¿Qué se sabe sobre cómo el
SARS-CoV-2 causa la COVID-19?
Actualizada el 29 de marzo de 2021
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Los viriones (partículas virales) del SARS-CoV-2 pueden infectar el cuerpo al ingresar por los ojos, la nariz o la boca. Por eso, es fundamental evitar tocarse la cara (ya que los dedos pueden haber estado en contacto con el virus), mantener distancia de otras personas y usar mascarilla en espacios cerrados o cuando se esté cerca de otros.
Por debajo de una cierta cantidad de partículas virales, es poco probable que una persona se infecte, ya que la primera línea de defensa del sistema inmunitario debería actuar eficazmente para proteger el cuerpo. Sin embargo, aún no se conoce con certeza cuál es esa cantidad mínima de partículas necesarias para causar una infección.
Además, hay evidencia sólida de que cuanto mayor es la carga viral inicial (es decir, la cantidad de partículas virales que ingresan al cuerpo), más grave puede ser la enfermedad. Esto podría explicar por qué un número desproporcionado de médicos jóvenes y aparentemente sanos ha sufrido cuadros graves de COVID-19 e incluso ha fallecido a causa de la enfermedad.
Una vez que la espícula de una partícula viral SARS-CoV-2 aterriza en el receptor ACE2 de una célula en la superficie de la membrana celular, el virión se fusiona con la membrana, libera su ARN en la célula y de esta manera se replica dentro de la célula y comienza una infección. (Tenga en cuenta que la partícula viral no se mueve por sí misma, sino que se deja mover, por ejemplo, con el flujo de aire al inhalar o con el movimiento de los cilios de las células). El revestimiento de la cavidad nasal tiene células con muchos ACE2. receptores. Evidencia indica que cuanto más alto está una célula en el revestimiento del tracto respiratorio, mayor es la densidad de estos receptores en su membrana y más fácilmente se infectan que las células más abajo. Por lo tanto, los viriones pueden replicarse en una célula tras otra. En la mayoría de las personas con un sistema inmunitario sano, no hay síntomas o son leves en esta etapa. Durante este tiempo, sin embargo, puede haber una gran carga viral, muchas partículas virales, en su moco, aliento, etc., que puede hacer que una persona sea altamente contagiosa incluso si no presenta síntomas. (Los virus pueden replicarse en las células huésped sin que estas células mueran.) En esta etapa, muchas personas infectadas experimentan una pérdida del sentido del olfato (anosmia). Ciertas células del epitelio sensorial olfatorio alrededor de las neuronas que normalmente envían señales olfativas al cerebro tienen receptores ACE2, y ya se entiende que su infección afecta el correcto funcionamiento de las neuronas en su entorno, lo que ofrece una explicación de este fenómeno peculiar.
Cuando la espícula de un virión del SARS-CoV-2 se une al receptor ACE2 de una célula en la superficie de la membrana celular, el virión se fusiona con la membrana y libera su ARN en la célula. Esto permite que el virus se replica dentro de la célula y dé inicio a la infección. (Cabe destacar que la partícula viral no se mueve por sí sola, sino que es transportada, por ejemplo, por el flujo de aire al inhalar o por el movimiento de los cilios de las células).
El revestimiento de la cavidad nasal contiene células con una alta concentración de receptores ACE2. La evidencia sugiere que, cuanto más cerca de la parte superior del tracto respiratorio se encuentra una célula, mayor es la densidad de estos receptores en su membrana y, por lo tanto, más fácilmente puede infectarse en comparación con las células ubicadas más abajo. Así, los viriones pueden replicarse de una célula a otra.
En la mayoría de las personas con un sistema inmunitario sano, la infección en esta etapa no causa síntomas o solo provoca síntomas leves. Sin embargo, durante este periodo, puede haber una alta carga viral (es decir, una gran cantidad de partículas virales) en el moco, el aliento y otras secreciones, lo que hace que una persona pueda ser altamente contagiosa incluso si no presenta síntomas. (Los virus pueden replicarse en las células huésped sin que estas mueran).
