Aktualisiert: 19.05.2020 - 08:08

Schäden können weitreichend sein Covid-19: Das macht das Coronavirus im Körper

Nicht nur die Lunge. Das Coronavirus kann mehrere Stellen im Körper angreifen. Wie es dabei vorgeht.

Foto: iStock/doble-d

Nicht nur die Lunge. Das Coronavirus kann mehrere Stellen im Körper angreifen. Wie es dabei vorgeht.

Sars-CoV-2 ist uns immer noch ein Rätsel. Auch wenn es sehr oft milde verläuft, kann es in schweren Fällen nicht nur die Lunge, sondern noch viele weitere Organe angreifen und dort enormen Schaden anrichten. Woran das genau liegt, daran wird gerade fieberhaft geforscht. Ein Überblick.

Glücklicherweise verlaufen so viele der Infektionen mit Sars-CoV-2 so leicht. Doch es gibt auch die Covid-19-Patienten, die sehr leiden müssen und die, die an den Folgen versterben. Was in deren Körpern passiert, ist unglaublich unterschiedlich. Denn das Virus greift an verschiedensten Stellen im Körper an. Was wissen wir bisher darüber, was das Coronavirus wo im Körper anrichtet – und welche Konsequenzen das hat. Es ist ein Lernprozess für Ärzte, Biologen, Virologen, Immunologen...

Was das Coronavirus mit dem Körper macht: Nicht nur die Lunge ist betroffen

Wie viele der Infizierten wirklich ernsthaft an Covid-19 erkranken, ist ebenfalls noch nicht ganz klar. Forscher schätzen die Zahl derzeit auf rund fünf Prozent. Das klingt nach wenig, doch man kann bisher nicht sagen, warum die Krankheit bei wem einen schweren Verlauf nimmt. Und wenn es diesen schweren Verlauf nimmt, kann es einen Schaden anrichten, der sich kaum aufhalten lässt. Wie sehen diese schweren Verläufe aber aus?

Fast immer ist zuerst die Lunge betroffen. "Ground Zero" sei sie wahrscheinlich, so ein Autorenteam um die Wissenschaftsjournalistin Meredith Wadman im Fachjournal "Science". Doch es bleibt nicht bei allen Patienten dabei. Das Virus verhalte sich wie kein Pathogen [Anm. d. Red: Krankheitserreger] jemals zuvor. Auch andere Organe und anderes Gewebe, etwa Herz, Gehirn, der Darm oder die Nieren, können angegriffen werden. Bei ganz schlimmen Verläufen kann es auch zum sogenannten "Zytokinsturm" kommen. Das passiert, wenn das Immunsystem überreagiert. Wird nicht schnell genug reagiert, kann es zum Multiorganversagen und sehr schnell zum Tod kommen.

Das Virus wird als Sars-CoV-2 bezeichnet – in Anlehnung an das Sars-Virus, ebenfalls ein Coronavirus, das 2002/03 in China grassierte und dort rund 800 Menschen das Leben kostete. Sars war wahrscheinlich tödlicher als das neue Coronavirus, doch Sars-CoV-2 ist infektiöser. Und wo Sars-CoV-1 vor allem die Lunge befiel und sich tief im Körper vermehrte, sitzt Sars-CoV-2 zunächst auf den Schleimhäuten der oberen Atemwege. Von dort findet es im Körper den Weg in die Lunge und in andere Organe und Körperstellen – und auch viel schneller in die Körper anderer Menschen, die mit Infizierten Kontakt hatten.

So vermehrt sich das Virus im Körper

Drei Schritte haben Forscher weltweit mittlerweile ausfindig gemacht, in denen das Coronavirus den Körper übernimmt:

  1. Die Coronaviren docken mit ihren Spike-Proteinkomplexen (das ist das, was wir als Stacheln auf der Virenoberfläche kennen und was der Virusart den Namen verleiht) an ACE2-Rezeptoren der Zellen im menschlichen Körper an.
  2. So kann das Virus sein Erbgut in die Zelle schleusen und dort eine Art "Virenfabrik" aufbauen, in der es sich vermehren kann.
  3. Die dort entstandenen Tochterviren können dann weitere Zellen angreifen.

