Как вирусы поражают мозг: почему развиваются нейроинфекции

Когда началась пандемия ковида, человечество столкнулось с неврологическими осложнениями COVID-19: головные боли, головокружения, потеря обоняния, нарушения сознания. Однако на самом деле коронавирус — это не единственный коварный патоген, от которого может пострадать нервная система. В этой статье мы расскажем о целой «банде» таких вирусов и о том, как они поражают мозг.

Некоторые вирусные инфекции могут привести к ряду психических и неврологических нарушений. Причина в нейротропности многих вирусов — способности поражать нервные клетки. 

Причем для иммунной системы нейротропные вирусы нередко остаются «невидимыми», поскольку могут миновать гематоэнцефалический барьер и проникнуть в нейроны, что мешает иммунитету их идентифицировать и запустить иммунный ответ.

Так, вирусы, которые умеют заражать нервные клетки, называются нейроинвазивными, а те, которые могут провоцировать заболевания нервной системы, — нейровирулентными. Причем эти две способности варьируются от вируса к вирусу, могут сочетаться, а иногда одна из них может преобладать.

Чаще всего из неврологических проявлений нейровирулентные вирусы вызывают интенсивные распирающие головные боли, светобоязнь, повышенную чувствительность к звукам, тошноту и рвоту, в некоторых случаях — судороги. 

Однако еще есть ряд расстройств нервной системы, которые развиваются спустя время после появления вирусной инфекции. Нередко это аутоиммунные реакции: рассеянный склероз, синдром Гийена — Барре, нарколепсия или летаргический энцефалит.

Неврологические нарушения развиваются, когда нейротропные патогены попадают в головной мозг. Это может быть распространение через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), о котором мы писали выше, и аксонный транспорт (перемещение по части нервной клетки — аксонам).

Также некоторые нейротропные вирусы напрямую заражают эндотелиальные клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов. Или инфицируют лейкоциты и отправляют их в мозг через паренхиму — функциональную ткань, которая состоит из нейронов и вспомогательных глиальных клеток. Ее повреждение может привести к когнитивным нарушениям и даже смерти.

Из респираторных вирусов к нейротропным относится коронавирус. Он попадает в мозг либо по волокнам обонятельного нерва, либо после проникновения в макрофаги и проход через ГЭБ «под прикрытием». 

Затем коронавирус встраивается в нервные клетки, вызывает окислительный стресс и подавляет активность митохондрий. Это приводит к гибели нейронов, повышает риск образования микротромбов и нарушает кровоснабжение мозга. 

Также неврологические проявления могут быть при инфицировании вирусом гриппа. 

Помимо мигрени, боли в мышцах и глазных яблоках и сонливости вирус гриппа может вызывать невралгии, радикулиты, полиневриты и даже воспаления головного мозга (энцефалиты).

Вирус простого герпеса, о котором мы писали выше, обычно поражает только определенные клетки кожи или слизистой. Однако он, как и другой герпесвирус — вирус ветряной оспы, — может попасть в мозг по аксонам (тогда как вирусы герпеса человека 6-го и 7-го типов перемещаются по лимфоцитам). 

Вирус герпеса 6-го типа обычно провоцирует экзантему, для которой характерны сыпь и повышение температуры тела, чаще всего у детей. Из неврологических осложнений могут возникнуть судороги, гемиплегия (паралич одной половины тела), менингоэнцефалит или энцефалопатия. Для этого вирус мигрирует в астроциты, нейроны, похожие на звездочки, и ядра нейронов гиппокампа, где размножается и со временем вызывает глиоз (рубцы) головного мозга и отмирание нервных клеток.

Другой герпесвирус — Эпштейна — Барр — вызывает мононуклеоз, для которого характерны лихорадка, поражение лимфатических узлов, печени и селезенки, а также изменения состава крови. Могут у мононуклеоза развиться и неврологические осложнения: менингит, энцефалит, церебеллит (нарушение функционирования мозжечка), невропатия и полирадикуломиелит.