En esta fase, muchas personas infectadas experimentan una pérdida del sentido del olfato (anosmia). Se ha descubierto que ciertas células del epitelio sensorial olfatorio, situadas alrededor de las neuronas que envían señales olfativas al cerebro, poseen receptores ACE2. Se entiende que su infección altera el funcionamiento normal de estas neuronas, lo que explicaría este fenómeno particular.
Ahora se sabe que una persona puede ser contagiosa hasta dos días antes de que comiencen los síntomas. En los casos más leves, el sistema inmunitario logra controlar la infección antes de que el virus se propague más allá de la nariz. De lo contrario, la infección puede extenderse a los pulmones o al sistema digestivo.
El virus podría infectar la garganta y causar dolor de garganta, o bien no afectar esta zona en absoluto. La evidencia sugiere que el virus alcanza los pulmones por aspiración, ya que las infecciones pulmonares suelen presentarse en áreas dispersas y no de manera uniforme.
Una vez en los pulmones, la situación suele empeorar significativamente. Existen células llamadas neumocito tipo II, que poseen receptores ACE2 y recubren los diminutos sacos conocidos como alvéolos, situados al final de los bronquiolos pulmonares. (Los alvéolos son para los pulmones lo que las hojas son para un árbol).
La función principal de los pulmones es permitir el ingreso de oxígeno al cuerpo a través de la sangre y la eliminación del dióxido de carbono. Este intercambio de gases ocurre a través de una membrana delgada de células que separa el alvéolo de los capilares, los diminutos vasos sanguíneos que lo envuelven.
Los neumocitos de tipo II desempeñan un papel clave al regular las propiedades del líquido que recubre los alvéolos, evitando que sus paredes se adhieran entre sí. Su disfunción puede provocar un colapso alveolar, lo que requiere ventilación mecánica cuidadosamente monitorizada en una unidad de cuidados intensivos (UCI). La infección de estas células interrumpe gravemente el intercambio de oxígeno.
Uno de los motivos por los que esta infección puede ser tan grave es que el virus ha desarrollado mecanismos para interferir con la respuesta inmunitaria. En algunos individuos, bloquea la activación de genes en la célula huésped que producen interferón, una proteína de señalización que alerta a las células cercanas para que frenen la replicación del virus. Esto permite que el virus se multiplique sin restricciones.
Al mismo tiempo, el virus activa genes en la célula huésped que inducen la producción de quimiocinas, un tipo de citoquinas (proteínas de señalización) que desencadenan la llegada de células inmunitarias. La producción prolongada y descontrolada de quimiocinas, incluidas aquellas destinadas a combatir amenazas no relacionadas con virus, provoca una sobrerreacción del sistema inmunitario conocida como “tormenta de citoquinas“. Como resultado, el propio organismo ataca y destruye sus células sanas.
A medida que la membrana alveolar se deteriora, los glóbulos blancos se acumulan, restringiendo aún más el paso del oxígeno. Esta afección, conocida como síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), puede ser mucho más grave que la neumonía causada por la gripe común. Puede llevar directamente a la muerte o dejar cicatrices permanentes en los pulmones, lo que podría causar síntomas respiratorios crónicos.
Este intercambio reducido de oxígeno conduce a un estado de hipoxia, en el que la cantidad de oxígeno que fluye a través de la sangre hacia los tejidos es insuficiente. Además, a menudo se trata de una hipoxia silenciosa, ya que la persona puede no darse cuenta de la gravedad de su condición, pues no siente falta de aire.
El intercambio de dióxido de carbono desde la sangre no se ve tan afectado como el de oxígeno hacia la sangre. Dado que es la tasa de eliminación de dióxido de carbono la que informa directamente al cerebro sobre la eficiencia del intercambio gaseoso, es posible que una persona no experimente dificultad para respirar incluso cuando ya esté lo suficientemente enferma como para requerir atención médica.
