Hoewel de overgrote meerderheid van mensen die de ziekte COVID-19 hebben (als gevolg van het nieuwe coronavirus SARS-CoV-2) hooguit milde symptomen heeft, belandt een klein percentage in het ziekenhuis. Een deel hiervan ontwikkelt respiratoir falen als gevolg van ernstige longontsteking en/of acuut ademnoodsyndroom (acute respiratory distress syndrome – ARDS). Daarnaast bestaat er bij ernstige COVID-19 de kans op coagulopathie (verminderde werking van de stollingsfactoren in het bloed) en trombo-embolie (bloedvatverstopping door een bloedprop). Deze complicaties staan in verband met een verminderde overleving. Coagulatie, ofwel bloedstolling, is een ingewikkeld evenwicht tussen stollingsbevorderende en -oplossende processen waarbij vitamine K een bekende rol speelt (de vitamine dankt zijn naam aan het Deense woord koagulation). Onderzoekers van het Cardiovascular Research Institute Maastricht (CARIM) hebben daarom de vitamine K-status van patiënten met COVID-19 onderzocht. Ze kwamen tot de conclusie dat deze patiënten een verminderde vitamine K-status hadden die samenhangt met een slechte prognose.
Bij de coagulatie zijn bloedplaatjes (trombocyten) en diverse stollingsfactoren betrokken. Stollingsfactoren zijn eiwitten in het bloedplasma. De bekendste is wellicht het enzym trombine dat het oplosbare eiwit fibrinogeen in het onoplosbare en vezelachtige eiwit fibrine omzet. De coagulatiefactoren zijn afhankelijk van vitamine K om hun biologische functie te vervullen.
De onderzoekers van het CARIM waren bekend met eerdere studies die waren gedaan bij idiopathische longfibrose (bindweefselvorming in de longen zonder bekende oorzaak). Het ziektebeeld daarvan heeft gelijkenissen met de longmanifestaties van COVID-19. Idiopathische longfibrose wordt gekenmerkt door een progressief verlies van de longfunctie, waarbij opeenvolgende stollingsprocessen een rol bij de pathogenese (ontstaan en verloop) lijken te spelen. In deze studies werd onderzocht of anticoagulantia (medicijnen die de bloedstolling tegengaan) in staat waren de ziekteprogressie te vertragen. Als anticoagulantia werden in beide studies vitamine K-antagonisten gebruikt. Deze onderbreken de vitamine K-cyclus en leiden tot een onvoldoende toevoer van vitamine K voor de productie van vitamine K-afhankelijke stollingsfactoren. Tijdens de eerste studie werd naast vitamine K-antagonisten (voor thuisgebruik) het antistollingsmedicijn heparine (bij ziekenhuisopname) ingezet. De verkregen resultaten leken veelbelovend en leidden tot een vervolgonderzoek. Daarbij werden echter alleen vitamine K-antagonisten ingezet, ook in het ziekenhuis. Het vervolgonderzoek moest voortijdig worden beëindigd vanwege een verhoogd risico op sterfte in de met vitamine K-antagonisten behandelde groep. Uit ander onderzoek bleken eveneens nadelige effecten van vitamine K-antagonisten voor de overleving van patiënten met idiopathische longfibrose.
Gezien de gelijkenis tussen idiopathische longfibrose en COVID-19 zou men daarom terughoudend dienen te zijn met het gebruik van vitamine K-antagonisten bij COVID-19. Het gebruik van heparine bleek bij met SARS-CoV-2-geïnfecteerde patiënten die tekenen van coagulopathie hadden, wel een gunstige invloed op de sterfte te hebben.
Patiënten met ernstige COVID-19 hebben meer kans op comorbiditeiten (tegelijkertijd optredende aandoeningen bij een patiënt) zoals diabetes type 2, hypertensie en hart- en vaatziekten. Kenmerkend voor deze aandoeningen is dat ze gepaard gaan met een verminderde vitamine K-status. Bovendien is bij chronische obstructieve longziekte (COPD) een versneld verbruik van vitamine K gebleken en dit zou potentieel ook bij patiënten met ernstige COVID-19 het geval kunnen zijn. Hierdoor rees het vermoeden dat vitamine K een modulerende rol zou kunnen spelen bij de pathogenese van COVID-19.
Wetenschappers van het CARIM onderzochten bij COVID-19-patiënten in het Canisius-Wilhelmina Ziekenhuis Nijmegen de vitamine K-status en de gevolgen daarvan op het ziekteverloop. Zowel de vitamine K-status als de degradatie van elastine (het eiwit dat veerkracht en elasticiteit aan het longweefsel geeft) werden gemeten. Vergeleken met de controlegroep bleek bij de COVID-19-patiënten de vitamine K-status verminderd en de afbraak van elastine verhoogd, wat een verband tussen een vitamine K-tekort en versnelde degradatie van elastine (elastolyse) suggereert. Deze relatie werd eerder aangetoond bij patiënten met COPD.
Daarnaast zijn er aanwijzingen dat de vitamine K-status samenhangt met de ernst van COVID-19. Zo kunnen twee vitamine K-afhankelijke plasma-eiwitten (proteïne C en S) een effect hebben op het ontstaan en verloop van COVID-19. Deze twee eiwitten vormen een natuurlijk antistollingssysteem. Ze hebben tevens bij ontstekingen een functie. Proteïne S reguleert pro-inflammatoire signaalstoffen (cytokinen) en proteïne C heeft ook anti-inflammatoire eigenschappen. Cytokinen lekken naar de bloedsomloop waar ze de coagulatie stimuleren en de antistollingsactiviteit remmen. De onderzoekers zien in dit fysiologisch proces een plausibele verklaring voor het veelvuldig voorkomen van coagulopathie en bloedstolsels in aderen (veneuze trombo-embolie) bij patiënten met ernstige COVID-19.
SARS-CoV-2 tast in het bijzonder het dekweefsel van longblaasjes aan (de alveolaire epitheliale type 2 cellen). Proteïne S kan een beschermend effect hebben tegen de apoptose (geprogrammeerde celdood) van deze cellen. Proteïne C kan beschermend werken tegen de beschadiging van het alveolair-capillaire membraan (het dunne dekweefsel dat een snelle gasuitwisseling mogelijk maakt tussen de lucht in de longblaasjes en het bloed in de omliggende haarvaten).
Omdat bij de eerste studie van idiopathische longfibrose heparine een gunstig effect op het ziektebeeld had, stellen de onderzoekers dat de gelijktijdige toediening van heparine en vitamine K nuttig kan zijn bij patiënten met COVID-19 om de stolling te remmen en de antistolling te stimuleren. Hoewel meer onderzoek nodig is, hebben de wetenschappers van het CARIM voorlopig bewijs geleverd voor het potentiële verband tussen verminderde vitamine K-status en versnelde afbraak van elastine. Ze toonden de verlaagde vitamine K-status bij COVID-19-patiënten in vergelijking met de controles aan en de associatie daarvan met de ernst van de ziekte.
Referentie:
Dofferhoff ASM, Piscaer I, Schurgers LJ, Walk J, et al. Reduced Vitamin K Status as a Potentially Modifiable Prognostic Risk Factor in COVID-19. Preprints 2020, 2020040457. doi: 10.20944/preprints202004.0457.v1.
Bron: Orthokennis