Bilim insanları, yeni koronavirüsün akciğerlere ve vücudun diğer kısımlarına nasıl saldırdığını hâlâ çözmeye çalışıyor. En büyük ve hayatı en çok tehdit eden gizemlerden biri, virüsün “sessiz oksijen yetmezliğine” (sessiz hipoksi) nasıl sebep olduğu meselesi. Sessiz oksijen yetmezliği, vücuttaki oksijen seviyelerinin anormal derecede düşük olduğu zaman meydana geliyor. Eğer çok uzun süre tespit edilmezse, hayati organlara geri döndürülmez zararlar verebiliyor. Boston Üniversitesi’nde çalışan biyomedikal mühendisleri ile Vermont Üniversitesi’nde çalışan ortakları, bilgisayar modelleri ve gerçek hasta verileriyle yapılan karşılaştırmalar sayesinde bu gizemi ortaya çıkarmaya başlamışlar.
Oksijen seviyeleri tehlikeli dereceye gelmesine rağmen, ağır COVID-19 vakalarının birçoğu bazen nefes darlığı veya solunum güçlüğü belirtisi göstermiyor. Oksijen yetmezliğinin gizlice hasar verebilmesi, durumun “sessiz” olarak adlandırılmasına sebep olmuş. Koronavirüs hastalarında, enfeksiyonun ilk olarak akciğerlere hasar verdiği ve bazı kısımlarını düzgün çalışamaz hale getirdiği düşünülüyor. Oksijen kaybeden ve çalışmayı durduran bu dokular, artık kan dolaşımına oksijen aktarmıyor ve sessiz oksijen yetmezliğine sebep oluyor. Fakat bu domino etkisinin meydana geliş şekli, şimdiye kadar tam olarak bilinmiyordu.
Çalışmanın yazarlarından ve BÜ Mühendislik Fakültesi’nde biyomedikal mühendislik ve malzeme bilimleri ile mühendisliği profesörü olan Bela Suki, “Bunun fizyolojik olarak nasıl mümkün olduğunu bilmiyorduk” diyor. Bazı koronavirüs hastalarının kanlarında, bir takım uzmanların “yaşamla uyumsuz” şeklinde tanımladığı seviyelerde oksijen görülüyor. Suki, bu hastaların birçoğunun akciğer taramasına girdiklerinde hiç anormallik işareti göstermediğini veya çok az işaret gösterdiğini söylüyor.
Araştırmacıların yeni çalışmasına göre sessiz oksijen yetmezliği, COVID-19 hastalarının akciğerlerinde eş zamanlı şekilde gerçekleşebilen birkaç biyolojik mekanizmanın birleşimiyle meydana geliyor olabilir.
Akciğerler, normalde yaşamı devam ettiren bir görev üstleniyor ve gaz değişimi gerçekleştirerek, biz nefes aldıkça vücuttaki her hücreye oksijen sağlıyor. Nefes verdikçe de karbondioksitten kurtulmamızı sağlıyor. Sağlıklı akciğerler, kanın yüzde 95 ile 100 arasında bir seviyede oksijenlenmesini sağlıyor. Bu seviye eğer yüzde 92’nin altına düşerse, endişe verici bir durum ortaya çıkıyor ve doktor, oksijen takviyesiyle müdahale etmeye karar verebiliyor. (Koronavirüsün ilk zamanlarında doktorlar sessiz oksijen yetmezliğine karşı uyarmış, pek çok insan kendileri veya aile üyeleri vaka geçirirse diye endişelenerek kanlarındaki oksijen seviyelerini takip etmek için oksijen ölçüm cihazlarına akın etmişti.)
Araştırmacılar ilk olarak COVID-19’un, akciğerlerin kanın yönlendirileceği yeri düzenleme kabiliyetini nasıl etkilediğine bakmışlar. Normalde akciğerin bazı alanları enfeksiyon kaynaklı hasar sebebiyle fazla oksijen toplamazsa, kan damarları bu alanlarda daralıyor. Bu aslında akciğerlerimizde evrimleşmiş güzel bir şey; çünkü kanı, oksijenle dolu akciğer dokusundan akmaya zorluyor ve kan daha sonra vücudun geri kalanında dolaşıyor.
