Tokaraze: Mögliche Ursachen für Long-COVID entdeckt

Hat man COVID-19 überstanden, kommt es oft noch zu Langzeitfolgen. Woran das liegen könnte, haben Forscher aus Erlangen untersucht. Offenbar verändern sich die Blutkörperchen während der Erkrankung.

Viele ehemalige COVID-19-Patienten leiden nach der Infektion unter heftigen Langzeitfolgen, an Long-COVID. Zu den Symptomen gehören vor allem Müdigkeit, Abgeschlagenheit sowie Kopfschmerzen und Atemnot. Die Beschwerden können wochenlang anhalten, in einigen Fällen ziehen sie sich sogar über Monate. Auch scheinbar Genesene sind also keineswegs wirklich gesund.

COVID-19 wirkt sich oft auf die Blutzirkulation aus. Es kommt zu Thrombosen, also Gefäßverschlüssen. Darüber hinaus kann es sein, dass der Transport von Sauerstoff im Blut nicht hundertprozentig funktioniert. Dabei haben Blutkörperchen offenbar einen großen Einfluss auf Long-COVID.

Forscher vom Max-Planck-Zentrum in Erlangenhaben in einer Studie eine neue Hypothese aufgestellt. Demnach haben sich bei COVID-19-Patienten die Blutkörperchen verändert. Das betrifft sowohl die Steifigkeit als auch die Größe von roten und weißen Blutkörperchen. Blutzellen und ihren physikalischen Eigenschaften kommt also eine Schlüsselrolle zu. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachmagazin "Biophysical Journal" veröffentlicht..

Atemnot ist ein Symptom bei Post-Covid

Corona-Infizierte haben veränderte Blutkörperchen

Um zu ihrem Ergebnis zu kommen, hatte das Team aus Erlangen Blutkörperchen von an COVID-Erkrankten, von Genesenen und von Gesunden untersucht. 17 Personen waren akut an COVID-19 erkrankt, 14 genesen und weitere 24 in der Vergleichsgruppe waren gesund. Insgesamt waren 400 Millionen Blutkörperchen untersucht worden.

"Dabei haben wir deutliche und langanhaltende Veränderungen der Zellen messen können – sowohl während einer akuten Infektion und auch noch danach", erklärte Jochen Guck in einer Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts Erlangen, dessen geschäftsführender Direktor er ist.

Thrombosen gehören zu den Langzeitfolgen von COVID-19

Ein hochkomplexes Verfahren

Das Verfahren, mit dem die Studie durchgeführt wurde, hatten die Forschenden selbst entwickelt. Es nennt sich "Echtzeit-Verformungszytometrie" (real-time deformability cytometry, RT-DC). Bei dieser Methode werden Blutzellen durch einen engen Kanal geschickt. Dabei werden die weißen Blutkörperchen, die Leukozyten, und die roten Blutkörperchen, die Erythrozyten, gestreckt.

Durch ein spezielles Mikroskop fotografiert eine Hochgeschwindigkeitskamera jedes einzelne Blutkörperchen. Eine entsprechende Software analysiert dann Größe und Grad der jeweiligen Verformung. Pro Sekunde kann die Software den Zustand von bis 1000 Blutkörperchen ermitteln.

Frühwarnsystem für Pandemien?

Bei den Erkrankten schwankten Größe und Verformbarkeit wesentlich stärker als bei den getesteten, gesunden Personen. Das deutet darauf hin, dass die Zellen bei den Erkrankten geschädigt sind. Bei gesunden Menschen sind die Blutkörperchen elastisch und passen selbst durch allerfeinste Äderchen hindurch.

Weiße und rote Blutkörperchen verändern sich bei COVID-19

Rote Blutkörperchen (Erythrozyten) haben die Gestalt bikonkaver Scheiben. Weil ihnen der Zellkern fehlt, können sie sich verformen und auch Blutkapillaren passieren, deren Durchmesser nur halb so groß ist wie ihr eigener. So dringen sie in die entlegendsten Winkel des Körpers vor und versorgen ihn mit Nährstoffen und Sauerstoff.

