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Latin American Journal of Biotechnology and Life Sciences
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2022.07.02.7
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EndoCovid: Thyroid and adrenal hormonal alterations in a cohort of critically ill patients with COVID-19. A preliminary analysis
Jorge Luis Vélez-Páez1,2, Luis Cornejo-Loor1, Fernando Jara-González1
1.      Pablo Arturo Suárez Hospital, Critical Care Unit, Clinic Investigation Center. Quito – Ecuador.
2.      Central University of Ecuador, Faculty of Medical Science, Medicine School. Quito – Ecuador.
Corresponding author.jlvelez@uce.edu.ec
Available from: http://dx.doi.org/10.21931/RB/2022.07.02.7

 
Coronavirus disease 2019 (COVID-19) infection was primarily described as atypical pneumonia with severe respiratory disorders1, although the reported evidence revealed a condition of multisystemic impact over time. It maintains a variable respiratory severity that significantly affects other organs and systems, such as the vascular endothelium, the central nervous system, the heart, and many endocrine glands such as the thyroid, the adrenals, and the pancreas2. The impact of SARS-Cov-2 on the endocrine system is so frequent that specialists have coined the term "EndoCovid" to refer to the endocrinological disorders that occur during this disease and require special attention in post-COVID19 patients. 3. The universal distribution of the angiotensin 2 receptor (ACE-2), which is the proven gateway for the virus to enter our cells, makes the viral presence in glandular tissue possible and causes damage by three fundamental mechanisms: direct damage immunological mechanism and functional alteration4,5. Specifically, it has already been demonstrated with SARS-Cov-1 and currently with SARS-Cov-2, damage at the pituitary level6, with hypophysitis reported in autopsies7. This alteration leads to secondary hypopituitarism that must be considered for its diagnosis and treatment, emphasizing cortisol deficiency, which often debuts hyponatremia, a condition associated with a poor prognosis6. The virus can also cause direct damage to the thyroid (COVID-19-associated thyroiditis and post-COVID-19 or post-vaccination autoimmune thyroid pathology) and the adrenal glands, which is associated with severe forms of the disease although the impact of this disorder in outcomes such as mortality is not clear8. Several of the critically ill patients that we attended with a diagnosis of severe COVID-19 infection, who had overcome the hypoxemia, were noticed to worsen and died after day 10 of hospitalization. A non-pharmacological distributive shock with negative bacterial cultures was determined as their cause of death. Under this premise, we requested the adrenal and thyroid hormones dosage, observing a significant hormonal deficit. The subsequent compensation of the endocrine disorder meant a significant clinical improvement and even survival of patients whose clinical characteristics and severity scales pointed to a high probability of death. We present a series of 66 patients with severe COVID-19 infection, where 28 (42.4%) died, and 38 (57.6%) survived; the patient's average age was 47.74 years, with differences being observed when comparing by discharge condition (p-value 0.024, 51.79 years in non-survivors vs. 44.76 years in survivors); male predominance was observed 81.82%. (Table 1)
 


 
Table 1. Demographic characteristics by discharge condition.
         

 
Thyroid and adrenal alterations were observed in 59.09% and 68.18% of the patients. In addition, when comparing mortality between the presence or absence of thyroid and adrenal alterations, no significant differences were observed, which can be explained by the indicated hormonal replacement (adrenal and thyroid replacement were 63.64% and 62.12%, respectively). This would also explain the absence of difference in electrolyte disturbances, fever, eosinophil count and shock. Methylprednisolone was the primary corticosteroid used in adrenal hormone replacement (68.18%), and levothyroxine in thyroid replacement. The median number of days of mechanical ventilation was 8, while hospitalization stays was10 days. The hospital stay presented significant differences by discharge condition (p-value 0.049, 9 days in non-survivors vs. 12 days in survivors). (Table 2)
 


 
Tabla 2. Clinical characteristics by discharge condition
         

 
When comparing the median cortisol levels of COVID-19 patients at admission and 6 days later, significant differences were observed (p-value <0.001, 2.24 mcg/dL at admission vs 17.88 mcg/dL.at day 6). The data indicate that hormone replacement was effective in normalizing the adrenal profile. (Figure 1).

 
                                               
 
Figure 1. Comparison of cortisol at admission and six days later
 
 
 
When comparing the TSH values between patients with and without thyroid alteration, significant differences were observed (p-value <0.001, 0.26 μlU/mL for those with alteration vs. 1.11 μlU/mL for those without alteration) (Figure 2), but no significant differences were observed for T4 levels (Figure 3), which indicates that thyroid involvement is predominantly central in this series. Median cortisol values showed significant differences in the presence or absence of adrenal alteration (p-value <0.001, 2 mcg/dL in the presence of alteration vs. 17 mcg/dL in the absence). (Figure 4)
 


 
 
 
Figure 2. Comparison of TSH by presence or absence of thyroid alteration.
 

