The aim of this study was to assess the level of nitric oxide production and arginase activity in patients with arterial hypertension and type II diabetes mellitus during infection with SAR S-CoV-2. The study groups included patients with arterial hypertension, patients with arterial hypertension combined with a severe course of COVID-19 and patients who, in addition to arterial hypertension and COVID-19, were suffering from type II diabetes mellitus. The volunteers without any clinical signs of diseases and normal blood pressure formed the control group. It has been established that arterial hypertension, combined with COVID-19 occurs along with reduced L-arginine, nitric oxide, superoxide dismutase activity and increased arginase activity. At the same time, the presence of arterial hypertension in patients with diabetes and coronavirus disease is accompanied by a decline in the content of L-arginine and arginase activity. Our study’s results may help scientists find new pharmacological targets in the future treatment of coronavirus disease and comorbid disorders.
Метою роботи було провести порівняльний аналіз активності NO-синтази й аргінази та вмісту аргініну в лімфоцитах периферичної крові пацієнтів з артеріальною гіпертензією (АГ) у поєднанні з COVID-19-пневмонією. У дослідження було включено 46 пацієнтів з АГ у поєднанні з COVID-19-пневмонією, яких було поділено на дві групи: до І групи ввійшли 22 особи з АГ і легким перебігом COVID-19-пневмонії; до ІІ групи – 24 пацієнти з АГ і тяжким перебігом COVID-19-пневмонії. Для контрольної групи було відібрано 20 практично здорових осіб. Усім особам проводили загальноклінічні обстеження, а також визначали концентрацію L-аргініну, активність аргінази й NO-синтази в лімфоцитах периферичної крові. Результати дослідження показали достовірне зниження концентрації L-аргініну в пацієнтів з АГ і легким перебігом COVID-19 на 19,7 % порівняно з контрольною групою та його виснаження у пацієнтів з АГ при поєднанні з COVID-19-пневмонією тяжкого перебігу (на 28,9 %) (р<0,05). За наявності тяжкої COVID-19-пневмонії показники активності аргінази були на 37,5 % достовірно вищими (р<0,05), ніж у пацієнтів з АГ і легким перебігом COVID-19. До того ж, тяжкий перебіг коронавірусної хвороби у пацієнтів з АГ супроводжувався суттєвим зростанням NOS на фоні погіршення прокоагулянтних властивостей крові та підвищенням показників D-димерів. Отже, перебіг артеріальної гіпертензії за наявності коронавірусної пневмонії легкого і тяжкого перебігу супроводжується значним дефіцитом L-аргініну, переважанням активності аргінази порівняно з NO-cинтазною активністю в лімфоцитах периферичної крові, що зумовлено ступенем ураження легень та ендотеліальною дисфункцією.
The aim of the work was to conduct a comparative analysis of the activity of NO-synthase and arginase and the content of L-arginine in peripheral blood lymphocytes of patients with AH in combination with COVID-19 pneumonia. 46 patients with AH combined with COVID-19 pneumonia were included in the study and were aggregated into two groups. The I group included 22 people with AH and a mild COVID-19 pneumonia; the II group – 24 patients with AH and a severe COVID-19 pneumonia. 20 practically healthy people were selected for the control group. General clinical examinations as well as determination of L-arginine concentration, arginase and NO-synthase activity in peripheral blood lymphocytes were performed on all individuals. The results of the study showed a reliable decrease in concentration of L-arginine in patients with AH and a mild COVID-19 by 19.7% in comparison with the control group, and its increasing in patients with AH and a severe course of COVID-19 pneumonia by 28, 9% (р<0.05). In the presence of severe COVID-19 pneumonia, arginase activity indicators were credibly higher by 37.5% (p<0.05) than in the case of AH and a mild course of COVID-19. Furthermore, the severe course of the coronavirus disease in patients with AH was accompanied by a significant increase in NOS against the background of a deterioration in the procoagulant properties of the blood and an increase in D-dimers. Therefore, the course of AH in the presence of mild and severe coronavirus pneumonia is accompanied by a significant deficiency of L-arginine, a predominance of arginase activity compared to NO-synthase activity in peripheral blood lymphocytes, due to lungs affection degree and endothelial dysfunction.
Групами ризику для коронавірусної хвороби (COVID-19) є пацієнти з коморбідною патологією, зокрема, з артеріальною гіпертензією (АГ), ішемічною хворобою серця, цукровим діабетом ІІ типу та цереброваскулярними ураженнями. Серед патогенетичних механізмів пошкодження ендотелію судин розглядають прямий вплив вірусу SARS-COV-2 на ці клітини, а також вплив прозапальних цитокінів, які призводять до виникнення «цитокінового шторму» з непередбачуваними наслідками для організму хворого. В цьому аспекті недостатньо висвітлена роль лейкотрієна В4 (LTB4) – одного з перших кандидатів, що провокує гіперімунну запальну відповідь при прогресуванні COVID-19.
