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Wie funktioniert die Covid-19-Infektion?

Wir sind weder Ärzte noch Virologen − unser wissenschaftliches Team hat lediglich versucht, zusammenzufassen, was man aus Studien über die vermuteten Mechanismen, die zur Covid-19-Erkrankung führen, weiss.

Der Covid-19-Erreger, ein neues Virus?

Der Covid-19-Erreger, SARS-CoV-2, gehört zur grossen Familie der Betacoronaviren,1 deren Vertreter untereinander ganz verschieden sein können, da Viren sehr schnell mutieren. Gegenüber SARS-CoV, das Anfang der 2000er Jahre auftrat (21 % Abweichung) und MERS-CoV (50 % Abweichung) weist es ausreichend grosse Unterschiede auf, um von unserem Immunsystem als unbekanntes Virus betrachtet zu werden.2 Die Aktivierung unseres Immungedächtnisses (siehe Erläuterung hier), das uns helfen könnte, das Virus schneller und effektiver zu bekämpfen, ist also in diesem Fall nicht möglich.

Was ist ein Virus und wie wird der Covid-19-Erreger übertragen?

Ein Virus ist eine sehr kleine (Grösse im Nanometerbereich) Ansammlung von genetischem Material (in diesem Fall RNA) und Proteinen, umgeben von einer Lipidmembran (der sogenannten Virushülle). Ein Virus ist nicht in der Lage, sich eigenständig zu vermehren; es muss dazu in eine Zelle eindringen und diese zur Massenproduktion seiner einzelnen Komponenten nutzen, welche sich dann wiederum zu neuen Viren zusammensetzen können. Wenn sich schliesslich zu viele Viren in dieser Zelle gebildet haben, platzt sie oder stirbt ab, sodass die enthaltenen Viren freigesetzt werden und anschliessend benachbarte Zellen befallen oder sich weiter ausbreiten können.

Bei Covid-19 scheint es so zu sein, dass die Virusübertragung über Tröpfchen erfolgt, die beim Husten oder Niesen ausgestossen werden und sich auf zahlreichen Oberflächen im Umkreis von mehreren Metern absetzen können. Je nachdem, aus welchem Material die Oberfläche besteht, kann das Virus dort mehrere Stunden überdauern. Wenn eine Hand diese Oberfläche berührt, kann sie das Virus von dort auf sich übertragen. Die Hand wird so zum Transportvehikel des Virus. Bis zu diesem Punkt besteht noch kein Grund zur Beunruhigung: Um das Virus loszuwerden, genügt es, sich die Hände gründlich mit Seife zu waschen (Seife ist wirksamer als Alkohol, da sie in der Lage ist, die Lipidhülle des Virus aufzulösen und es auf diese Weise zu zerstören3). Das eigentliche Problem besteht darin, dass wir uns alle paar Minuten ins Gesicht fassen und das Virus uns infizieren kann, sobald es mit unseren Atemwegen oder den Schleimhäuten um Mund oder Augen in Kontakt kommt.

Was geschieht, wenn man sich einmal infiziert hat?

An diesen Mechanismen wird derzeit intensiv geforscht; klare Erkenntnisse dazu gibt es jedoch noch nicht. Offenbar weisen Zellen in den Atemwegen und Lungen – aber auch in Leber, Magen, Darm und Nieren – den sogenannten ACE2-Rezeptor auf, an den das Virus möglicherweise andockt, um auf diesem Wege in unsere Zellen einzudringen und sich dort zu vermehren; wahrscheinlich existieren jedoch noch weitere Co-Rezeptoren.4

Sobald das Immunsystem das Virus entdeckt, greift es ein. Die Zellen des angeborenen Immunsystems (erklärender Link) versuchen, das Virus zu bekämpfen, indem sie schädliche Moleküle ausscheiden, das Virus «fressen» (Phagozytose) oder es immobilisieren.1 Makrophagen beispielsweise kommunizieren offenbar mit Zellen, die solche ACE2-Rezeptoren aufweisen.4 Darüber hinaus werden Entzündungsmoleküle ausgeschieden, um mehr Immunzellen zur Virusbekämpfung in die Lungen zu locken. Nach einer Woche kommt zusätzlich Unterstützung durch die adaptive Immunantwort (erklärender Link), vor allem in Form von T-Zellen und Antikörpern.1 Das Fieber ist ein Zeichen dafür, dass der Körper mit der Bekämpfung der oft hitzeempfindlichen Krankheitserreger begonnen hat. Auch Husten ist eine Möglichkeit für den Körper, das Virus auszustossen. Bei vielen Patienten kann die Infektion daher vierzehn Tage lang symptomlos bleiben oder sich nur mit leichten Symptomen äussern, ohne sich weiter zu verschlimmern.5

In manchen Fällen schafft das Immunsystem es jedoch nicht, das Virus auszuschalten. Dann kann es auf die unteren Atemwege, einschliesslich der Lunge, übergreifen. Hier ist ärztliche Hilfe erforderlich, da die Gefahr von lebensbedrohlichen Atemwegsproblemen wie Lungenentzündung oder akutem Lungenversagen (Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS) besteht.6 Bei erschwerter Atmung gelangt weniger Sauerstoff in das Blut, sodass auch weniger Sauerstoff zu anderen Organen transportiert wird und es aufgrund der Unterversorgung auch bei diesen zu Funktionsstörungen kommt. Darüber hinaus kann das Virus den Herzmuskel schwerkranker Patienten angreifen. 7,8 In diesen Fällen benötigen die Patienten ein Beatmungsgerät und müssen lange – oftmals länger als 20 Tage – auf der Intensivstation verbleiben.

