Patogeneza przeziębienia – mechanizm rozwoju infekcji wirusowej

Patogeneza przeziębienia to fascynujący proces biologiczny, w którym infekcja wirusowa górnych dróg oddechowych wywołuje charakterystyczne objawy choroby. Kluczowym aspektem tego mechanizmu jest fakt, że objawy przeziębienia wynikają głównie z odpowiedzi immunologicznej organizmu na obecność wirusa, a nie z bezpośredniego niszczenia tkanek przez patogen¹². Zrozumienie tego procesu pozwala lepiej poznać naturę tej powszechnej choroby i wyjaśnia, dlaczego przeziębienie przebiega w charakterystyczny sposób.

Proces patogenetyczny rozpoczyna się, gdy wirus przeziębienia, najczęściej rinowirus, dostaje się do górnych dróg oddechowych przez nos lub usta. Zakażenie ograniczone jest do bardzo małej części nabłonka nosowego, co stanowi jeden z najbardziej zaskakujących aspektów patogenezy przeziębienia¹³. Mimo tak ograniczonego zasięgu infekcji, organizm rozwija intensywną odpowiedź immunologiczną, która jest odpowiedzialna za wszystkie dolegliwości towarzyszące chorobie.

Mechanizm wirusowego zakażenia komórek

Pierwszy etap patogenezy obejmuje przyłączenie się wirusa do specyficznych receptorów na powierzchni komórek nabłonka oddechowego. Rinowirusy, będące główną przyczyną przeziębień, wykorzystują różne receptory komórkowe w zależności od swojego typu⁴⁵. Rinowirusy grupy głównej wiążą się z receptorem ICAM-1 (międzykomórkowa cząsteczka adhezji), podczas gdy rinowirusy grupy mniejszej wykorzystują receptory lipoprotein o małej gęstości (LDLR). Rinowirusy typu C natomiast przyłączają się do receptora CDHR3.

Po przyłączeniu do receptora, wirus wnika do komórki poprzez endocytozę zależną od receptora. Proces ten jest niezwykle szybki – wirus przyłącza się do receptorów powierzchniowych w ciągu zaledwie 15 minut od wniknięcia do dróg oddechowych⁶. Następnie w endosomach następuje uwolnienie materiału genetycznego wirusa (RNA) do cytoplazmy komórki, gdzie rozpoczyna się replikacja wirusowa⁷.

Interesującym aspektem patogenezy jest fakt, że rinowirusy preferują temperaturę około 33°C, która jest niższa od normalnej temperatury ciała wynoszącej 37°C. Dlatego wirusy te najchętniej zakażają górne drogi oddechowe, gdzie przepływające powietrze jest w stałym kontakcie z chłodniejszym środowiskiem zewnętrznym⁸. Ta preferencja temperaturowa wyjaśnia, dlaczego rinowirusy rzadko powodują infekcje dolnych dróg oddechowych.

Aktywacja odpowiedzi immunologicznej

Kluczowym momentem w patogenezie przeziębienia jest aktywacja lokalnej odpowiedzi immunologicznej. Gdy komórki nabłonka zostają zakażone, rozpoczynają uwalnianie szerokiego spektrum mediatorów zapalnych, w tym cytokin, chemokin i innych substancji biologicznie aktywnych³⁹. Najważniejszymi cytokinami uwalnianymi podczas tej odpowiedzi są interleukina-8 (IL-8), IL-1, IL-6, czynnik martwicy nowotworów (TNF) oraz różne chemokiny jak RANTES i MCP-1.

Interleukina-8 odgrywa szczególnie istotną rolę jako silny czynnik chemotaktyczny dla granulocytów obojętnochłonnych (neutrofili). Stężenie IL-8 w wydzielinie nosowej koreluje proporcjonalnie z nasileniem objawów przeziębienia¹⁰. Cytokiny te przyciągają komórki zapalne do błony śluzowej nosa, co prowadzi do napływu neutrofili, monocytów i innych leukocytów do tkanki podśluzówkowej⁹.

Oprócz cytokin, zakażone komórki uwalniają również peptydy wazoaktywne, takie jak bradykinina, oraz czynniki wzrostu. Te mediatory zapalny współdziałają ze sobą, powodując rozszerzenie naczyń krwionośnych, zwiększenie przepuszczalności naczyniowej oraz stymulację gruczołów wydzielniczych¹⁰. Proces ten jest dodatkowo wzmacniany przez stymulację zakończeń nerwów parasympatycznych, co prowadzi do charakterystycznych objawów przeziębienia Zobacz więcej: Odpowiedź immunologiczna w przeziębienie - cytokiny i mediatory zapalne.

Mechanizmy powstawania objawów

Charakterystyczne objawy przeziębienia, takie jak katar, zatkany nos, kichanie i ból gardła, wynikają bezpośrednio z opisanych powyżej procesów zapalnych. Rozszerzenie naczyń krwionośnych w błonie śluzowej nosa prowadzi do jej obrzęku i zatkania nosa¹¹. Zwiększona przepuszczalność naczyniowa powoduje wyciek osocza do przestrzeni podśluzówkowej, co dodatkowo nasila obrzęk i przyczynia się do uczucia zatkania.

