Пандемия COVID-19 супер нова для науки, часто требуются годы, прежде чем ученые докажут связь факторов риска и проведут подтверждающие исследования, но сейчас не время ждать. Я сижу на карантине и наблюдаю за различными фактами о COVID-19, на их основе вырисовывается «Гипотеза о связи между уровнем сахара в крови и инфекцией». Единственная причина, по которой я делаю пост на такую противоречивую тему, заключается в том, что я искренне верю, эта информация может спасти жизни. Жизни моих друзей, их друзей и их родственников.

Дисклеймер. Это не статья про лекарства или методы лечения, а про то, насколько рационально, исходя из наблюдаемых по всему миру взаимосвязей между высоким уровнем сахара в крови и остротой течения болезни, соблюдать рекомендации по активности и добавленному сахару. Эталоном здесь я считаю Британскую Систему Здравоохранения, NHS, она рекомендует добавленного сахара 30 гр. взрослым, 24 гр. от 7 до 10 лет и 19 гр. от 4 до 6 [0].

Минутка заботы от НЛО


В мире официально объявлена пандемия COVID-19 — потенциально тяжёлой острой респираторной инфекции, вызываемой коронавирусом SARS-CoV-2 (2019-nCoV). На Хабре много информации по этой теме — всегда помните о том, что она может быть как достоверной/полезной, так и наоборот.

Мы призываем вас критично относиться к любой публикуемой информации


Официальные источники

Если вы проживаете не в России, обратитесь к аналогичным сайтам вашей страны.

Мойте руки, берегите близких, по возможности оставайтесь дома и работайте удалённо.

Читать публикации про: коронавирус | удалённую работу


На данный момент мы много слышали о людях с хроническими заболеваниями, имеющими более высокий уровень смертности после COVID-19, и особенно о людях с диабетом. Согласно определению ВОЗ, диабет хроническое метаболическое заболевание характеризуемое высоким уровнем глюкозы в крови (или сахара в крови) [12]. В организме гликируется большое количество белков кровотока, что означает «кусочки сахара прикрепляются к поверхности огромной молекулы белка в разных местах». Одним из наиболее распространенных белков в крови является гемоглобин (Hb), и для подтверждения диабета часто измеряется степень гликирования Hb (то есть количество сахара на его поверхности), что очень логично. Поскольку у людей с диабетом более высокий уровень сахара в крови, их гемоглобин более «покрыт сахаром», чем у здоровых людей. Интересно, что для диабетиков, которые правильно контролируют уровень сахара в крови, наблюдается снижение степени гликирования гемоглобина. Запомните этот факт.
Минутка биохимии. Сахар в крови, это только уровень глюкозы, а вот фруктоза должна сначала превратиться в глюкозу в печени, и та и другая быстро всасываются в верхних отделах кишечника и быстро попадают в кровоток. Гликирование (подробно в Википедии) это спонтанный процесс присоединения остатков глюкозы и фруктозы к жирам и сахарам. Избыточное гликирование белков вредно, так как нарушает их структурные свойства и приводит к формированию Конечных Продуктов Гликирования (Advanced Glycation Products), кросс-сшитых между собой белков, а стенки сосудов становятся более жесткими из-за гликирования коллагена.


Мы также должны знать, что гемоглобин является белком для переноса кислорода из маленьких мешочков (альвеол) в легких во все клетки организма. Для этого гемоглобин включает в себя атом железа (и железо уже связывает кислород). Гемоглобин находится в красных (из-за железа) кровяных клетках (эритроцитах) и эти клетки обновляются каждые 4 месяца вместе с гемоглобином, поэтому гликированный гемоглобин отражает наш «усредненный сахар в крови» за 3-4 последних месяца. Так как его много в крови и значит легко выделять, он становится удобным маркером и напрямую с осложнениями диабета не связан.


