Vitamin-K-Status wichtig bei COVID-19

Obwohl die überwiegende Mehrheit der Menschen mit der COVID-19-Krankheit (aufgrund des neuen Coronavirus SARS-CoV-2) höchstens leichte Symptome hat, landet ein kleiner Prozentsatz im Krankenhaus. Einige entwickeln ein Atemversagen als Folge einer schweren Lungenentzündung und/oder des akuten Atemnotsyndroms (ARDS). Darüber hinaus besteht bei schwerem COVID-19 das Risiko einer Koagulopathie (verminderte Wirkung der Gerinnungsfaktoren im Blut) und einer Thromboembolie (Verstopfung des Blutgefäßes durch ein Blutgerinnsel). Diese Komplikationen sind mit einem verminderten Überleben verbunden. Die Gerinnung, oder Blutgerinnung, ist ein kompliziertes Gleichgewicht zwischen gerinnungsfördernden und -auflösenden Prozessen, bei denen Vitamin K eine bekannte Rolle spielt (das Vitamin verdankt seinen Namen dem dänischen Wort Koagulation). Forscher des Cardiovascular Research Institute Maastricht (CARIM) haben daher den Vitamin-K-Status von Patienten mit COVID-19 untersucht. Sie kamen zu dem Schluss, dass diese Patienten einen reduzierten Vitamin-K-Status in Verbindung mit einer schlechten Prognose hatten.Blutplättchen-vitamin-K

An der Gerinnung sind Blutplättchen (Thrombozyten) und verschiedene Gerinnungsfaktoren beteiligt. Gerinnungsfaktoren sind Proteine im Blutplasma. Das vielleicht bekannteste ist das Enzym Thrombin, das das lösliche Protein Fibrinogen in das unlösliche und faserige Protein Fibrin umwandelt. Gerinnungsfaktoren sind zur Erfüllung ihrer biologischen Funktion auf Vitamin K angewiesen.

Die Forscher des CARIM waren mit früheren Studien zur idiopathischen Lungenfibrose (Bindegewebsbildung in der Lunge ohne bekannte Ursache) vertraut. Ihr klinisches Bild ähnelt den Lungenmanifestationen von COVID-19. Die idiopathische pulmonale Fibrose ist durch einen fortschreitenden Verlust der Lungenfunktion gekennzeichnet, wobei sukzessive Gerinnungsprozesse bei der Pathogenese (Entstehung und Verlauf) eine Rolle zu spielen scheinen. In diesen Studien wurde untersucht, ob Antikoagulanzien (Medikamente, die die Blutgerinnung hemmen) in der Lage sind, das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen. In beiden Studien wurden Vitamin-K-Antagonisten als Antikoagulantien eingesetzt. Diese unterbrechen den Vitamin-K-Zyklus und führen zu einer unzureichenden Versorgung mit Vitamin K für die Produktion von Vitamin-K-abhängigen Gerinnungsfaktoren. In der ersten Studie wurde zusätzlich zu den Vitamin-K-Antagonisten (für die Heimanwendung) das gerinnungshemmende Medikament Heparin (für die Krankenhauseinweisung) verwendet. Die erzielten Ergebnisse erschienen vielversprechend und führten zu einer Folgestudie. Es wurden jedoch nur Vitamin-K-Antagonisten eingesetzt, auch in Krankenhäusern. Die Folgestudie musste wegen eines erhöhten Mortalitätsrisikos in der mit Vitamin-K-Antagonisten behandelten Gruppe vorzeitig abgebrochen werden. Andere Studien zeigten auch nachteilige Auswirkungen von Vitamin-K-Antagonisten auf das Überleben von Patienten mit idiopathischer Lungenfibrose.

Angesichts der Ähnlichkeit zwischen der idiopathischen pulmonalen Fibrose und COVID-19 sollte man daher mit der Verwendung von Vitamin-K-Antagonisten bei COVID-19 vorsichtig sein. Der Einsatz von Heparin schien eine positive Wirkung auf die Mortalität bei SARS-CoV-2-infizierten Patienten mit Anzeichen von Koagulopathie zu haben.