Desafortunadamente, esta situación ha provocado la muerte de muchas personas antes de que llegara la ambulancia al hospital.
Un oxímetro de pulso, un pequeño dispositivo que se coloca sobre un dedo, mide tanto la frecuencia del pulso como la cantidad de oxígeno en la sangre. Su uso ha resultado útil para alertar a las personas con COVID-19 sobre el momento adecuado para buscar atención hospitalaria.
En el hospital, uno de los aspectos más críticos en el tratamiento de los pacientes con COVID-19 es la administración de oxígeno, por ejemplo, a través de las fosas nasales mediante dispositivos como los respiradores CPAP. Si el paciente se debilita demasiado y no puede respirar por sí mismo, será necesaria la intubación. En este caso, se introduce un tubo en la vía respiratoria y se conecta a un ventilador mecánico que bombea aire rico en oxígeno hacia los pulmones y expulsa el dióxido de carbono.
Lamentablemente, un porcentaje significativo de los pacientes conectados a ventiladores no ha logrado sobrevivir. Durante el pico de muertes por COVID-19 en la ciudad de Nueva York, en abril de 2020, los médicos aprendieron lo crucial que era determinar con precisión el momento adecuado para desconectar a un paciente de otras fuentes de oxígeno y conectarlo a un ventilador.
Afortunadamente, desde entonces se han desarrollado estrategias más efectivas para tratar a muchos pacientes que, en ese entonces, no habrían tenido posibilidades de sobrevivir con ventilación mecánica. Ahora, en algunos casos, se les brinda una oportunidad adicional en la UCI mediante el uso de un pulmón artificial temporal.
Además, en abril de 2020 apenas se comprendía que muchos pacientes no solo morían por la afectación pulmonar del COVID-19, sino porque el virus atacaba múltiples órganos y sistemas del cuerpo.
Aunque la mayoría de los casos graves de COVID-19 comienzan en los pulmones, se ha descubierto que muchos pacientes también presentan infecciones en otras partes del cuerpo. Por ejemplo, se han registrado casos de accidentes cerebrovasculares, ataques cardíacos, insuficiencia renal e incluso encefalitis (inflamación del cerebro).
Desde los alvéolos, el virus puede ingresar al torrente sanguíneo a través de los capilares pulmonares, aprovechando la ruptura de las membranas celulares. Todos los vasos sanguíneos, incluidos los capilares más pequeños, están revestidos por células endoteliales, que poseen receptores ACE2 y pueden infectarse, favoreciendo la formación de coágulos sanguíneos.
De hecho, las radiografías de muchos de los primeros pacientes con COVID-19 en Wuhan, China, mostraban la presencia de coágulos en los capilares pulmonares. Una vez en el torrente sanguíneo, el virus puede propagarse a otros órganos, como el corazón, los riñones y el intestino.
Numerosos pacientes con COVID-19, incluidos jóvenes aparentemente sanos y personas mayores sin antecedentes de enfermedad cardíaca, han fallecido debido a ataques cardíacos, coágulos sanguíneos y accidentes cerebrovasculares.
Hoy en día, es evidente que el endotelio (el revestimiento interno de los vasos sanguíneos) desempeña un papel fundamental en los casos graves de COVID-19. Esto explicaría por qué los jóvenes generalmente tienen un mejor pronóstico, mientras que el riesgo de muerte es mucho mayor en los ancianos, ya que la salud de estas células se deteriora con la edad. También ayuda a entender por qué comorbilidades como la hipertensión, las enfermedades cardíacas y la diabetes aumentan significativamente el riesgo, dado que estas afecciones ya han comprometido la función endotelial.
De hecho, una de las funciones del receptor ACE2 es descomponer una molécula producida por el receptor ACE, permitiendo que ambos trabajen en conjunto para regular la presión arterial a través de la concentración de dicha molécula, que actúa como señal en el torrente sanguíneo.