Fakat araştırmacılara göre ön klinik veriler, bazı COVID-19 hastalarının akciğerlerinin, kan akışını halihazırda hasar görmüş dokuyla sınırlama kabiliyetini kaybettiğini ve bunun aksine, söz konusu damarları daha fazla açabildiğini öne sürüyor. Bunun bir CT taramasında görülmesi veya ölçülmesi kolay değil.
Yazılımsal bir akciğer modeli kullanarak bir kuramı test eden araştırma takımı, kandaki oksijen seviyelerinin COVID-19 hastalarında gözlenen seviyelere düşmesi için, kan akışının aslında akciğerin artık oksijen toplayamayan bölgelerinde normalden çok daha yüksek olması gerektiğini; bu durumun da bütün vücut boyunca görülen düşük oksijen seviyelerine katkıda bulunduğunu ortaya çıkarmış.
Sonrasında ise kan pıhtılaşmasının, akciğerin farklı bölgelerindeki kan akışını nasıl etkileyebildiğine bakmışlar. Damarların iç yüzeyi COVID-19 enfeksiyonuyla iltihaplandığında, akciğerlerin içerisinde tıbbi taramalarda görülemeyecek kadar ufak olan kan pıhtıları oluşabiliyor. Akciğerlerin bilgisayar modelini kullanan araştırmacılar, bu durumun sessiz oksijen yetmezliğini teşvik edebileceğini fakat oksijen seviyelerinin büyük ihtimalle hasta verilerinde görülenler kadar düşük seviyelere gerilemesine tek başına sebep olamayacağını keşfetmişler.
Son olarak araştırmacılar bilgisayar modellerini kullanarak, COVID-19’un, akciğerlerin normal işlev göstermesi için gereken normal hava-kan akışı oranına müdahale edip etmediğini bulmaya çalışmışlar. Araştırmacıların söylediğine göre hava-kan akışı oranının bu tür bir uyumsuzluk sergilemesi, astım hastaları gibi pek çok solunum hastalığında meydana gelen bir durum. Ayrıca, COVID-19 hastalarında gözlenen şiddetli ve sessiz oksijen yetmezliğine katkıda bulunuyor da olabilir. Araştırmacıların modeline göre bunun bir sessiz oksijen yetmezliği sebebi olması için, söz konusu uyumsuzluğun akciğer taramalarında hasarlı veya anormal görünmeyen kısımlarda gerçekleşmesi gerekiyor.
Bulgular hep birlikte değerlendirildiğinde bu üç etmenin tümü, bazı COVID-19 hastalarında görülen düşük oksijenli ağır vakalardan sorumlu olabilir. Hekimler altta yatan bu işleyişleri ve söz konusu kombinasyonların hastadan hastaya nasıl değiştiğini daha iyi anlayarak, hastalara ventilasyon veya oksijen desteği gibi önlemler kullanarak tedavi uygulamaya yönelik daha bilinçli seçimler yapabilirler. Şu an bir dizi müdahale yöntemi üzerinde çalışıyor. Bunlar arasında, hastaların yüz üstü yatırıldığı ve bu sayede akciğerlerinin arka kısmının daha fazla oksijen alarak, uyumsuz hava-kan akışı oranının eşitlenmesinin sağlandığı düşük teknolojili bir müdahale de yer alıyor.
“Farklı insanlar, bu virüse çok farklı tepkiler veriyor” diyor Suki. Hekimler için, bir hastanın kanındaki oksijenin neden düşük olduğu konusunda tüm muhtemel sebepleri anlamanın çok önemli olduğunu ve bu sayede, uygun tedavi şekline karar verebileceklerini söylüyor; bu tedaviler arasında damarların büzülmesine yardımcı olabilecek, kan pıhtılarını ortadan kaldıracak veya uyumsuz bir hava-kan akışı oranını düzeltebilecek ilaçlar da yer alıyor.
Yazar: Jessica Colarossi/Boston Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
