Die Pathogenese einer COVID-19-Infektion der Atemwege hängt in hohem Maße mit dem so genannten Zytokinsturm [Zytokinsturmsyndrom (CSS, Hyperzytokinämie usw.)] zusammen, d.h. es handelt sich um eine hyper-inflammatorische Reaktion.

Während dieser Reaktion kommt es zu einer explosionsartigen Produktion von proinflammatorischen Zytokinen wie TNF-α IL-1β und anderen, wodurch die Bildung von molekülschädigenden reaktiven Sauerstoffspezies (freie Radikale) extrem übertrieben wird [1]. In schweren Fällen ist der Zytokinsturm für die offensichtlichsten Anzeichen einer COVID-19-Infektion verantwortlich, einschließlich Fieber, Lungenverletzungen, die Husten und Atemnot (und die langfristige Komplikation, Lungenfibrose) verursachen, sowie zum Todesfall führen.

Ein ursächlicher Faktor im Zusammenhang mit dem hyper-inflammatorischen Zustand der Immunzellen ist ihre Fähigkeit, ihren Stoffwechsel dramatisch zu verändern. Ähnlich wie Krebszellen in vielen soliden Tumoren geben Immunzellen wie Makrophagen/Monozyten unter entzündlichen Bedingungen die mitochondriale oxidative Phosphorylierung für die ATP-Produktion zugunsten der zytosolischen aeroben Glykolyse (auch als Warburg-Effekt bekannt) auf [2]. Diese Umstellung wird durch den Transkriptionsfaktor HIF-1α (Hypoxie-induzierbarer Faktor-1α) und die Serin/Threonin-Kinase, mTOR (Säugetier-Target von Rapamycin) und andere Proteine gesteuert. Die Umstellung auf aerobe Glykolyse ermöglicht es den Immunzellen, stark phagozytisch zu werden, die ATP-Produktion zu beschleunigen, ihren oxidativen Burst zu intensivieren und die reichlich vorhandenen Stoffwechselvorläufer bereitzustellen, die für eine verstärkte Zellproliferation und eine erhöhte Synthese und Freisetzung von Zytokinen erforderlich sind.