Erste Erkrankungsphase entscheidet: Schafft das Immunsystem den Kampf?

Das Interessante bei Sars-CoV-2: Die Viruslast, also die Menge der Viren im Körper ist in der ersten Woche nach der Infektion extrem hoch – obwohl oft noch keine Symptome auftreten. Höchstens ein trockener Husten ist spürbar. Sogar die Temperatur steigt kaum, auch nicht bei Patienten, die dann später schwer erkranken. Das macht übrigens einen der Unterschiede zur vom Influenzavirus ausgelösten Grippe aus: Infizierte bekommen hier schlagartig hohes Fieber mit sehr ausgeprägtem Krankheitsgefühl.

In der ersten Woche scheint sich zu entscheiden, bei wem die Infektion einen schweren Verlauf nimmt und bei wem sie schwach verläuft. Kommt das Immunsystem, das diesen neuartigen Erreger noch nicht kennt, mit dem Virus klar? Es besteht der Verdacht, dass Menschen, die bereits kurz vorher aufgrund eines der Erkältungen auslösenden Coronaviren erkältet waren, einen kleinen Vorteil haben, weil das Immunsystem das Virus zumindest auf eine gewisse Art "falsch erkennt". Aber das muss noch genauer untersucht werden.

Das Virus vermehrt sich anfangs in Nase und Rachen

Anscheinend spielt die Nase eine enorme Rolle. Im Nasen- und Rachenraum vermehrt sich das Virus anfangs, Betroffene spüren davon unter Umständen nichts. Sie sind aber trotzdem ansteckend. Eine Studie aus "Nature Medicine" zeigt: Infizierte sind ab 2,3 Tage vor Auftreten erster Symptome ansteckend und 0,7 Tage davor am ansteckendsten. Wenn erste Symptome des Coronavirus auftreten, sind das meist trockener Husten, Halsschmerzen, Fieber, Verlust des Geruchs- und Geschmackssinns sowie Kopf- und Gliederschmerzen.

Viruslast, Vorerkrankungen und Alter spielen eine Rolle

Wenn die Immunabwehr es in diesem ersten Abschnitt der Infektion schafft, das Virus bereits in den oberen Atemwegen zu bekämpfen, haben die Patienten Glück gehabt und kommen mit einem Halskratzen, Husten und etwas Fieber davon – oder merken gar nichts. Bei rund 78 Prozent der Infizierten, so vermutet man derzeit, verläuft die Erkrankung leicht.

Warum das Virus bei den anderen 22 Prozent aber in die Lunge gelangt, ist noch unklar. Aber Forscher vermuten, dass die Viruslast zu Beginn der Infektion sowie auch Vorerkrankungen (Übergewicht, Bluthochdruck und andere Herzerkrankungen, Diabetes, andere Erkrankungen) und das Alter eine Rolle spielen. Zu diesen Risikogruppen gehören übrigens Schätzungen zufolge rund ein Viertel der Menschen in Mitteleuropa. Und auch Raucher stellen eine Risikogruppe dar.

Sind die Schleimhäute und die feinen Flimmerhärchen in Lunge und Luftröhre vorgeschädigt und können ihren Job (Erreger und Schleim nach oben transportieren) nicht mehr ausführen, kann das Virus in die Lunge eindringen. Doch es kann nicht nur die Lunge schädigen. Die Wege in andere Organe müssen aber noch erforscht werden. "Wie SARS-CoV-2 in verschiedene Organe außerhalb des Respirationstrakts kommt, kann aktuell nur spekuliert werden", erklärt Professor Dr. Holger Rabenau vom Institut für Medizinische Virologie des Universitätsklinikums Frankfurt am Main der "PZ". Auch sei noch ungeklärt, wer von dieser Ausbreitung betroffen sei: Nur schwer Erkrankte oder auch solche mit milden Symptomen oder asymptomatische Patienten.

