SARS-CoV-2 befällt fast alle Bereiche der Lunge. Die auskleidenden Zellen der Atemwege und die für den Gasaustausch zuständigen Zellen der Lungenbläschen werden zerstört. Fehlgeleitete Fresszellen unseres Immunsystems können das Lungengewebe vernarben lassen. Die Lungenfunktion ist dadurch massiv beeinträchtigt.

Nach einer Infektion mit SARS-CoV-2-Viren leiden viele Betroffene noch über einen längeren Zeitraum an Atemproblemen: Sie bekommen zum Beispiel zu wenig Luft beim Treppensteigen, sind generell kurzatmiger oder können einfach nicht mehr so tief einatmen, weil sie Beklemmungen im Brustkorb verspüren. Claus Neurohr vom Lungenzentrum Stuttgart appelliert, "dass Menschen, die eine Corona-Infektion durchgemacht haben, sich vorstellen, um nachzuschauen, ob es Folgeschäden einer Infektion gibt und wir versuchen dann, entsprechende Therapien anzubieten, die wir in einzelnen Fällen schon mit sehr gutem Erfolg durchgeführt haben."

Corona-Infektion überstanden: Ein Covid-19-Patient berichtet

Atemprobleme treten bei Long und Post Covid häufig auf

Laut der Patientenversion der S1-Leitlinie zu Long Covid und Post Covid, die Experten verschiedener Fachgesellschaften für die Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften (AWMF) erstellt haben, berichtet etwa jeder dritte Patient mit Long Covid und Post-Covid über Atembeschwerden, die mehrere Wochen lang anhalten. Besonders häufig bleibt die Lungenfunktion nach einem schweren Krankheitsverlauf eingeschränkt. Aber auch ein milder Verlauf kann zu Atemproblemen führen. Diese können auch erst Wochen nach der bereits abgeklungenen akuten Infektion auftreten.

Es bleiben keine Hirnschäden bei Post Covid

Eine Studie von Forschenden des Gefäßzentrums der Universität Hamburg, die am 14. März 2022 im European Heart Journal veröffentlicht wurde, zieht das Fazit, dass sich Patienten, die sich von einer leichten bis mittelschweren SARS-CoV-2-Infektion erholt haben, leichte Veränderungen bei der Lungen-, Herz-, Thrombose- und Nierenfunktion zeigen können, "ohne Anzeichen einer strukturellen Hirnschädigung, neurokognitiven oder Beeinträchtigung der Lebensqualität."

Die Lunge kann sich durch Coronaviren verändern

Laut einer britischen Studie, die am 10. November 2020 im Journals BMJ veröffentlicht wurde, litten über die Hälfte von 384 aus dem Krankenhaus entlassenen Corona-Patientinnen und -Patienten selbst nach drei Monaten noch an Atemnot. Bei denjenigen, die mit erhöhten Biomarkern entlassen wurden, wiesen fast ein Drittel erhöhte D-Dimer-Proteine auf - das sind Marker für eine Lungenembolie. Bei fast jedem Zehnten waren die C-reaktiven Proteine auffällig - ein Hinweis auf eine noch bestehende Entzündung im Körper. Bei 38 Prozent waren die Röntgenbefunde nicht in Ordnung. "Bei vielen Patientinnen und Patienten sind noch Monate nach Beginn der Symptomatik Veränderungen der Lunge erkennbar", teilt auch das Bundesministerium für Gesundheit mit.

Ein schwerer Covid-Verlauf kann zu Lungenversagen führen

Bei einem schweren Covid-19-Verlauf kann die Lunge so geschädigt werden, dass der Körper nicht mehr genügend Sauerstoff aus der Luft aufnehmen kann. "Patientinnen und Patienten mit schwerem Covid-19 haben oft ein sehr stark ausgeprägtes Lungenversagen", bestätigt Prof. Dr. Leif Erik Sander von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité. "Die weitgehende Zerstörung ihrer Lungenstruktur erfordert eine invasive Beatmung oder sogar eine ECMO-Behandlung über längere Zeit und geht leider mit einer sehr hohen Sterblichkeit von etwa 50 Prozent einher."