Ціль: дослідити рівень LTB4 у пацієнтів з АГ на тлі коронавірусної хвороби та без неї.
Матеріали та методи. Обстежено 78 осіб з АГ і надмірною масою тіла та ожирінням. Усіх хворих було поділено на 2 групи: група 1 – 37 осіб з АГ (стадія І-ІІІ, ступінь 1-3); група 2 – 41 пацієнт з АГ (стадія І-ІІІ, ступінь 1-3), COVID-19 та інтерстиційним ураженням легень.
Проводили антропометричне вимірювання із визначенням індексу маси тіла (ІМТ), ехокардіографію (ЕхоКГ), гемограму, біохімічний аналіз крові, який включав дослідження рівня глюкози, аланінамінотрансферази (АЛТ), аспартатамінотрансферази (АСТ), креатиніну та сечовини. Шляхом імуноферментного аналізу визначали LTB4 (Elabscience Elisa Kit) у сироватці крові.
Результати. Сатурація була достовірно нижчою у 2-й групі пацієнтів, в той час як частота серцевих скорочень та температура тіла були вищими при порівнянні із особами 1-ї групи (p < 0,01). Знайдено достовірне зниження гемоглобіну, підвищення ШОЕ, рівня глюкози та LTB4 у осіб з АГ та COVID-19, що ймовірно зумовлено наявністю запалення в легеневій тканині при коронавірусній інфекції. Концентрація LTB4 коливалася у осіб 2-ї групи в межах від 370 до 3600 пг/л. У 19 (46,3 %) пацієнтів 2-ї групи концентрація LTB4 перевищувала медіанне значення, що свідчить про більш тяжкий перебіг коронавірусної інфекції. Знайдено пряму кореляцію між LTB4 та ІМТ (rs= 0,369; p < 0,05) у осіб з АГ.
Висновки. Рівень LTB4 у осіб з коморбідним перебігом АГ та COVID-19 є вищим у порівнянні з пацієнтами, що страждають на АГ, що зумовлено вираженістю запального процесу при даній поєднаній патології.
Patients with comorbid pathology, including arterial hypertension (AH), coronary artery disease, type 2 diabetes, and cerebrovascular disease have been shown to be at risk for coronavirus disease (COVID-19). Currently, among the pathogenetic mechanisms of vascular endothelial damage are considered direct effects of SARS-COV-2 virus, as well as proinflammatory cytokines, which lead to a «cytokine storm» with unpredictable consequences for the patient. In this aspect, the role of leukotriene B4 (LTB4) – one of the first candidates to provoke a hyperimmune inflammatory response in the progression of COVID-19 – was insufficiently elucidated.
Objective: to investigate the level of leukotriene B4 (LTB4) in patients with AH with and without coronavirus disease 2019.
Methods. 78 people with AH and overweight or obesity who were treated at the Lviv Emergency Hospital were examined. All patients were divided into 2 groups: group 1 (n=37) – persons with AH (stage І-ІІІ, grade 1-3); group 2 (n=41) – patients with AH (stage І-ІІІ, grade 1-3), COVID -19 and interstitial lung disease.
Anthropometric measurements with a determination of body mass index (BMI), echocardiography, a blood test, biochemical blood test with determination of glucose, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, creatinine, and urea were performed. Serum blood samples for the examination of LTB4 (Elabscience Elisa Kit) were taken and processed using ELISA method.
Results. Saturation was significantly lower in patients of group 2, while heart rate and body temperature were higher (p < 0,01) compared to group 1. There was a significant decrease in hemoglobin level, increase in ESR, glucose, and LTB4 in individuals with AH and COVID-19, which is probably due to the presence of inflammation in the lung tissue in coronavirus infection. The concentration of LTB4 ranged from 370 to 3600 pg/l in patients of group 2. 19 individuals (46,3%) of group 2 had a higher level of LTB4 than the median value, which is probably associated with a more severe course of coronavirus infection. A positive correlation between LTB4 and BMI (rs= 0,369; p < 0,05) was found in individuals with AH.
Conclusions. The level of LTB4 is higher in patients with AH and COVID – 19 than in individuals with AH, due to the severity of the inflammation process in this comorbid pathology.
Розвиток коронавірусної хвороби (COVID-19) перебігає на фоні системної запальної відповіді і спричиняє несприятливий вплив на серцево-судинну систему. З метою кращої діагностики і прогнозу захворювання, а отже й лікування у пацієнтів з артеріальною гіпертензією (АГ) слід проводити визначення sST2 і vWF, які відіграють важливу роль у генезі тромбозів у патофізіології COVID-19.
Мета дослідження. Проаналізувати прогностичну цінність визначення sST2 і vWF у сироватці крові пацієнтів з АГ на тлі COVID-19.
