Lungengewebes, die verschiedene Ursachen haben kann. Durch die Entzündung vernarbt das Bindegewebe zwischen den Lungenbläschen und den Blutgefässen, was die Lunge versteift und den Sauerstofftransport behindert. Die Folgen sind Atemnot, Reizhusten und Kraftlosigkeit. Eine Lungenfibrose ist nicht heilbar, aber ihr Fortschreiten lässt sich bei rechtzeitiger Behandlung verzögern oder gar stoppen.

Nieren

Neben der Lunge scheinen bei einem schweren Verlauf von Covid-19 die Nieren am häufigsten betroffen zu sein. Nierenversagen trat laut einigen Studien bei einem Viertel der Patienten auf; beinahe die Hälfte wies Blut oder Eiweiss im Urin auf. Gemäss anderen Angaben benötigen rund 30 Prozent der Patienten mit schwerem Verlauf eine Dialyse, weil die Nierenfunktion akut eingeschränkt ist. Das Virus könnte die Nieren einerseits direkt angreifen, da auch bei Nierenzellen das Eiweiss ACE-2 vorkommt, an dem es andocken kann. Dies ist jedoch noch nicht ausreichend geklärt – sicher ist aber, dass bereits Genmaterial des Virus in Nierengewebe gefunden wurde und SARS-CoV-2 zudem im Urin eines Patienten nachgewiesen werden konnte. Andererseits können aufgrund der durch das Virus beeinträchtigten Blutgefässe zusätzliche Schäden entstehen.

Neben der Lunge sind bei einem schweren Verlauf von Covid-19 die Nieren am häufigsten betroffen.

Neben der Lunge sind bei einem schweren Verlauf von Covid-19 die Nieren am häufigsten betroffen.

medicalgraphics.de

Bei Patienten, die bereits an einer Lungenentzündung leiden, können die Nieren sekundär in Mitleidenschaft gezogen werden. Zum einen kann die künstliche Beatmung zu Schäden führen, zum andern erhalten sie gegen Flüssigkeitsansammlungen in der Lunge oft Medikamente, die dem Körper Wasser entziehen. Dies führt dazu, dass die Nieren weniger durchblutet werden.

Eine weitere Folge einer schweren Covid-19-Erkrankung ist, dass das Blut schneller gerinnt. Das begünstigt die Bildung von Blutgerinnseln, die unter anderem auch die Gefässe der Nieren verstopfen können. Dementsprechend zeigten Autopsien von Patienten, die an Covid-19 starben, neben Embolien in Venen und Lunge auch kleine Infarkte im Nierengewebe. Noch ist allerdings nicht geklärt, ob solche Schäden irreversibel sind oder ob die Nieren sich nach der Genesung des Patienten wieder vollständig erholen.

Nervensystem

Bei einem mit SARS-CoV-2 infizierten Patienten in Japan, der nach der Infektion unter epileptischen Anfällen litt, stellten die Mediziner eine Hirnhautentzündung fest, die vom Virus verursacht worden war – es fand sich im Nervenwasser des Gehirns. Dies zeigte, dass SARS-CoV-2 ins zentrale Nervensystem und bis ins Gehirn vordringen kann – wie dies auch bei den Erregern von SARS und MERS der Fall ist. Auch Patienten in Italien wiesen neurologische Symptome wie Kopfschmerzen, Übelkeit und Bewusstseinsstörungen auf. Diese können aber auch die Folge eines Zytokinsturms sein; die Zytokine machen die Blut-Hirnschranke durchlässiger.

Sollte das Virus tatsächlich auch in den Hirnstamm gelangen, könnte dies erklären, warum bei – vornehmlich älteren – Covid-19-Patienten mitunter die Atmung aussetzt, obwohl sie zuvor nicht an durch die Krankheit bedingten massiven Atemproblemen gelitten hatten.

Störung des Geschmacks- und Geruchssinns

Das bekannteste Symptom, das auf einen Befall des Nervensystems hindeutet, ist die reversible Störung des Geschmacks- und Geruchssinns bei Covid-19-Patienten. Eine sogenannte Ageusie bzw. Anosmie tritt bei mehr als vier von fünf Erkrankten auf. Bemerkenswert ist, dass sie sich bereits zu Beginn der Infektion beobachten lässt, während sie bei einem grippalen Infekt erst in einem fortgeschrittenen Stadium auftritt. Da die Nerven in der Nasenschleimhaut durch den Schädelknochen zum Riechkolben führen, der bereits zum Gehirn gehört, könnten sie das Einfallstor für das Virus sein.

Möglicherweise sind die Geschmacks- und Geruchsstörungen aber auch die Folge eines Ausfalls von kleineren Blutgefässen im Gehirn. Falls grössere Arterien betroffen sind, kann ein Schlaganfall die Folge sein. Es ist jedoch noch nicht geklärt, ob das Virus Schlaganfälle begünstigt.