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Die Lunge: Angriff von Außen und Innen

Dass die Lunge von Sars-CoV-2 angegriffen wird, war recht schnell klar. Die Art und Weise, wie es die Lunge befällt jedoch, verblüfft Forscher. Denn es bildet sich bei mittleren bis schweren Verläufen keine "gewöhnliche" Lungenentzündung aus. Vielmehr bilden sich überall in der Lunge, anfangs vermehrt am Rand, kleine "Wasseransammlungen" bestehend aus eitrigem Sekret aus Flüssigkeit und toten Zellen, die verhindern, dass der Gasaustausch zwischen Sauerstoff und CO2 stattfinden kann. Durch die geringe Größe der Wasseransammlungen versteift die Lunge aber nicht oder erst ganz spät, bleibt elastisch. Die oder der Betroffene hat weiterhin das Gefühl, gut atmen zu können, doch die Sauerstoffsättigung im Blut sinkt. Später kann es dann zu Atemnot kommen, und auch Folgeschäden werden beobachtet. So haben chinesische Forscher etwa beobachtet, dass Genesene auch Wochen nach der Erkrankung weniger Lungenvolumen haben als vorher.

Wie das Virus das Lungengewebe angreift und schädigt, ist mittlerweile bekannt: Es ist eine Immunreaktion. Weiße Blutkörperchen reagieren auf die Eindringlinge und rufen weitere Immunzellen herbei. Diese Fresszellen töten infizierte Lungenzellen ab. Die abgestorbenen Zellen aber verstopfen die feinen Blutgefäße der Lunge und die Wände der Lungenbläschen schwellen an. Das oben genannte Sekret entsteht. Diese Entzündungsreaktion muss der Körper irgendwie in den Griff bekommen, sonst droht akutes Lungenversagen.

Viele der Patienten erholen sich wieder, nachdem sie zusätzlich etwas Sauerstoff bekommen haben. Rund fünf Prozent aber müssen auf der Intensivstation versorgt werden, denn sie entwickeln ein akutes Atemnotsyndrom (Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS), wobei die Sauerstoffsättigung im Blut sehr schnell stark abnimmt, so dass die Patienten beatmet werden müssen.

Nach schweren Verläufen kann die Lunge aber auch dauerhaft Schaden nehmen, denn sie kann vernarben, geht die Entzündung nur langsam zurück. Schäden durch Beatmung können ebenfalls entstehen.

Der Darm: Angriff des Virus durch heruntergeschlucktes Sekret?

Die Erklärung, wie das Virus in den Magen und den Darm gelangt und dort Symptome wie Durchfall und Übelkeit auslöst, ist möglicherweise eine der einfachsten. So könnte sich auch erklären, wie das Coronavirus dann auch in anderen Regionen Schaden anrichten kann. Zwei Vermutungen äußert Prof. Dr. Rabenau gegenüber der "PZ": "Die Virusausbreitung auf Organe außerhalb des Respirationstrakts könnte entweder über eine kurze virämische Phase erfolgen, die sicherlich längst nicht bei allen Patienten auftritt, oder gegebenenfalls über den Gastrointestinaltrakt". Also über den Verdauungstrakt. Über geschlucktes Sekret könnte der Erreger aus dem Nasen-Rachenraum dorthin gelangen. Eine Ausbreitung über den Darm in andere Organe sei laut Rabenau denkbar, auch da das Virus im Stuhl nachweisbar sei und Magen-Darm-Störungen als Symptom beschrieben seien.

Eine nennenswerte Zahl der Covid-19-Patienten entwickelt Symptome wie Übelkeit, Erbrechen und Durchfall. Zwar listet das RKI gastrointestinale Symptome nur unter "weitere Symptome", in Studien ist aber von 11 bis 61 Prozent die Rede. Gut ein Viertel davon hatte keine respiratorischen Symptome wie Hals- oder Lungenbeschwerden. Mittlerweile ist auch herausgefunden worden, dass das Coronavirus Darmzellen befallen kann und dort replizieren kann. Infektiöses Virus im Stuhl wurde bisher aber noch nicht nachgewiesen. Der Virologie-Chef der Berliner Charité, Prof. Christian Drosten, geht davon aus, dass die Verdauungssäfte das Virus abtöten.