Любая инфекция, будь то бактериальная или вирусная, по сути, является очень быстрым размножением инфекционного агента. Бактериальные клетки делают это путем деления клеток, то есть каждый цикл, они удваиваются. Вирусы — это кусочки информации, покрытые белками, они проникают в клетки и «внедряют» свою программу в клеточный механизм наших собственных клеток, то есть наши собственные клетки производят все больше и больше копий вируса. В определенный момент клетка умирает, и все копии выходят в организм, чтобы заразить еще больше других клеток. Это может происходить намного быстрее, чем деление бактерий, так как вирус намного меньше и собирается быстрее.

Скорость производства зависит от наличия ресурсов для создания большего количества вирусов. За миллионы лет вирусы эволюционировали, они научились красть глюкозу из наших собственных клеток для своего строительства, разгоняя метаболизм зараженной клетки, а наши зараженные клетки ускоряют потребление сахара из крови. Если в крови больше сахара, производство будет быстрее.

Для борьбы с вирусом другие клетки нашего тела также ускоряются и используют сахар для подготовки иммунного ответа. Частью этого иммунного ответа является выработка цитокинов. Хорошо известно, что если иммунный ответ слишком быстрый, он может повредить ткани, пытаясь спасти организм. Это называется “Цитокиновый шторм”. Он может вызвать кровотечение в тканях, где есть инфекция. Врачи даже притормаживают цитокины с помощью лекарств (ингибируют), чтобы спасти наш организм от нашего собственного иммунного ответа.

Недавно ученые [1] изучали обычный грипп и показали, что у пациентов, зараженных инфекцией, уровень сахара в крови выше, чем в норме. То есть сахар это фактор риска заражения.

Это уже интересно. Я наблюдал за несколькими друзьями в моих социальных сетях, у которых были очень слабые симптомы, а после выздоровления от COVID у них было достаточно антител, чтобы сдавать кровь для тех, кто очень болен. Я знаю, что некоторые из них на диете с ограничением сахара. В рассуждениях появляется все больше смысла.

Группа врачей в США также обнаружило эту связь [2]. Их исследование показало, что люди с диабетом и плохо управляемой гипергликемией (высоким уровнем сахара), которые госпитализированы по поводу COVID-19, имеют уровень смертности в четыре раза выше. Сорок два процента из тех, у кого не было предварительного диагноза диабета до поступления в больницу, но развилась гипергликемия во время пребывания в больнице, умерли. Эксперты говорят, что сейчас важно ограничить количество посещений больниц для людей с диабетом, чтобы защитить себя и работников здравоохранения, а также снизить нагрузку на систему здравоохранения.

Адам М. Бруфски, профессор медицины в Питтсбурге, рассказывает еще один интересный факт о COVID и сахаре [3]. Он упоминает, что вирус COVID использует специфические белки на поверхности наших легких. Белок называется ACE. Этот белок очень распространен на поверхности клеток легких и поджелудочной железы. Он описывает, что, если этот белок ACE покрыт сахаром, вирусу легче прикрепиться к нему. И поскольку вирус заражает поджелудочную железу (из-за белка ACE на поверхности), в крови появляется еще больше сахара (та самая гипергликемия). Почему так? Инфицированная поджелудочная железа вырабатывает меньше инсулина, и сахар из кровотока не всасывается в клетки. Этот дополнительный сахар он гликирует еще больше белков ACE в легких и поджелудочной железе. Это настоящая цепная реакция, у истоков которой стоял сахар.

Гипотеза профессора Бруфски основана на наблюдении за SARS (эпидемия в 2003 году, вызванная вирусом, сходным с вирусом COVID-19), где вышеуказанный механизм повреждения поджелудочной хорошо известен. Сейчас для пациентов с COVID врачи также наблюдают гипергликемию. Препарат под названием «гидроксихлорхин» теперь используется все больше и больше, так как он останавливает гликирование и сахар не присоединяется к белкам, то есть он останавливает цепную реакцию.

Почему сахарное покрытие, гликирование, так важно для вируса. Я представляю это как Варенье, чем больше сахара на поверхности вирусных белков и ACE, тем легче им прилипать друг к другу. Как варенье, что прилипло к столу.

Гемоглобин, повреждение легких и сахар.