Herz und Gefässe

Eine Reihe von Studien weist darauf hin, dass SARS-CoV-2 auch das Herz angreift. Laut einer chinesischen Studie wiesen rund ein Fünftel aller untersuchten schweren Covid-19-Fälle Schädigungen des Herzmuskels auf. Auch ist die Mortalität von Covid-19-Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Bluthochdruck deutlich erhöht und bei vielen vorher gesunden Patienten konnte eine durch das Virus ausgelöste Herzmuskelentzündung festgestellt werden. In dieselbe Richtung weist der Umstand, dass bei Patienten mit schwerem Verlauf oft ein bestimmter Biomarker im Blut erhöht ist, der von absterbenden Herzmuskelzellen freigesetzt wird.

Allerdings ist nach wie vor nicht klar, ob es das Virus ist, das diese Schäden am Herzen direkt verursacht, oder ob es die von der Infektion ausgelösten Immunreaktionen sind. Ein direkter Angriff des Virus auf den Herzmuskel ist denkbar, denn auch diese Zellen weisen ACE-2-Rezeptoren auf, an denen SARS-CoV-2 andockt.

Entzündungsreaktionen in den Blutgefässen

ACE-2-Rezeptoren sitzen auch an den Innenwänden von Blutgefässen. Falls das Virus die Zellen der Gefässwände infizieren kann, müsste man mit Entzündungsreaktionen rechnen, bei denen wiederum arteriosklerotische Plaques in den Gefässen abgelöst werden und in die Blutbahn gelangen. Diese Plaques können Gefässe im Herz und im Hirn verstopfen und so Herzinfarkte oder Schlaganfälle verursachen.

Darstellung eines Blutgerinnsels.

Darstellung eines Blutgerinnsels.

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Dass SARS-CoV-2 tatsächlich die Zellschicht an der Innenseite der Blut- und Lymphgefässe (Endothel) angreift, zeigte die Obduktion von verstorbenen Patienten am Universitätsspital Zürich. Die Pathologen stellten fest, dass bei einigen Verstorbenen das gesamte Endothel in den Gefässen verschiedener Organe entzündet war. Die Folge können schwerwiegende Mikrozirkulationsstörungen sein, die zu Gefässverschlüssen in Herz, Hirn, Lunge und im Darmtrakt führen. Ein solches Multiorganversagen führt häufig zum Tod.

Aufgrund des Virenangriffs verengen sich überdies manche Blutgefässe so stark, dass die Durchblutung des Gewebes nicht mehr ausreichend gewährleistet ist. Auch dies erhöht die Gefahr eines Infarkts in den Koronararterien. An den Extremitäten äussert sich die Mangeldurchblutung bisweilen in geschwollenen und schmerzenden Fingern und Zehen.

Bluthochdruck

Bekannt ist, dass Bluthochdruck (Hypertonie) das Risiko für einen schweren Verlauf von Covid-19 erhöht. Möglicherweise erhöhen Medikamente gegen Hypertonie die Anfälligkeit für eine Infektion, da sie als ACE-Hemmer wirken: Sie binden an den ACE-1-Rezeptor, was dazu führen könnte, dass dessen Antagonist, der ACE-2-Rezeptor, vermehrt auf der Oberfläche von Zellen gebildet wird. Dies würde dem Virus mehr Angriffsmöglichkeiten bieten. Dieser Zusammenhang ist jedoch nicht nachgewiesen. Wer blutdrucksenkende Medikamente einnehmen muss, sollte diese ohnehin nicht aus Angst vor einer Infektion absetzen, denn ein gut eingestellter Blutdruck erhöht die Chancen auf einen milderen Krankheitsverlauf.

Haut

Die Haut ist das grösste Organ des menschlichen Körpers. Auch sie scheint von den Auswirkungen einer Infektion mit SARS-CoV-2 betroffen zu sein. Besonders bei Kindern und Jugendlichen wurden kleine purpurfarbene Flecken an den Füssen beobachtet, die ähnlich aussehen wie die Hautveränderungen, die bei Masern, Windpocken oder Frostbeulen auftreten. An den Zehen erinnern die bläulichen Verfärbungen an Erfrierungen, es treten manchmal aber auch netzartige Muster auf. Die Hautveränderungen sind wohl auf eine Störung der Blutgerinnung zurückzuführen, die durch das Virus verursacht wird. Auch an anderen Körperstellen kommen mitunter Hautveränderungen vor, etwa Striemen, Rötungen oder Ausschlag wie bei Nesselfieber.

Hautverfärbungen an den Zehen erinnern an Erfrierungen.

Hautverfärbungen an den Zehen erinnern an Erfrierungen.

francesca baisi und laura d’aloisio/fallstudie amici derm ped/acute acro-ischemia in the child at the time of covid-19