Herz und Gefäße: Schäden am Herzen kommen relativ häufig vor

Von Herzschädigungen geht man derzeit bei 20 Prozent der hospitalisierten Covid-19-Patienten aus. Herausgefunden werden muss aber noch, ob das Virus die Herzkranzgefäße oder direkt die Herzmuskelzellen angreift. Möglich scheint beides, denn auch Herzmuskelzellen tragen den ACE2-Rezeptor, an den das Virus koppeln kann. Die Endothelzellen auf der Innenseite der Blutgefäße aber auch. Ein Befall könnte zu einer Entzündung des sogenannten Endothels führen. Daraus können Mikrozirkulationsstörungen resultieren, die Herz und andere Organe schädigen können. Auch Berichte über das Kawasaki-Syndrom, ähnliche Gefäßentzündungen bei Kindern in stark von der Pandemie betroffenen Ländern deuten darauf hin.

Zudem stört die Coronavirus-Infektion die Blutgerinnung, so dass das Blut verklumpen kann. Aus den Blutgerinnseln können Herzinfarkt, Schlaganfall oder Lungenembolien resultieren.

Covid-19 scheint vor allem bei Menschen mit (kardio)vaskulären Vorerkrankungen schwer zu verlaufen. Bluthochdruck war etwa bei der am 28. April in New York herausgegeben Todesfälle-Statistik (17.303) die häufigste Komorbidität mit 57 Prozent). Darauf folgten Diabetes, Hyperlipidämie, koronare Herzkrankheit, Demenz und Nierenschwäche und dann erst die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (COPD, 8 Prozent Komorbidität).

Auch Prof. Dr. Kai Zacharowski, Leiter der Intensivmedizin am Uniklinikum Frankfurt am Main erklärte kürzlich im Webcast der "PZ" zusammen mit "Pharma4u", dass Gerinnungsstörungen, Mikroembolien und schwere Entzündungen des Endothels die Haupttodesursachen bei Covid-19-Patienten seien.

Im Blut scheint sich das Virus immerhin nicht zu vermehren, bestätigte Dr. Victor Corman, Mitarbeiter von Christian Drosten im Konsiliarlaboratorium für Coronaviren an der Charité. Bei Patienten mit sehr hoher Viruslast sei es über Lecks in der Lunge teilweise ins Blut gelangt, doch auch dort sei im Blut nur sehr wenig Virus-RNA nachweisbar gewesen.

Nieren: Nierenschäden – die aber Potential für frühe Tests geben

Auch die Nieren nehmen bei einem Teil der im Krankenhaus behandelten Patienten Schaden. Nieren können auch aufgrund der künstlichen Beatmung Schaden nehmen und auch gegebene Medikamente können sich auf sie auswirken, aber Forscher fanden Blut oder Eiweiße im Urin, die auf eine Virusinfektion hinweisen.

20 bis 25 Prozent der behandelten Patienten benötigen laut Zacharowski eine Dialyse. Sars-CoV-2 kann auch dort Zellen infizieren, denn auch im Endothel der Nieren sind ACE2-Rezeptoren zu finden.

Neueste Erkenntnisse zeigen aber aufbauend auf diesen Ergebnissen, dass man schon am Urin ablesen lassen kann, ob eine Covid-19-Erkrankung einen schweren Verlauf nehmen wird.

Nervensystem: Das Virus kann ins Gehirn wandern

Durch die Nase kann Sars-CoV-2 offenbar aber auch aufsteigen und neurologische Schäden verursachen. So kann es etwa in der Riechschleimhaut ansiedeln und dort das mittlerweile bekannte Coronavirus-Symptom des verlorenen Geruchs- und Geschmackssinns auslösen. Laut RKI leiden sogar fast 70 Prozent der in Europa Infizierten an Geruchs- bzw. Gesschmacksstörungen. Die Spannweite in den genutzten Studien ist jedoch hoch – zwischen 34 und 86 Prozent.

Über den Riechkolben kann das Virus aber auch weiter ins Gehirn dringen und dort weitere neurologische Störungen im Zentralen Nervensystem hervorrufen – etwa Schwindel, Kopfschmerzen und Bewusstseinstrübung.

In seltenen Fällen sind auch Krampfanfälle, Hirnhautentzündung oder zentral verursachter Atemstillstand möglich, erklärt die Deutsche Gesellschaft für Neurologie (DGN). Und auch Hinweise auf das Guillain-Barré-Syndrom in Zusammenhang mit Sars-CoV-2 gibt es.

