Figura 1. Estructura viral del SARS-CoV-2. Modificada de Kumar et al., 2020.

La fisiopatología (funcionamiento de un organismo durante el curso de una enfermedad) de COVID-19 aún es un campo de estudio no dilucidado del todo. Al momento sabemos que el virus SARS-CoV-2 afecta principalmente al sistema respiratorio humano, pero también tiene la capacidad de dañar a otros órganos.

SARS-CoV-2: estructura

El virus SARS-CoV-2 cuenta con cuatro proteínas estructurales (figura 1), estas proteínas son: S, E, M y N. La proteína S es la responsable de la unión y entrada del virus al receptor de la célula objetivo del humano, este receptor es el de la enzima convertidora de angiotensina 2 (eca2), que se encuentra expresado principalmente en las células objetivo del virus: las células epiteliales alveolares tipo II o neumocitos tipo II (células pulmonares que se encargan de producir el surfactante pulmonar que favorece la capacidad para intercambiar gases respiratorios). El receptor de la eca2 también se encuentra presente en otros tejidos extrapulmonares como el corazón, riñón, vasos sanguíneos e intestinos y sistema nervioso, es por eso que también los afecta.

Invasión del virus al neumocito tipo II

Una vez que el SARS-CoV-2 ingresó al sistema respiratorio, necesita una llave que le permita el ingreso a la célula huésped para poder multiplicarse, esta llave es la proteína S que se une al receptor de la eca2 que funciona como la puerta de entrada a la célula. La unión de la proteína S al receptor eca2 produce cambios conformacionales en la proteína S, y esto conduce a la fusión de la proteína de envoltura viral con la membrana de la célula huésped, es así como se logra la entrada del virus a través de la vía endosomal (ingestión de la célula) (figura 2).

La internalización del virus a la célula da como resultado la liberación del ARN viral dentro del neumocito tipo II (en el citoplasma). Este ARN secuestra la maquinaria intracelular de producción de proteínas del neumocito tipo II para generar copias genómicas del virus, que posteriormente, generarán sus propias proteínas.

Con suficientes copias del genoma y suficientes proteínas estructurales del virus ocurre el ensamblaje de nuevos virus, este se lleva a cabo mediante la interacción del ARN viral y las proteínas en el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi (organelos celulares que se encargan de la modificación y empaquetamiento de proteínas).

Los nuevos virus se liberan posteriormente de las células por exocitosis a través de vesículas (expulsión de la célula) para poder seguirse diseminando a otras partes del cuerpo o hacia afuera de este (figura 2).

Figura 2. Mecanismo de entrada y replicación del SARS-CoV-2 en células huésped. Modificada de Kumar et al., 2020.

Respuesta inmunológicacontra la infección

La infección por SARS-CoV-2 y la destrucción de las células pulmonares desencadena una respuesta inmune local, «el ejército»; reclutando macrófagos y monocitos (células del sistema inmunológico), «los soldados de primera línea», que responden a la infección, liberan citocinas (proteínas que estimulan el sistema inmunológico), «las granadas», y preparan respuestas inmunes adaptativas de linfocitos (glóbulos blancos) T y B «los súper soldados». En la mayoría de los casos, este proceso es capaz de resolver la infección, sin embargo, en otros se produce una respuesta inmune disfuncional conocida como «tormenta de citocinas», que puede conducir a la insuficiencia de múltiples órganos y con ello a la muerte.

Daño a tejidos pulmonares

El virus comienza un segundo ataque, lo que hace que la condición del paciente se pueda agravar entre 7 y 14 días después del inicio de los síntomas llevándolo a padecer dificultad respiratoria severa. En las muestras de tejido pulmonares (biopsias) se ha evidenciado daño alveolar difuso bilateral, descamación prominente de neumocitos y formación de una membrana hialina, lo que indica signos de síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), también edema (hinchazón) pulmonar, activando el mecanismo de inflamación donde se acumulan glóbulos blancos alrededor de los bronquios y alvéolos de ambos pulmones, lo que explica la neumonía inducida por el SARS-CoV-2 (figura 3).

Figura 3. Radiografía de paciente con COVID-19 positivo. Se observan radiopacidades (imágenes blancas “algodonosas” o en “vidrio despulido”) en las zonas cercanas a los bordes pulmonares señaladas con las flechas.

El virus en poblaciones especiales

Para nuestra fortuna, los pacientes pediátricos con COVID-19 tienen síntomas relativamente más leves, en general, en comparación con los pacientes mayores, la razón podría deberse a que la expresión del receptor eca2 puede ser menor en la población pediátrica. Otro hecho importante es que el género también puede afectar la expresión del receptor eca2, los niveles circulantes de eca2 son más altos en hombres que en mujeres, lo que explica una mayor morbimortalidad en masculinos.

La diabetes mellitus podría facilitar la infección y el agravamiento por SARS-CoV-2, por causa del aumento de la entrada viral en las células y la respuesta inmune deteriorada; así mismo, los pacientes con hipertensión arterial sistémica se convierten en una población extremadamente vulnerable debido a que en ellos existe un aumento en la expresión del receptor eca2.

Joaquín Hernández Román / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Fisiología
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Méd. Jahzeel Díaz Castillo / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Hospital General Regional
Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado de Puebla