Bei Patienten mit schwerem COVID-19 sind Komorbiditäten (gleichzeitige Erkrankungen bei einem Patienten) wie Typ-2-Diabetes, Bluthochdruck und Herz-Kreislauf-Erkrankungen wahrscheinlicher. Charakteristisch für diese Erkrankungen ist, dass sie mit einem reduzierten Vitamin-K-Status assoziiert sind. Darüber hinaus hat sich bei der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) eine beschleunigte Aufnahme von Vitamin K gezeigt, und dies könnte möglicherweise auch bei Patienten mit schwerem COVID-19 der Fall sein. Dies führte zu dem Verdacht, dass Vitamin K eine modulierende Rolle bei der Pathogenese von COVID-19 spielen könnte.

CARIM-Wissenschaftler untersuchten am Canisius-Wilhelmina-Hospital in Nimwegen (NL) den Vitamin-K-Status von COVID-19-Patienten und dessen Auswirkungen auf den Krankheitsverlauf. Sowohl der Vitamin-K-Status (Vitamin K1 und K2) als auch der Abbau von Elastin (dem Protein, das dem Lungengewebe Elastizität und Spannkraft verleiht) wurden gemessen. Im Vergleich zur Kontrollgruppe wurde bei den COVID-19-Patienten ein verminderter Vitamin-K-Status und ein erhöhter Elastinabbau festgestellt, was auf einen Zusammenhang zwischen Vitamin-K-Mangel und beschleunigtem Elastinabbau (Elastolyse) schließen lässt. Dieser Zusammenhang wurde bereits bei Patienten mit COPD nachgewiesen.

Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass der Vitamin-K-Status mit dem Schweregrad von COVID-19 zusammenhängt. Zum Beispiel können zwei Vitamin-K-abhängige Plasmaproteine (Protein C und S) einen Einfluss auf die Entwicklung und den Verlauf von COVID-19 haben. Diese beiden Proteine bilden ein natürliches Antikoagulans-System. Sie haben auch eine Funktion bei Entzündungen. Protein S reguliert pro-inflammatorische Signalstoffe (Zytokine) und Protein C hat ebenfalls entzündungshemmende Eigenschaften. Zytokine gelangen in den Blutkreislauf, wo sie die Gerinnung stimulieren und die Antikoagulationsaktivität hemmen. Die Forscher sehen in diesem physiologischen Prozess eine plausible Erklärung für das häufige Auftreten von Gerinnungsstörungen und Blutgerinnseln in den Venen (venöse Thromboembolien) bei Patienten mit schwerem COVID-19.

SARS-CoV-2 betrifft insbesondere das Deckgewebe der Lungenbläschen (die alveolären Epithelzellen vom Typ 2). Protein S kann eine schützende Wirkung gegen die Apoptose (programmierter Zelltod) dieser Zellen haben. Protein C kann eine Schutzwirkung gegen eine Schädigung der Alveolarkapillarmembran (das dünne Deckgewebe, das einen schnellen Gasaustausch zwischen der Luft in den Lungenbläschen und dem Blut in den umgebenden Kapillaren ermöglicht) haben.

Da Heparin in der ersten Studie zur idiopathischen Lungenfibrose eine positive Wirkung auf das klinische Bild hatte, argumentieren die Forscher, dass die gleichzeitige Verabreichung von Heparin und Vitamin K bei Patienten mit COVID-19 nützlich sein könnte, um die Gerinnung zu hemmen und die Antikoagulation zu stimulieren. Obwohl noch mehr Forschung erforderlich ist, haben die CARIM-Wissenschaftler vorläufige Beweise für den möglichen Zusammenhang zwischen einem reduzierten Vitamin-K-Status und einem beschleunigten Abbau von Elastin erbracht. Sie zeigten den im Vergleich zu den Kontrollen reduzierten Vitamin-K-Status bei COVID-19-Patienten und dessen Zusammenhang mit dem Schweregrad der Erkrankung.

Literatur:
Prognostic Risk Factor in COVID-19. Preprints 2020, 2020040457. doi: 10.20944/preprints202004.0457.v1.
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