Матеріали та методи. Обстежено 71 пацієнта з АГ та 16 практично здорових осіб, які були включені в контрольну групу. Пацієнтів було розділено на дві групи: 1 група – 36 осіб з АГ, які поступали до стаціонару з гіпертонічним кризом. До 2-ї групи залучені 35 пацієнтів з АГ та полісегментарною пневмонією на тлі COVID-19. Усі пацієнти проходили обстеження: антропометрію, визначення біохімічного аналізу крові, коагулограми, ехокардіографію (ЕхоКГ), рівня sST2 та vWF за допомогою імуноферментного аналізу в сироватці крові. Забір венозної крові проводили на 5–7 день після госпіталізації до стаціонару на тлі проведеного лікування згідно з чинними протоколами.
Результати. Вміст sST2 був найвищим у групі пацієнтів з АГ та COVID-19, тоді як рівень vWF був дещо нижчим, ніж у пацієнтів з АГ, що, ймовірно, зумовлено призначеною терапією із застосуванням глюкокортикостероїдів і низькомолекулярних гепаринів. Встановлена позитивна кореляція між рівнем sST2 і розмірами лівого передсердя, лівого шлуночка та фракцією викиду в пацієнтів з АГ, тоді як у 2-й групі пацієнтів з АГ та COVID-19 відмічена позитивна кореляція з віком (p < 0,05). Отже, високий рівень sST2 пов’язаний зі змінами міокарда, асоційованими з віковими змінами, характерними для пацієнтів з АГ, які мають вагоме значення при формуванні серцевої недостатності.
Встановлена позитивна кореляція між vWF і товщиною задньої стінки лівого шлуночка, розміром правого шлуночка, у пацієнтів з АГ, тоді як у пацієнтів 2-ї групи знайдено кореляцію між vWF і рівнем лейкоцитів (p < 0,05).
Висновок. Рівні sST2 і vWF є важливими маркерами важкості ураження у пацієнтів з серцево-судинною патологією, а також при COVID-19. У пацієнтів з АГ у поєднанні з COVID-19 спостерігали достовірне підвищення концентрації sST2 та vWF порівняно з практично здоровими особами, проте COVID-19 не сприяла появі достовірно вищих значень цих показників порівняно з групою осіб з АГ, що, ймовірно, зумовлено особливостями лікування інфекційної патології.
The development of the coronavirus disease (COVID-19) occurs against the background of a systemic inflammatory response and can cause an adverse effect on the cardiovascular system. For better diagnosis of disease prognosis, and treatment, determination of sST2 and vWF is important. These markers play an important role in the genesis of thrombosis in the pathophysiology of COVID- 19.
Aim of the study. To analyze the prognostic value of sST2 and vWF levels in blood serum of patients with arterial hypertension (AH) and COVID-19.
Materials and methods. 71 patients with AH and 16 practically healthy individuals, who were included in the control group, were examined. Patients were divided into two groups: group 1–36 patients with AH who were admitted to the hospital with a hypertensive crisis. Group 2 included 35 patients with AH and polysegmental pneumonia on the background of COVID-19. All patients underwent anthropometry, determination of biochemical blood tests, coagulogram, echocardiography (EchoCG), level of sST2 and vWF using ELISA in blood serum. Venous blood sampling was carried out on the 5-7th day after hospitalization against the background of the treatment according to current protocols.
Results. The level of sST2 was the highest in the group of patients with AH and COVID-19, while the level of vWF was slightly lower than in patients with AH, which is probably due to the therapy with glucocorticosteroids and low molecular weight heparins. A positive correlation was found between the sST2 level and the size of the left atrium, left ventricle and ejection fraction in patients with AH, while a positive correlation with age was noted in the group of patients with AH and COVID-19 (p < 0.05). Therefore, the level of sST2 was associated with structural changes in the myocardium, which are characteristic of AH and heart failure, which in turn are associated with age-related changes.
A positive correlation was established between vWF and the thickness of the posterior wall of the left ventricle, the size of the right ventricle, in patients with AH, while in patients of the group 2, a correlation was found between vWF and the level of leukocytes (p < 0.05).
Conclusion. The levels of sST2 and vWF are important markers of disease severity in patients with cardiovascular pathology, as well as COVID-19. In patients with AH and in combination with COVID-19, a significant increase in the concentration of sST2 and vWF was observed compared to practically healthy individuals. Nevertheless, the presence of COVID-19 did not contribute to the emergence of significantly higher values of these markers compared to the group of individuals with AH, which is probably due to the specifics of the infectious pathology treatment.
У статті розкрито сучасні принципи лікування гострої серцевої недостатності згідно з останніми рекомендаціями Європейського товариства кардіологів 2021 року. Автори детально висвітлюють причини виникнення, класифікації, клінічні, інструментальні, лабораторні методи діагностики, фармакологічні та інструментальні підходи до лікування цього надзвичайно прогностично несприятливого клінічного синдрому.
The article discloses modern principles of treatment of acute heart failure according to the latest recommendations of the European Society of Cardiology 2021. The authors describe in detail the causes of occurrence, classification, clinical, instrumental, laboratory diagnostic methods, pharmacological and instrumental approaches to the treatment of this extremely prognostically unfavorable clinical syndrome.