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폐손상이 없는데 산소가 부족한 이유 알아내.
고요한 산소 결핌의 원인은 혈전과 불충분한 혈류가 산소 교환 방해

코로나 : 눈에 띄지 않는 숨 가쁨의 원인은 무엇일까?
보건 전문가는 폐에서 저산소 혈증의 잠재적 원인을 식별한다.

고요한 산소 결핍 :
일부 Covid-19 환자가 침묵의 숨 가쁨(생명을 위협하지만 증상이 없는 산소 부족)으로 고통받는 이유에 대한 새로운 관점이 있다. 문제의 일부는 폐 기능 장애에 있다. 혈액은 손상되지 않은 폐 부위가 아닌 파괴된 부위로 점점 더 많이 들어가고, 혈전과 불충분한 혈류가 산소 교환을 방해한다. 

▲ 조용한 저산소 혈증의 경우 폐에서는 어떤 일이 발생할까?

이것은 수수께끼의 현상이다.
코비드-19에 걸린 일부 사람들은 기침, 눈에 띄는 숨 가쁨 또는 광범위한 폐 손상이 없지만 신체는 여전히 위험한 산소 부족으로 고통받고 있다. 이 조용한 저산소 혈증에서 혈액의 산소 포화도는 때때로 실제로 기절해야 할 정도로 낮은 수준에 도달한다.

경보 시스템이 실패하는 이유는 무엇일까?

보스턴 대학의 선임 저자 벨라 수키(Bela Suki)는 "우리는 이와 같은 것이 생리적으로 가능하다는 사실조차 몰랐다"고 말했다. 일반적으로 경동맥의 센서는 혈액 내 이산화탄소와 산소의 균형이 더이상 정확하지 않을 때 뇌에 경보를 보낸다. 그러나 이 경보 시스템은 때때로 SARS-CoV-2 코로나바이러스에 감염된 경우 비활성화되는 것처럼 보인다.
왜? 여전히 미스터리다.

과학자들은 바이러스 감염이 무엇보다도 산소가 부족할 때 숨 가쁨을 유발하는 부위인 뇌의 호흡기 중심에 영향을 미친다고 의심한다. 연구 결과에 따르면 SARS-CoV-2는 코와 후각 시스템을 통해 뇌로 침투 할 수 있기 때문이다. 거기에서 코로나바이러스는 호흡기 센터가 위치한 뇌간 부분에서도 발견될 수 있다.

폐에서 일어나는 일

또 다른 질문은 여전히 ​​열려 있다. 왜 이런 침묵의 숨가쁨이 Covid-19의 초기 단계에서 발생할까? 폐가 약간만 공격을 받는 단계에서 발생할까?
"이 환자들은 저산소 혈증을 앓고 있지만, 폐의 CT 이미지는 공기 흐름 장애가 있는 최소한의 영역만을 보여준다"고 Suki와 동료들은 설명했다. 그들은 환자 데이터와 컴퓨터 시뮬레이션을 사용해 어떻게 이런 상황이 될 수 있고 폐에서 일어나는 일을 결정했다.

▲ 과학자들은 바이러스 감염이 무엇보다도 산소가 부족할 때 숨 가쁨을 유발하는 부위인 뇌의 호흡기 중심에 영향을 미친다고 의심한다.

그들의 추정으로는 폐의 혈류 조절에 문제가 있을 수 있다. 일반적으로 피드백 메커니즘은 정맥혈이 주로 공기 교환이 잘 작동하는 곳으로 흐르도록 한다. 폐 부위가 염증이나 부상으로 인해 환기가 잘되지 않으면 이 부위의 혈관이 좁아진다. 이 저산소 혈관 수축을 통해 혈액은 주로 여전히 손상되지 않은 영역으로 전환되고 혈액의 적절한 산소 ‘충전’이 보장된다.

방해받는 혈액의 우회

이러한 전환은 일부 Covid 19 환자에게 더이상 제대로 작동하지 않는 것 같다.
영향을 받은 사람들을 조사한 결과 폐의 손상된 부위에 있는 혈관이 더이상 수축하지 않아 혈류의 방향 전환이 일어나지 않는 것으로 나타났다.
"이렇게 하지 않으면 호흡과 폐의 산소 교환 간에 심각한 불일치가 발생할 수 있다"고 Suki와 팀이 설명했다.

이러한 오작동이 환자의 산소 부족을 설명 할 수 있는지 여부를 테스트하기 위해 연구원들은 생물 물리학적 폐모델을 사용했다. 이를 통해 초기 단계의 Covid-19 폐 손상에 필적하는 폐 조직의 17%에서 공기 공급을 줄였다. 그런 다음 혈류와 산소 교환의 다양한 시나리오를 다시 설정했다.

그 결과 손상된 폐 부위의 정맥이 수축하는 대신 열려 있거나 심지어 넓어지면 혈액의 산소 흡수를 크게 줄일 수 있다. 그러나 이 효과만으로는 일부 Covid 19 환자에서 비정상적으로 낮은 산소 포화도를 설명하기에 충분하지 않다.

산소 흡수 억제 돼

그러나 저산소 혈증을 유발할 수 있는 또 다른 요인이 있다.
Covid-19의 건강한 폐 부위에서도 가스 교환이 손상되었다.
그 원인은 한편으로는 작은 폐정맥의 혈전과 색전이다. 연구진은 "코비드-19 초기 단계에 이러한 혈전성 색전증이 발생하면 폐로 가는 혈류가 좋지 않고 저산소 혈증이 증가할 수 있다"고 말했다.

또한, 여전히 손상되지 않은 폐포에 실제로 충분한 산소 공급과 이 호흡 가스를 흡수하는 혈액의 능력 사이에는 불균형이 있다. 의사들은 환기와 관류 사이의 불균형에 대해 이야기한다. 그 원인은 혈관 벽의 염증일 수 있지만 폐 모세 혈관의 혈류와 혈압이 충분하지 않을 수도 있다. 

▲ 서로 다른 높이 수준으로 산소공급 및 손상된 구획에서 분산 관류를 시뮬레이션하는 데 사용되는 12-구획 모델의 개략도. 탈 산소 혼합 정맥혈(파란색)은 산소공급(검은 색) 또는 손상된 (회색) 구획을 통과하여 산소화 된 혼합 동맥혈(빨간색)로 돌아간다. 각 구획의 혈관 저항은 높이 수준, 관류 결함 또는 폐색전증 (흰색 막대), 산소 공급 또는 손상 정도에 따라 결정되었다. 저산소성 폐혈관 수축(HPV)은 말단 모세 혈관 산소 함량이 낮은 영역에 대한 관류가 감소 된 "정상", 반응이없는 "장애"또는 손상된 영역에 대한 관류가 증가된 "역전"일 수 있다. (출처:관련논문)

조합이 문제

Suki와 그의 팀에 따르면 이것은 코로나바이러스 감염이 폐 세포를 직접 공격할 뿐만 아니라 여러 가지 방법으로 폐 기능 조절을 방해한다는 것을 시사한다. 이것은 언뜻 보기에 폐가 거의 손상되지 않은 환자에서도 산소 결핍이 발생하는 이유를 설명한다.

"사람들은 이 바이러스에 매우 다르게 반응한다"고 Suki는 말했다.
따라서 위험한 산소 부족의 모든 잠재적 원인을 아는 것이 더욱 중요하다.
Covid 19 환자에게 적합한 치료법을 찾는 데 도움이 될 수 있기 때문이다.
(Nature Communications, 2020; doi : 10.1038 / s41467-020-18672-6)
출처 : Boston University

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