Вчера я разговаривал со своим другом Варданом, блестящим кардиохирургом, именно этот разговор заставил меня задуматься о сахаре и собрать всю эту информацию. Вардан один из тех врачей, что заболели на работе, последние 20 дней он пациент. Когда он увидел компьютерную томографию, он решил записать видео для семьи, так все было плохо. Его точные слова звучали так: «Это не пневмония, у нас говорят, что это сломанный гемоглобин, но тебе лучше знать».

Действительно, последний грант, который я готовил в Европейском научно-исследовательском институте старения (ERIBA), был посвящен окислению белков, гликированию и старению. Мы верим, что на старение влияет высокий уровень сахара в крови, на молекулярном уровне внутри и снаружи клеток, на наши совершенные машины жизни влияют сахарные остатки. Так же, как гемоглобин и ACE, каждый белок в клетке медленно покрывается сахарами. Представьте себе шестеренки внутри часов, покрытые грязью, в определенный момент часы остановятся.

Возвращаясь к гемоглобину, основной проблемой с COVID является уменьшение функционального пространства в легких. Легкие можно представить как перевернутое дерево, где трахея — это ствол, а легкие — это ветви, которые ветвятся и становятся все меньше и меньше. Самые мелкие ветви содержат небольшие воздушные мешочки — альвеолы, они размером всего 0,2 мм и с очень тонкими стенками 0,02 мм, служащими перегородкой между ними. В легких 600 миллионов альвеол. Именно в стенках альвеол, где проходят самые тонкие кровеносные капилляры, происходит обмен кислородом. Гемоглобин забирает кислород из воздуха и доставляет его по всему организму. Именно клетки альвеол заражаются вирусом во время COVID-19.



Представьте теперь высокий уровень сахара в крови вызывает цитокиновый шторм, а иммунная система атакует тонкие стенки альвеол, в итоге кровь выливается. Когда кровь соприкасается с воздухом, она начинает сворачиваться — белки (в основном фибриноген) прилипают друг к другу. Это нормальный процесс, и он защищает нас от кровотечения, когда мы порежем себя, свернутый кусочек крови называется тромбом.

Диабетики имеют более высокий риск тромбоза, заболевания когда сгустки крови и тромбы появляются в кровеносных сосудах. Мы на самом деле много знаем о сгустках внутри больших сосудов или о том, когда сосуд поврежден. Также очень вероятно, что в альвеолах гемоглобин присутствует в качестве дополнительного усилителя свертывания, когда он выходит из разрушенных клеток крови. Некоторые исследования по этому вопросу были обобщены недавно [4]. Похоже, именно так обстоит дело с осложнениями в COVID.

Чем больше вируса в легких, тем больше шансов получить внутренние кровотечения и тромбы. Кровь сгущается, и все меньше и меньше места остается для обмена кислородом, и пациент в конечном итоге умрет от низкого содержания кислорода в крови. Если белки покрыты сахаром — они прилипают еще лучше, аналогия с Вареньем. Существует множество свидетельств повышенного тромбоза у больных диабетом [6]. Все из-за сахара.



Другая недавняя гипотеза [7] заключается в том, что вирус COVID также атакует сам гемоглобин, точнее его часть, называемую порфирином. Порфирин представляет собой кольцо внутри гемоглобина, которое и держит железо. Интересно да? Вирус разрушает наши белки транспорта кислорода, и сломанные белки еще больше прилипают к сгусткам в легких, отсюда и матовое стекло на КТ. Наша кровь с нарушенными гемоглобинами транспортирует все меньше кислорода, а сгустки крови уменьшают доступное пространство для обмена кислорода в легких. Могу поспорить, что, когда гемоглобин покрыт сахаром, вирусу намного легче прилипнуть к нему и разрушать белок. Сами вирусные белки тоже покрыты сахарами, поэтому аналогия с Вареньем снова здесь.
Последнее утверждение широко обсуждается в интернете как работа с неверными методами, его пока лучше оставить в виде гипотезы, но данных и так уже достаточно, чтобы быть уверенным — высокий сахар в крови — предиктор осложнений при COVID.