Nadmierna produkcja śluzu przez podrażnione gruczoły błony śluzowej prowadzi do kataru. Mechanizm ten służy organizmu jako sposób oczyszczania dróg oddechowych z wirusów, martwych komórek białych krwinek i nadmiaru płynu¹². Kichanie z kolei jest odruchową reakcją na podrażnienie błony śluzowej, która również służy eliminacji patogenów z organizmu.

Ból gardła powstaje w wyniku lokalnego procesu zapalnego wywołanego przez mediatory zapalne, szczególnie bradykininę i prostaglandyny. Te substancje powodują podrażnienie zakończeń nerwowych w gardle, co jest odczuwane jako ból lub drapanie. Kaszel, który może towarzyszyć przeziębienie, jest wynikiem podrażnienia receptorów kaszlowych przez mediatory zapalne oraz nadmierną produkcję śluzu Zobacz więcej: Kaszel w przeziębienie - mechanizmy powstawania i neurologia objawu.

Rola różnych typów wirusów w patogenezie

Chociaż mechanizm ogólny patogenezy przeziębienia jest podobny dla różnych wirusów, istnieją pewne różnice w zależności od typu patogenu². Rinowirusy, będące najczęstszą przyczyną przeziębień, charakteryzują się tym, że generalnie nie powodują uszkodzenia nabłonka nosowego. Proces zakażenia ogranicza się do przyłączenia do receptorów ICAM-1 lub CDHR3 i wywołania odpowiedzi zapalnej.

Respiratory syncytial virus (RSV) natomiast ma nieco odmienny mechanizm działania. Wirus ten rozprzestrzenia się zarówno przez bezpośredni kontakt, jak i drogą kropelkową, a następnie replikuje się w nosie i gardle, często rozprzestrzeniając się na dolne drogi oddechowe. W przeciwieństwie do rinowirusów, RSV może powodować rzeczywiste uszkodzenie nabłonka²¹³.

Wirus parainfluenzy z kolei wywołuje głównie stan zapalny nosa, gardła i oskrzeli, podczas gdy koronawirusy ludzkie mogą powodować objawy podobne do rinowirusów, ale z nieco innym profilem cytokin zapalnych. Te różnice w mechanizmach działania poszczególnych wirusów mogą tłumaczyć, dlaczego objawy przeziębienia mogą się różnić w zależności od czynnika etiologicznego.

Wpływ czynników środowiskowych na patogenezę

Patogeneza przeziębienia jest również modyfikowana przez czynniki środowiskowe, szczególnie temperaturę otoczenia. Badania wykazały, że narażenie na chłodne temperatury może osłabiać odpowiedź immunologiczną błony śluzowej nosa¹⁴¹⁵. Gdy temperatura w jamie nosowej spada z 37°C do 32°C, obserwuje się znaczne osłabienie uwalniania zewnątrzkomórkowych pęcherzyków (EVs) i odpowiedzi przeciwwirusowej.

Te zewnątrzkomórkowe pęcherzyki odgrywają kluczową rolę w pierwszej linii obrony przed wirusami. Wiążą się one z wirusami i mogą je bezpośrednio niszczyć¹⁵. Gdy ich funkcja zostaje osłabiona przez chłód, wirusy łatwiej przyłączają się do komórek nabłonka i je zakażają, co może tłumaczyć sezonowość infekcji górnych dróg oddechowych.

Suche powietrze również wpływa na patogenezę przeziębienia, osłabiając mechanizm oczyszczania śluzowo-rzęskowego. Ten naturalny mechanizm obronny dróg oddechowych stanowi pierwszą linię obrony przed patogenami, a jego osłabienie zwiększa podatność na infekcje wirusowe¹⁶.

Mechanizmy obronne organizmu i proces zdrowienia

Pomimo intensywnej odpowiedzi zapalnej, organizm dysponuje również mechanizmami, które prowadzą do eliminacji wirusa i powrotu do zdrowia. Oczyszczanie wirusów związane jest z odpowiedzią gospodarza i wynika częściowo z lokalnej produkcji tlenku azotu¹⁷. Rinowirusy są wydalane w dużych ilościach – nawet milion zakaźnych wirionów może być obecnych w jednym mililitrze płukanki nosowej.

Przeciwciała neutralizujące specyficzne dla serotypu pojawiają się 7-21 dni po infekcji u 80% pacjentów. Chociaż przeciwciała te utrzymują się przez lata, zapewniając długotrwałą odporność na dany serotyp, powrót do zdrowia jest prawdopodobnie bardziej związany z odpornością komórkową¹⁷. Wyspecjalizowane komórki immunologiczne rozwijają trwałą pamięć, która może zapobiec ponownej infekcji tym samym wirusem.

Jednak ze względu na istnienie ponad 200 różnych wirusów mogących powodować przeziębienie i ich dużą zmienność w wywoływanej odpowiedzi immunologicznej, powrót do zdrowia po przeziębieniu nie chroni przed kolejnym przeziębienie, a wiele osób doświadcza wielokrotnych infekcji w ciągu jednego sezonu¹⁸.