Warum erkranken manche Menschen schwerer als andere?

Nach Angaben der WHO sind ältere Menschen sowie Raucher, Menschen mit Herz- oder Lungenleiden und Diabetes-Patienten am meisten gefährdet. Die Lebensweise oder genetische Faktoren können unsere Immunantwort ebenfalls beeinflussen.

Aus nicht immer ersichtlichen Gründen ist das Immunsystem vieler Patienten, die Symptome entwickeln, offenbar weniger effektiv, d. h., die Immunantwort fällt schwächer aus, mit einer geringeren Anzahl an «patrouillierenden» einsatzbereiten Zellen.9 Darüber hinaus kann es bei unverhältnismässiger Immunantwort zu anhaltenden überschiessenden Entzündungsprozessen kommen, die unter Umständen zur Vernarbung (Fibrose) von Gewebe10 sowie zur Anreicherung von Zellen und Flüssigkeit in der Lunge und damit zu einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion führen.1

Was können wir tun?

Bislang gibt es weder eine spezifische Behandlung noch einen Impfstoff. Im Interesse Ihrer eigenen Gesundheit und um die Ausbreitung des Virus einzudämmen und auf diese Weise ein Abflachen der Ansteckungskurve zu ermöglichen, damit es nicht zu Versorgungsengpässen in den Spitälern und einem Anstieg der Todesfälle kommt,11 sind die Empfehlungen gemäss zu befolgen: Bleiben Sie zu Hause und vermeiden Sie den Kontakt mit anderen, bedecken Sie Nase und Mund, wenn Sie husten oder niesen, waschen Sie Ihre Hände regelmässig mit Seife und fassen Sie sich nicht ins Gesicht. Denken Sie immer daran, dass auch eine gesunde Person das Virus übertragen kann. Mit einer selbstgemachten Schutzmaske aus Stoff oder Küchenpapier können wir andere vor Ansteckung schützen und vor allem verhindern, dass wir uns selbst im Gesicht berühren. Die medizinischen Schutzmasken sollten dagegen den Pflegefachpersonen vorbehalten bleiben, die sie viel dringender benötigen.

Wenn Sie krank sind, bleiben Sie mindestens 10 Tage lang zu Hause und isolieren Sie sich von anderen Personen. Bei hohem Fieber (über 38 °C) raten die Behörden von der Selbstmedikation mit entzündungshemmenden Medikamenten ab und empfehlen aus Vorsichtsgründen, allenfalls Paracetamol zu nehmen.12 Wenn Atembeschwerden auftreten, gehen Sie nicht aus dem Haus, sondern kontaktieren Sie von zu Hause aus Ihren Arzt.

Obwohl es keine Behandlung darstellt und auch keine Wirksamkeitsgarantie dabei besteht, unterstützen bestimmte Nährstoffe ganz allgemein die normale Funktion des Immunsystems. Um mehr zu erfahren…

 

Wissenschaftlicher Dienst, Swiss Alp Health, 31.03.2020

 

 

  1. Li, G. et al. Coronavirus infections and immune responses. Journal of Medical Virology 92, 424–432 (2020).
  2. Lu, R. et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. The Lancet 395, 565–574 (2020).
  3. Deadly viruses are no match for plain, old soap — here’s the science behind it – MarketWatch. Available at: https://www.marketwatch.com/story/deadly-viruses-are-no-match-for-plain-old-soap-heres-the-science-behind-it-2020-03-08. (Accessed: 30th March 2020)
  4. Qi, F., Qian, S., Zhang, S. & Zhang, Z. Single cell RNA sequencing of 13 human tissues identify cell types and receptors of human coronaviruses. Biochemical and Biophysical Research Communications (2020). doi:10.1016/j.bbrc.2020.03.044
  5. Coronavirus: What Happens To People’s Body If They Get Infected. Available at: https://www.webmd.com/lung/coronavirus-covid-19-affects-body. (Accessed: 30th March 2020)
  6. What happens to people’s lungs when they get coronavirus? | World news | The Guardian. Available at: https://www.theguardian.com/world/2020/mar/28/what-happens-to-peoples-lungs-when-they-get-coronavirus. (Accessed: 30th March 2020)
  7. Chen, C. et al. [Analysis of myocardial injury in patients with COVID-19 and association between concomitant cardiovascular diseases and severity of COVID-19]. Zhonghua xin xue guan bing za zhi 48, E008 (2020).
  8. He, X. W. et al. Impact of complicated myocardial injury on the clinical outcome of severe or critically ill COVID-19 patients. Zhonghua xin xue guan bing za zhi 48, E011–E011 (2020).
  9. Qin, C. et al. Dysregulation of immune response in patients with COVID-19 in Wuhan, China. Clinical Infectious Diseases (2020). doi:10.1093/cid/ciaa248
  10. Conti, P. et al. Induction of pro-inflammatory cytokines (IL-1 and IL-6) and lung inflammation by COVID-19: anti-inflammatory strategies. Journal of biological regulators and homeostatic agents 34, (2020).
  11. TRANSCEND MEDIA SERVICE » Coronavirus: The Hammer and the Dance. Available at: https://www.transcend.org/tms/2020/03/coronavirus-the-hammer-and-the-dance/. (Accessed: 31st March 2020)
  12. AINS et COVID-19 : évaluation pharmacologique.
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