Sin embargo, aún no se sabe con certeza qué parte de la disfunción de las células endoteliales es causada por el ataque directo del virus. Existe evidencia considerable de daño indirecto a través de la inflamación y otros efectos de una respuesta inmunitaria hiperactiva. Estudios han demostrado que las células endoteliales cultivadas en laboratorio muestran resistencia al SARS-CoV-2, lo que sugiere que, en el cuerpo humano, el daño indirecto podría ser el factor predominante.
Se cree que las células endoteliales son responsables de la formación de coágulos sanguíneos en pacientes con COVID-19 grave. Muchos afectados, incluidos jóvenes, han fallecido debido a accidentes cerebrovasculares provocados por coágulos que obstruyen el flujo sanguíneo en el cerebro.
La disfunción de las células endoteliales, ya sea por daño directo del virus o por efectos indirectos de la respuesta inflamatoria, parece ser la principal causa de la coagulación excesiva, dado que estas células desempeñan un papel clave en la regulación de las propiedades coagulantes de la sangre. La presencia de coágulos incluso en los vasos sanguíneos más pequeños (capilares) sugiere otra posible explicación para la hipoxia en estos pacientes.
Aunque es poco frecuente, algunos niños con COVID-19 han desarrollado una inflamación grave de los vasos sanguíneos en todo el cuerpo, una afección potencialmente mortal denominada en 2020 como Síndrome Inflamatorio Multisistémico en Niños (MIS-C).
Lamentablemente, un alto porcentaje de sobrevivientes de COVID-19 grave podría no recuperarse por completo. Un estudio reveló que el 78 % de los pacientes aún presentaba problemas cardíacos dos meses después de la infección.
Se han reportado una amplia variedad de secuelas en muchas personas que, aunque se han recuperado del virus, parecen haber perdido su estado general de buena salud. Aún se requieren más investigaciones para comprender los efectos a largo plazo de la enfermedad.
Los dos tipos de células del cuerpo con mayor densidad de receptores ACE2 parecen ser las células de los alvéolos pulmonares y ciertas células del revestimiento del intestino delgado. Se ha comprobado que el SARS-CoV-2 puede propagarse a través del sistema digestivo y detectarse en las heces de personas infectadas.
Este conocimiento ha permitido implementar estrategias de monitoreo en diversas partes del mundo, como la prueba de aguas residuales en plantas de tratamiento para detectar aumentos de contagios en comunidades específicas.
Por ello, es fundamental lavarse las manos correctamente después de usar el baño para reducir el riesgo de transmisión. Además, las mascarillas pueden brindar protección contra las microgotas (el aerosol) en el aire generadas por la descarga de los inodoros, las cuales podrían contener viriones del SARS-CoV-2.
Aunque el virus puede replicarse en el tracto intestinal, no parece causar una enfermedad tan grave ahí como la que provoca en los pulmones o en los vasos sanguíneos.
Como se ha demostrado, el SARS-CoV-2 puede propagarse a través del torrente sanguíneo, lo que teóricamente le permite infectar casi cualquier parte del cuerpo. Se había planteado la hipótesis de que también podría invadir neuronas y propagarse a través de los nervios, lo que explicaría su posible llegada al cerebro desde la nariz. Sin embargo, la evidencia actual sugiere que esta vía de infección es poco común.
El tratamiento de los pacientes con Covid-19 ha avanzado considerablemente desde que los primeros dos medicamentos demostraron su efectividad en ensayos clínicos: el remdesivir (anunciado el 29 de abril de 2020) y la dexametasona (anunciada el 16 de junio de 2020). Estos avances han reducido significativamente la tasa de mortalidad de la enfermedad. Dado que aún no se ha descubierto ni desarrollado un “medicamento milagroso” capaz de prevenir o curar el Covid-19 en todos los casos, el tratamiento adecuado debe administrarse en el momento oportuno según la evolución de la enfermedad. Esto ha sido posible desde principios de 2020 gracias al progreso sustancial en la comprensión de cómo el virus ataca el cuerpo humano.
©2021 Dr. Michael Herrera