CT-Aufnahme einer gesunden Lunge

Leif Erik Sander war an einer interdisziplinären Forschergruppe beteiligt, die untersuchte, wie das Coronavirus die Lunge schädigt. Die gemeinsame Pressemitteilung der Berliner Charité, des Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI), des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) und der Uniklinik RWTH Aachen wurde am 30.11.2021 veröffentlicht.

Bei Covid-19 können Immunzellen die Lunge angreifen

CT-Aufnahme der Lunge eines Patienten mit Covid-19-Lungenversagen. Die hellen Bereiche zeigen die Verdichtungen und Vernarbungen.

Die Studie des Forschungsteams, die am 26. November 2021 in Cell veröffentlicht wurde, legt nahe, dass bei einem schweren, von Covid-19 ausgelösten Lungenversagen die Lungenbläschen weitgehend zerstört sind und das Lungengewebe vernarbt, dadurch verdickt und unelastisch wird. Dieser Umbau des Gewebes wird auch als Fibrose bezeichnet. In Computertomographie-Aufnahmen sieht die Lunge, die im Normalfall weitgehend dunkel dargestellt wird, mit ihren hellen Linien und Flecken aus wie ein Schwamm. Eine fehlgeleitete Reaktion der Makrophagen, der Fresszellen unseres Immunsystems, könnte mit dafür verantwortlich sein, dass das Lungengewebe so schwer geschädigt wird.

Die Lunge kann bei Post Covid vernarben

"Bei Covid-19 entwickelt sich ein Lungenversagen typischerweise erst in der zweiten oder dritten Woche nach Symptombeginn, wenn die Viruslast eigentlich schon wieder sinkt", erklärt Leif Erik Sander. "Das weist darauf hin, dass nicht die unkontrollierte Virusvermehrung zum Versagen der Lunge führt, sondern nachgeschaltete Reaktionen, beispielsweise des Immunsystems, eine Rolle spielen." Das Team untersuchte Immunzellen in Lungenspülungen und -gewebe schwer erkrankter und verstorbener Covid-19-Patienten. In der Lunge von Covid-19-Patienten, die ein Lungenversagen entwickeln, fanden sie Makrophagen in großen Mengen. Die Fresszellen beseitigen eingedrungene Erreger oder Zellabfall und sind bei der Wundheilung und Reparatur von Gewebe beteiligt.

"Die Makrophagen treten bei schwerem Covid-19 mit bestimmten Zellen des Bindegewebes in Kontakt, die für die Bildung von Narbengewebe verantwortlich sind. Diese Zellen vermehren sich stark und produzieren große Mengen Kollagen", ergänzt Antoine-Emmanuel Saliba, Arbeitsgruppenleiter am HIRI in Würzburg und zweiter Leiter der Studie. "SARS-CoV-2 ist also zumindest ein möglicher Auslöser für die fehlgeleitete Reaktion der Fresszellen", erklärt Matthias Selbach, der die Studie am MDC geleitet hat. "Das Virus vermehrt sich dabei anscheinend nicht in den Immunzellen, sondern programmiert sie um."

Vernarbungen können sich bei Genesenen zurückbilden

Anhand von Bildern der Computertomographie konnte die Forschergruppe sehen, dass die Vernarbungen zumindest potenziell reparabel sind. Bei Covid-19-Erkrankten, die mittels ECMO behandelt wurden, seien erst die typischen milchglasartigen Trübungen zu sehen gewesen, die sich im Verlauf der Erkrankung verdichteten und vernarbten. Wurden Betroffene von der ECMO-Behandlung entwöhnt und genasen, lösten sich die Verdichtungen allmählich wieder auf. In manchen Fällen seien jedoch deutliche Vernarbungsreste zurückgeblieben. Welche zellulären Prozesse dazu führen, dass sich eine solche Fibrose zurückbildet, wollen die Forschenden noch genauer untersuchen. So soll mehr über Behandlungsmöglichkeiten herausgefunden werden und wie es sich verhindern lässt, dass das Lungengewebe überhaupt vernarbt.