Bei chinesischen Patienten war außerdem eine virusbedingte Bindehautentzündung aufgefallen. Vor allem waren schwer Erkrankte betroffen.

Haut: Pseudo-Frostbeulen bis Quaddeln

Sichtbare Schäden zeigen sich bei einem Teil der Covid-19-Patienten auch auf dem größten Organ, der Haut. Die teilweise deutlichen Hautveränderungen unterscheiden sich. Spanische Dermatologen haben fünf Muster der Hautveränderungen bei Covid-19 klassifiziert. Dabei kommen Veränderungen wie etwa Pseudo-Frostbeulen, purpurfarbene Läsionen vor allem an den Füßen, vor allem bei jüngeren Patienten und schwächerem Krankheitsverlauf vor, es kann aber auch Quaddelbildung, Hautschuppung oder gar Nekrosen geben, Letztere vor allem bei älteren Patienten mit schwerem Krankheitsverlauf. Gerade bei mittlerem bis schwerem Ausbruch der Krankheit kann es aber auch sein, dass Nebenwirkungen der medikamentösen Behandlung diese Hautschäden hervorrufen. Die Blaufärbung der Haut bei Kindern könnte dagegen darauf hindeuten, dass die Blutgerinnung durch Sars-CoV-2 gestört ist.

Die Leber: Nicht direkt von der Infektion betroffen

Die Leberwerte weichen bei rund der Hälfte der behandelten Corona-Patienten nach oben ab. Allerdings scheint dies an den gegebenen Medikamenten zu liegen, möglicherweise auch an einem Angriff fehlgeleiteter Immunzellen auf die Leber.

Tod durch oder mit Corona?

Oft stellt sich derzeit die Frage, ob Menschen, die nachgewiesenermaßen mit Sars-CoV-2 infiziert waren und verstorben sind, am Virus oder mit dem Virus gestorben sind. Denn die meisten Patienten, die sterben, sind alt und/oder haben teils schwere Vorerkrankungen. Doch so stark, wie die Lunge bei vielen nachweislich geschädigt ist, muss man sagen, dass ein weiteres Leben so nicht mehr möglich gewesen wäre. Die Vorerkrankung scheint dem Virus nur den Weg zu ebnen, richtig viel Schaden im Körper anzurichten.

Meist kann man aber davon ausgehen, dass nicht das Virus selbst die direkte Ursache des Todes ist, sondern die Überreaktion des Immunsystems. Ein Zytokinsturm wird ausgelöst. Das bedeutet, sogenannte Zytokine, Signalmoleküle des Körpers, überschwemmen den Körper. Zytokine sind eigentlich Botenstoffe, die bei Entzündungen überall im Körper biochemische Reaktionen auslösen: Fieber, um den Stoffwechsel zu beschleunigen und die Viren abzutöten, die Blutgefäße werden durchlässiger, um Fresszellen den Weg zum Virus zu bahnen, das Herz schlägt enorm schnell.

Ist eine Entzündung aber besonders stark, kann es sein, dass das Immunsystem zu viele Zytokine losschickt und den Körper damit überschwemmt. Das wirkt dann für den Körper wie eine Blutvergiftung. Ein absoluter Notfall: Ein zu lange andauernder oder zu starker Zytokinsturm sorgt für multiples Organversagen. Damit gilt Sars-CoV-2 aber dennoch, wenn auch indirekt, als Todesursache.

Es zeichnet sich ab: Covid-19 ist anders als Sars und Mers keine reine Lungenkrankheit, sondern eine, die viele Gesichter zeigen kann: In vielen Fällen zeigt sie sich kaum, in anderen sind einzelne Organe betroffen, in wieder anderen können mehrere Organe bis hin zum ganzen Körper leiden. Je mehr die Wissenschaft nun darüber herausfindet und je klarer das Bild wird, desto gezielter können Therapien entwickelt werden und wir können dann hoffentlich irgendwann dieses Virus unter Kontrolle bringen.

Mehr zum Coronavirus lesen Sie auf unserer Themenseite. Unter anderem finden Sie weitere Infos zum Mutationsverhalten von Sars-CoV-2.

Quellen/Studien:

spiegel.de, pharmazeutische-zeitung.de (PZ)

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