Die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) sind ebenfalls relativ klein und dank ihrer vielen Fortsätze an der Zelloberfläche gut beweglich. Sie spielen eine zentrale Rolle in der Immunabwehr.

Die Blutkörperchen von Long-COVID-Patienten hingegen sind kugelförmig und können die Adern verstopfen, dies kann zu Thrombosen und Embolien führen.

Die Forscher hoffen, das neue Analyseverfahren in Zukunft auch für eine schnellere, sichere Diagnose einsetzen zu können. So könnte im besten Fall ein Frühwarnsystem für künftige Pandemien entdeckt worden sein, die dann auf bisher noch unbekannte Viren zurückzuführen sind.

Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Wunderwerk der Natur

Das Herz ist ein Wunderwerk der Natur: Der faustförmige Hohlmuskel zieht sich etwa siebzigmal in der Minute zusammen und pumpt so am Tag bis zu 10.000 Liter durch den Körper. Und das ein Leben lang. Wenn nötig - beim Joggen etwa - transportiert das Herz sogar fünfmal so viel Blut durch den Körper.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Doppelte Arbeit

Eigentlich besteht unser Herz aus zwei Pumpen. Denn es gibt nicht nur einen Blutkreislauf, sondern gleich zwei. Die rechte Herzkammer pumpt Blut in die Lunge, wo es sich mit Sauerstoff auftankt. Gleichzeitig befördert die linke Herzkammer die gleiche Menge Blut in den Körperkreislauf. Gar nicht so einfach. Denn im Körperkreislauf herrscht viel höherer Druck als im Lungenkreislauf.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Bumm, Bumm

Jede Herzhälfte besteht aus einem Vorhof und einer Herzkammer. Das Blut kann nur in eine Richtung fließen, da sich zwischen den Vorhöfen und den Kammern sowie zwischen den Kammern und den sich anschließenden Gefäßen Herzklappen (grün) befinden, die wie Rückschlagventile arbeiten.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Echte Muskelarbeit

Das Herz ist nur ein Muskel - aber ein ganz besonderer. Er ähnelt denen an Arm und Bein, denn er kann sich genauso schnell und kraftvoll zusammenziehen. Aber er ist besonders ausdauernd und ermüdet nicht. Außerdem sind alle Herzmuskelzellen miteinander gekoppelt, damit immer der gesamte Herzmuskel gleichzeitig kontrahiert.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Natürlicher Schrittmacher

Versuchen Sie mal, Ihr Herz durch Willenskraft am Schlagen zu hindern! Das klappt nicht, da das Herz nicht von Nerven gesteuert wird, sondern seinen eigenen Taktgeber hat: Spezielle Muskelzellen im Sinusknoten erzeugen regelmäßig einen kleinen Stromstroß, der sich blitzschnell über das ganze Herz ausbreitet und es kontrahieren lässt. Ist der Sinusknoten defekt, übernimmt der AV-Knoten.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Aus dem Takt

Kommt das Herz aus dem Rhythmus, beispielsweise beim Kammerflimmern, entspannt es nicht mehr, sondern bleibt ständig verkrampft. Dann kann das Organ kein Blut mehr pumpen. Ein Schockgeber, der Defibrillator, unterbricht die lebensbedrohliche ständige Erregung im Herzen, damit der natürliche Taktgeber wieder übernehmen kann. Auch ein Laie kann das Gerät bedienen.
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Lebensretter

Schlägt das Herz eines Patienten zu langsam, hilft ein künstlicher Herzschrittmacher nach. Das Gerät erzeugt elektrische Impulse und leitet sie an den Herzmuskel weiter. Erstmals implantierten Ärzte einen Schrittmacher im Jahr 1958. Ein moderner Herzschrittmacher hat eine Funktionsdauer zwischen fünf und zwölf Jahren, durchschnittlich sind es acht Jahre.
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Am offenen Herzen

