• Forschende aus Erlangen entdecken Ursache für Long Covid
  • Studie untersuchte Blutzellen von akuten Covid-19 Patienten sowie von genesenen und gesunden Menschen
  • Sie fanden heraus, dass bei Corona-Patienten und bei Genesenen die Blutkörperchen verändert sind
  • Long-Covid-Symptome wie Erschöpfung, Atemnot oder Kopfschmerzen hängen eng mit Durchblutung zusammen 

Schon zu Beginn der Pandemie fiel auf, dass eine Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 auch den Blutfluss verändert: In der Lunge und anderen Organen häufen sich Mikrothrombosen und Embolien. Auch der Sauerstofftransport im Blut funktioniert nur noch eingeschränkt. Als Folge leiden viele Covid-19-Patienten unter starker Luftnot, teilweise ohne diesen Sauerstoffmangel zunächst zu bemerken. Auch Monate nach der Genesung können im Zuge von "Long Covid" Spätfolgen wie Atemnot, Erschöpfung und Kopfschmerzen bleiben. 

Forschende aus Erlangen entdecken mögliche Ursache für Long Covid 

Was aber steckt dahinter? Auffallend ist, dass bei vielen dieser Symptome die Durchblutung und das Verhalten der Blutzellen eine Rolle spielt. Deshalb haben sich Markéta Kubánková und ihre Kollegen vom Max-Plank-Zentrum für Physik und Medizin in Erlangen sowie Forschende aus dem Deutschen Zentrum für Immuntherapie die Blutzellen von Betroffenen genauer angeschaut. Die Forschungsergebnisse haben sie im Fachmagazin "Biophysical Journal" veröffentlicht. 

Von Atembeschwerden, Husten und Luftnot über Erschöpfung, Müdigkeit und Konzentrationsschwierigkeiten bis hin zu Verlust des Geruchs- und Geschmackssinns reichen die Beschwerden, die manche Betroffene noch Monate nach akutem Covid-19 plagen. Die Ursache für das als "Long Covid" bezeichnete Syndrom gelten als nicht ausreichend verstanden. Vermutet wurde, dass durch Covid-19 die Blutzirkulation langanhaltend beeinträchtigt wird und der Sauerstofftransport im Körper nur eingeschränkt funktionsfähig ist. Die Arbeitsgruppe der aktuellen Studie fand nun Beweise, die diese These stützen. 

Wenn es um die Blutzirkulation im Körper geht, spielen die Blutzellen mitsamt ihren physikalischen Eigenschaften eine Schlüsselrolle. Die Forschungsgruppe um Markéta Kubánková, Jochen Guck und Martin Kräter haben die mechanischen Zustände von roten und weißen Blutkörperchen bei Personen mit Long Covid sowie bei Vergleichsgruppen untersucht. "Dabei haben wir deutliche und langanhaltende Veränderungen der Zellen messen können - sowohl während einer akuten Infektion und auch noch danach", erläutert Professor Guck laut einer Mitteilung des Max-Planck-Institutes. Die Erkenntnisse könnten laut den Forschenden sowohl Folgen für die Diagnose als auch für die Behandlung von Covid-19 haben. 

Forschende untersuchten mehr als vier Millionen einzelne Blutzellen 

Um die Blutzellen zu analysieren, verwendeten die Forschenden ein selbst entwickeltes Verfahren namens Echtzeit-Verformungszytometrie. Das Verfahren wurde erst kürzlich mit dem hoch dotierten "Medical Valley Award" ausgezeichnet. Dabei werden Blutzellen durch einen engen Kanal geschickt und von einer Hochgeschwindigkeitskamera fotografiert. Auf diese Weise können bis zu 1000 Blutkörperchen pro Sekunde nach Form und Größe beurteilt werden. Insgesamt begutachten sie mehr als vier Millionen einzelne Blutzellen von 17 Corona-Patienten, 14 Genesenen und 24 Gesunden.

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Die Ergebnisse zeigen, dass unter anderem die Größe und Verformbarkeit der roten Blutkörperchen von Covid-19-Erkrankten stärker schwankte als die von Gesunden. Diese Blutkörperchen - auch Erythrozyten genannt - sind für den Sauerstofftransport in unserem Körper zuständig. Die Schwankungen können zum einen das erhöhte Risiko von Gefäßverschlüssen und Embolien der Lunge erklären, zum anderen die beeinträchtigte Sauerstoffversorgung, die viele Covid-19-Betroffene beispielsweise durch Atemnot erleben.

Konkret ergaben die Analysen, dass viele rote Blutkörperchen während und nach der Infektion deutlich steifer und kleiner waren als bei gesunden Menschen üblich. "Einige Erythrozyten waren zudem nicht nur kleiner, sondern auch asymmetrisch geformt", so das Forschungsteam. "Das weckt den Verdacht, dass sie fragmentiert sind." Zusammengenommen könnten diese Veränderungen der roten Blutkörperchen also durchaus den Blutfluss und Sauerstofftransport beeinträchtigen. 

Bei Corona-Patienten haben rote und weiße Blutkörperchen eine veränderte Form 

"Die physikalischen Eigenschaften der Erythrozyten sind für die Mikrozirkulation entscheidend", erklären Kubánková und ihre Kollegen. "Die hier beobachteten Veränderungen könnten daher die Durchblutung stören und eine Hypoxämie fördern." Bei einer Hypoxämie ist der Sauerstoffgehalt im arteriellen Blut verringert. Die für die Blutreinigung zuständige Milz könnte zudem Probleme haben, die steiferen Erythrozyten effektiv zu beseitigen.

Auch bei den weißen Blutkörperchen, die für die zelluläre Immunabwehr zuständig sind, zeigten sich Auffälligkeiten: Die sogenannten Lymphozyten waren bei Corona-Betroffenen deutlich weicher, was der Arbeitsgruppe zufolge auf eine starke Immunreaktion hinweist. Ähnliche Beobachtungen konnten die Forschenden auch bei den sogenannten Neutrophilen Granulozyten machen, einer weiteren Gruppe weißer Blutkörperchen, die verantwortlich für eine angeborene Immunabwehr sind. Die Zellen blieben bis zu sieben Monate nach der akuten Infektion drastisch verändert. 

"Wir vermuten, dass sich das Zellskelett der Immunzellen, welches maßgeblich für die Zellfunktion verantwortlich ist, verändert hat", erklärt Kubánková. Ob diese Veränderungen auf die direkte Wirkung des Coronavirus zurückgehen oder auf die von ihm ausgelöste Immunantwort und Entzündungsbotenstoffe, ist noch unklar. 

Veränderungen der Blutkörperchen könnten eine Ursache für Long Covid sein 

Nach Ansicht des Forschungsteams könnten diese Anomalien auch eine Ursache für Long Covid sein - die nach einer schon überstandenen Corona-Infektion auftretenden Spätfolgen. "Die anhaltenden Veränderungen der Erythrozyten und Neutrophilen könnten mit den Langzeit-Symptomen der genesenen Patienten verknüpft sein", so das Team. Denn sowohl chronische Kopfschmerzen als auch Erschöpfung, neurologische Ausfälle oder anhaltende Atemnot sind eng mit der Durchblutung und der Sauerstoffversorgung der Organe verbunden

Die Untersuchung der Blutzellen und das Wissen um die typischen Veränderungen könnte nun neue Chancen bieten, Langzeitfolgen besser vorherzusagen und möglicherweise auch Therapien gezielter anzupassen.

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