Но самый большой геном — совокупность наследственного материала в клетках — из герпесвирусов у цитомегаловируса (ЦМВ). Он может вызывать пояснично-крестцовый полирадикуломиелит (прогрессирующий нижний вялый паралич), поперечный миелит (воспаление спинного мозга) и энцефалит. В случае врожденной инфекции ЦМВ провоцирует умственную отсталость, церебральный паралич или тугоухость.

Рабивирус поражает мышечные клетки в месте заражения и размножается в них, а затем связывается с ацетилхолиновыми рецепторами, которые участвуют в процессе передачи сигналов между нейронами и клетками мышц, и через аксон проникает в тело нейрона. 

После попадания в ЦНС вирус бешенства размножается в двигательных нейронах, достигает мозга, а потом движется к периферической и автономной нервной системе, чтобы поразить слюнные железы и продолжить заражение. 

Эпидемический паротит (воспаление околоушной слюнной железы) возникает из-за парамиксовируса, как правило, им болеют дети, причем после заражения к патогену остается пожизненный иммунитет. 

По оболочкам верхних дыхательных путей вирус попадает в кровь, через ГЭБ проникает в нервные клетки, из-за чего может развиться неврологическое осложнение — паротитный менингит. Для него характерны головные боли, лихорадка, рвота, а также свето- и звукобоязнь, повышенная чувствительность кожи и ригидность затылочных мышц.

Полиовирус попадает в организм, размножается в слизистой оболочке ротовой полости, глотки, лимфоузлах и тонкой кишке. Затем патоген проникает в кровь, минует ГЭБ и поражает двигательные клетки передних рогов спинного мозга, которые по аксонам передают сигнал скелетным мышцам конечностей и туловища и вызывают их сокращение, и ядра черепных нервов. Из-за чего нервные клетки спинного мозга, реже — мозгового ствола, мозжечка и двигательных областей коры, — разрушаются и гибнут. 

Пострадавшие клетки рубцуются, уменьшаются размеры спинного мозга, атрофируются мышцы, могут развиваться боли, парезы и параличи и менингит.

Это, наравне с полиомиелитом, чрезвычайно заразное и опасное для детей вирусное заболевание возникает из-за вируса кори. Патоген проникает в организм через слизистую оболочку верхних дыхательных путей, а затем по кровеносным сосудам попадает в лимфоузлы, размножается, а затем снова «катается» по кровотоку и поражает ткани. 

Из осложнений инфекции:

ВИЧ медленно разрушает иммунную систему, делает организм уязвимым к ряду заболеваний и вызывает неврологические осложнения. ВИЧ способен проходить через ГЭБ, проникать в лимфоциты и глиальные клетки головного мозга через CD4-рецепторы и перемещаться по телу с макрофагами. 

В результате нейроны гибнут и у человека может развиться менингит, радикулонейропатия, энцефалопатия, полинейропатия, инсульты и даже ВИЧ-ассоциированная деменция.

Поскольку неврологические проявления развиваются на фоне вирусных инфекций, нужно соблюдать меры их профилактики. 

Коронавирус и вирус гриппа систематически мутируют, а значит, вакцина регулярно обновляется и нужно регулярно прививаться. К тому же надо избегать скопления людей, систематически проветривать помещение и пользоваться средствами индивидуальной защиты.

От СПИДа эффективной вакцины пока не существует, поэтому основной способ защиты для большинства людей — это безопасный секс. Лучше всего использовать барьерные способы контрацепции — презервативы, латексные салфетки и перчатки (при оральном сексе тоже). А также необходимо регулярно сдавать биоматериал для анализа на инфекции, передающиеся половым путем (ИППП).

Однако ВИЧ может передаваться через кровь, поэтому важно переливать кровь только в проверенных медучреждениях и проводить инъекции только стерильными иглами. Еще один способ передачи вируса — от матери к ребенку. Поэтому нужно проверяться и при обнаружении ВИЧ принимать антиретровирусную терапию, которая помогает замедлить прогрессирование заболевания.