Все встает на свои места

Если у вас низкий уровень сахара в крови: у вируса меньше стройматериала для размножения, труднее вызвать цитокиновый шторм и кровотечения, повреждение поджелудочной железы не приведет к еще большему уровню сахара в крови. Даже если начинается кровотечение, тромбы менее липкие. Кроме того, существует вероятность того, что вирусу труднее уничтожить гемоглобин, содержащий кислород. Велика вероятность того, что вы дышите и у вас есть достаточно времени, чтобы иммунитет победил.

Если у вас высокий уровень сахара в крови: вирус имеет много строительных блоков для размножения, цитокиновый шторм легко вызывается и начинаются кровотечения, повреждение поджелудочной железы еще больше. Инсулин не вырабатывается и еще больше сахара в крови и больше липких белков. Когда начинается кровотечение, сгустки становятся больше по размеру и липче. Кроме того, существует большая вероятность того, что вирус легко разрушает гемоглобин, несущий кислород. Известно, что у таких пациентов скорость развития цепной реакции составляет несколько часов, они переходят от нормального состояния к критическому и нуждаются в подаче кислорода.

Вопросы, о которых вы должны подумать

Какую еду дают людям в больнице? Повышается ли от нее уровень сахара в крови? После работы внутри и с больницами в России, Великобритании и Нидерландах — я знаю, что это за еда. И я знаю, что костный бульон был бы лучшим ее заменителем.

Восстановление

Выжившие, как известно, имеют фиброз. Это такие же сгустки в легких, которые становятся соединительной тканью, что делает людей инвалидами на всю оставшуюся жизнь. Сгустки могут на самом деле раствориться со временем, в процессе, называемом лизисом, но, как нам известно, у пациентов с диабетом (или высоким сахаром) [8] процесс лизиса протекает гораздо хуже, из-за все того же варенья.

Образование

Забавно, мы проводим семинары для детей, используя содержание книги «Приключения Тима в мире бактерий» [9].



Один из вопросов во время семинара: «Представьте, двое детей, один ест сладости, другой ест овощи, у обоих мокрые ноги. Кто первым заболеет?». Дети отвечают легко, то есть быстро и верно. C COVID тот же принцип. Возможно просто удаляем субстрат для распространения инфекции и контролируем собственное здоровье.
Если мы обратимся к статистике, то в РФ потребление Сахара 39,6 кг в год, это чуть более 100 гр в день, что если сравнить с нашими нормами будет в 2 раза выше нормы, а если сравнить с нормами в Великобритании, то более чем в 3 раза. Недавнее эпидемиологическое исследование [11] в России, проведенное на 26 000 человек, и использовавшее тот самый гликированный гемоглобин для оценки диабета и преддиабета, показало, что 5,4 % участников диабетики (более половины не были ранее диагностированы), и 19,3 % находятся в преддиабетическом состоянии.

Ссылки
0 — www.nhs.uk/live-well/eat-well/how-does-sugar-in-our-diet-affect-our-health
1 — www.scientificamerican.com/article/how-blood-sugar-can-trigger-a-deadly-immune-response-in-the-flu-and-possibly-covid-191
2 -https://www.healthline.com/health-news/covid-19-impact-on-diabetes-hospitalizations
3 — theconversation.com/blood-sugar-levels-may-influence-vulnerability-to-coronavirus-and-controlling-them-through-conventional-means-might-be-protective-136592
4 — www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5404239/pdf/nihms828160.pdf
5 — rebelem.com/covid-19-thrombosis-and-hemoglobin
6 — www.heart.org/en/health-topics/venous-thromboembolism/understand-your-risk-for-excessive-blood-clotting
7 — chemrxiv.org/articles/COVID-19_Disease_ORF8_and_Surface_Glycoprotein_Inhibit_Heme_Metabolism_by_Binding_to_Porphyrin/11938173
8 — www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2854507
9 — www.amazon.com/Adventures-World-Bacteria-Dmitry-Alexeev-ebook/dp/B08776J9B3/ref=sr_1_1?dchild=1&keywords=tim%27s+adventures+alexeev&qid=1588320782&sr=8-1
10 — www.factograph.info/a/29850257.html
11 — www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168822716300237
12 — www.who.int/health-topics/diabetes#tab=tab_1