Die Lunge bleibt auch bei Post Covid selten dauerhaft verändert

Eine Studie der University of Michigan, die im November 2021 veröffentlicht wurde, bestätigt, dass die Vernarbungen im Lungengewebe zumindest teilweise daran schuld sein können, dass viele Betroffene noch wochen- oder gar monatelang nach einer Infektion mit SARS-CoV-2 an Atembeschwerden leiden. Wirklich anhaltende Veränderungen der Lunge, die im Röntgenbild oder CT sichtbar werden, seien laut Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Meidzinischen Fachgesellschaften (AWMF) aber selten. Selbst nach einer Lungenentzündung durch SARS-CoV-2 mit Krankenhausaufenthalt und Beatmung würden sich die meisten Veränderungen der Lunge wieder vollständig zurückbilden.

Coronaviren verursachen Entzündungen in Zellen

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Endothelzellen an einer großen Arterie

Die Kurzatmigkeit nach einer Coronainfektion kann jedoch noch weitere Ursachen haben: Coronaviren können Entzündungen im ganzen Körper, in jeder einzelnen Zelle, verursachen: Sie greifen die Zellwände in den Blutgefäßen an, so eine internationale Studie vom 1. August 2020, die im Fachblatt "The Lancet" veröffentlicht wurde. Forscher der Berliner Charité, des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) und der Freien Universität Berlin haben im August 2021 die zellulären Mechanismen untersucht, die von einer SARS-CoV-2-Infektion auslöst werden, und die zu einer entzündlichen Lungenschädigung führen können.

Martin Witzenrath, stellvertretender Direktor der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité, schildert, dass die Endothelzellen der Lunge, die normalerweise die Blutgefäße wie eine Art Barriere auskleiden, in Mitleidenschaft gezogen werden. "Diese Barrriere verliert bei schwerem Covid-19 an Funktion, wodurch es schlussendlich zum Lungenversagen kommt." Bei einer Covid-19-Erkrankung vermehrt sich SARS-CoV-2 in der Lunge und in den Zellen der Atemwege zunächst nur schwach. "Die Zerstörung des Lungengewebes bei schweren Covid-19-Verläufen wird nicht direkt durch die Vermehrung des Virus in den Zellen verursacht, sondern durch die starke Entzündungsreaktion", erklärt MDC-Wissenschaftler Emanuel Wyler. Bei einem schweren Verlauf können verschlossene Blutgefäße und instabile Gefäßwände zu akutem Lungenversagen führen.

Coronaviren verändern Blutkörperchen

Forschende des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin in Erlangen meldeten am 17. Juni 2021, dass bei Covid-Patienten die roten und weißen Blutkörperchen hinsichtlich ihrer Größe und Steifheit teilweise über Monate hinweg verändert sind. "Klar ist, dass im Zuge einer Erkrankung oft die Blutzirkulation beeinträchtigt ist, es zu gefährlichen Gefäßverschlüssen kommen kann und der Sauerstofftransport im Blut nur eingeschränkt funktioniert. Alles Phänomene, bei denen die Blutzellen und ihre physikalischen Eigenschaften eine Schlüsselrolle spielen", heißt es in der Pressemitteilung.

Die Erlanger Wissenschaftler haben in ihrer Studie, die am 20. Juli 2021 im Biophysical Journals veröffentlicht wurde, vier Millionen Blutzellen von akut Erkrankten, Genesenen und Gesunden untersucht. Ergebnis: Größe und Verformbarkeit der roten Blutkörperchen waren bei Erkrankten stärker verändert als bei Gesunden. Dies deute auf eine Schädigung der Blutzellen hin und könnte zum Beispiel erklären, warum die Sauerstoffversorgung, die zu den Hauptaufgaben der roten Blutkörperchen zählt, beeinträchtigt ist. Auch das erhöhte Risiko von Gefäßverschlüssen und Embolien der Lunge lasse sich dadurch erklären. Weiße Blutkörperchen waren bei Corona-Patientinnen und Patienten übrigens deutlich weicher, was auf eine starke Immunreaktion hinweisen könne.

Post und Long Covid: Coronaviren können sämtliche Organe schädigen

Coronaviren können auch eine Entzündung des Herzmuskels auslösen, was die Atmung ebenfalls beeinträchtigen kann. Noch ist das ganze Ausmaß möglicher Folgen nicht erforscht. Klar ist aber, dass Zellen im ganzen Körper infiziert sein können, also neben der Lunge auch im Gehirn, im Darm, in der Niere und in allen wichtigen Gefäßen.

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