Um am Herzen operieren zu können, müssen die Ärzte es kurzzeitig stoppen und den Kreislauf stilllegen - eigentlich ein Todesurteil. Aber in den 50er Jahren lösten Wissenschaftler das Dilemma: Sie entwickelten die Herz-Lungen-Maschine. Das Gerät übernimmt für kurze Zeit die Funktion von Herz und Lunge, reichert das Blut mit Sauerstoff an und pumpt es durch den Körper.
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Durch die Leiste ins Herz

Die moderne Medizin ermöglicht es, das Herz zu untersuchen oder es zu operieren, ohne den Brustkorb des Patienten aufzuschneiden. Dazu führt der Arzt einen Herzkatheter - quasi einen dünnen Kunststoffschlauch - durch Leiste, Ellenbeuge oder Handgelenk ein und schiebt den Schlauch über Venen oder Arterien bis zum Herzen. Der Patient wird vorher nur örtlich betäubt.
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Faltbare Herzklappe

Ist eine der Herzklappen kaputt oder ausgeleiert, muss eine neue her. Ärzte greifen entweder zu biologischem Ersatz vom Schwein oder zu mechanischen Herzklappen aus Metall. Inzwischen gibt es auch künstliche Herzklappen, die zusammenfaltbar sind (siehe Foto) und sich daher minimal-invasiv über einen Katheter einsetzen lassen. Eine Operation am offenen Herzen ist dann nicht mehr nötig.
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Verstopfte Gefäße

Die Herzkranzgefäße versorgen den Herzmuskel mit Blut, sprich Nährstoffen und Sauerstoff. Verstopft eines dieser Gefäße, stirbt das nicht mehr durchblutete Gewebe ab - Herzinfarkt! Mit einem Bypass überbrückt der Herzchirurg die verengte Stelle (im Bild grün). Dafür nimmt er eine Vene des Patienten, die nicht mehr gebraucht wird, oder eine Gefäßprothese aus Kunststoff.
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Lebensretter aus Metall

Ist ein Herzkranzgefäß verengt, kann der Arzt einen Katheter in das Blutgefäß einführen und die Engstelle mit einem Ballon aufdehnen. Damit sich das Gefäß hinterher nicht wieder zusammenzieht, hält man es mit einem Stent offen: Das sind feine Hülsen aus Metall, welche die Blutgefäßwand von innen stützen. Die Röhrchen können zusätzlich auch mit Medikamenten beschichtet sein.
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Wenn das eigene Herz nicht mehr will

Die erste Herztransplantation führten Herzchirurgen im Jahr 1967 durch. Damals eine Sensation. Inzwischen ist die OP keine Seltenheit mehr: Pro Jahr transplantieren Ärzte weltweit einige Tausend Spenderherzen von verstorbenen Menschen. Die Empfänger müssen allerdings ein Leben lang Medikamente nehmen, die verhindern, dass der eigene Körper das fremde Organ abstößt.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Leben auf Pump

Spenderherzen sind rar. Wenn das eigene Herz nicht mehr richtig funktioniert, etwa bei einer Insuffizienz, lässt es sich mit einem Kunstherz unterstützen. Das eigene, kranke Herz bleibt im Körper, unterstützt wird es von einer implantierten Pumpe. Antrieb und Energieversorgung der Pumpe liegen außerhalb des Körpers.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk

Ein künstliches Herz

Traum der Forscher ist ein Kunstherz, welches das kranke Herz des Patienten vollständig ersetzt. Es soll ohne Verbindungsschläuche zur Außenwelt in den Körper eingesetzt werden können und wartungsfrei viele Jahre schlagen. Prototypen gibt es bereits.

Autorin/Autor: Brigitte Osterath