 
 
 
Figure 3. Comparison of T4 values in the presence or absence of thyroid alteration
 


 
 
 
Figure 4. Comparison of cortisol values in the presence or absence of adrenal alteration
 
 
CONCLUSIONS
 
-          Based on the above, we can infer that endocrinological alterations associated with COVID-19 infection are frequent and probably more prevalent in patients who progress to severe forms and develop distributive shock with unknown infectious or pharmacological causes.
 
-          The use of corticosteroids in patients with severe symptoms would be helpful for the management of the hyperinflammatory condition and control the adrenal insufficiency in these patients; however, further evidence is needed.
 
-          The data regarding thyroid hormone alterations are consistent with evidence reported worldwide, where the alteration of TSH is a distinctive characteristic of subacute thyroiditis due to COVID-19 infection.
 
We are waiting for the new publications to be written on this exciting topic.
 
                                  
 
REFERENCES.

 
1.      Gattinoni, L., Gattarello, S., Steinberg, I., Busana, M., Palermo, P., Lazzari, S., Romitti, F., Quintel, M., Meissner, K., Marini, J. J., Chiumello, D., & Camporota, L. (2021). COVID-19 pneumonia: pathophysiology and management. European Respiratory Review: An Official Journal of the European Respiratory Society, 30(162), 210138.
 
2.      Das, L., Dutta, P., Walia, R., Mukherjee, S., Suri, V., Puri, G. D., Mahajan, V., Malhotra, P., Chaudhary, S., Gupta, R., Jayant, S. S., Agrawal, K., Kumar, V., Sachdeva, N., Rastogi, A., Bhadada, S. K., Ram, S., & Bhansali, A. (2021). Spectrum of endocrine dysfunction and association with disease severity in patients with COVID-19: Insights from a cross-sectional, observational study. Frontiers in Endocrinology, 12, 645787.
 
3.      El impacto de la afectación metabólica del SARS-CoV-2 lleva a los especialistas a contemplar la existencia de una endo-COVID-19 - Medscape - 5 de nov de 2021.
 
4.      Garg, M. K., Gopalakrishnan, M., Yadav, P., & Misra, S. (2020). Endocrine involvement in COVID-19: Mechanisms, clinical features, and implications for care. Indian Journal of Endocrinology and Metabolism, 24(5), 381–386.
 
5.      Lisco, G., De Tullio, A., Stragapede, A., Solimando, A. G., Albanese, F., Capobianco, M., Giagulli, V. A., Guastamacchia, E., De Pergola, G., Vacca, A., Racanelli, V., & Triggiani, V. (2021). COVID-19 and the endocrine system: A comprehensive review on the theme. Journal of Clinical Medicine, 10(13), 2920.
 
6.      Vakhshoori, M., Heidarpour, M., Bondariyan, N., Sadeghpour, N., & Mousavi, Z. (2021). Adrenal insufficiency in Coronavirus disease 2019 (COVID-19)-infected patients without preexisting adrenal diseases: A systematic literature review. International Journal of Endocrinology, 2021, 2271514.
 
7.      Freire Santana, M., Borba, M. G. S., Baía-da-Silva, D. C., Val, F., Alexandre, M. A. A., Brito-Sousa, J. D., Melo, G. C., Queiroga, M. V. O., Leão Farias, M. E., Camilo, C. C., Naveca, F. G., Xavier, M. S., Monteiro, W. M., Augusto Pivoto João, G., Hajjar, L. A., Ordi, J., Lacerda, M. V. G., & Ferreira, L. C. L. (2020). Case report: Adrenal pathology findings in severe COVID-19: An autopsy study. The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene, 103(4), 1604–1607.
 
8.      Jeeyavudeen, M. S., Patrick, A. W., Gibb, F. W., & Dover, A. R. (2021). COVID-19 vaccine-associated subacute thyroiditis: an unusual suspect for de Quervain's thyroiditis. BMJ Case Reports, 14(11), e246425.


Received: 12 January 2022 / Accepted:  24 February 2022  / Published: date. 15 May 2022

Citation: Vélez-Páez J ,  Cornejo-Loor L, Jara-González F. EndoCovid: Thyroid and adrenal hormonal alterations in a cohort of critically ill patients with COVID-19. A preliminary analysis.Revis Bionatura 2022;7(2). 6. http://dx.doi.org/10.21931/RB/2022.07.02.7

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EndoCovid: alteraciones hormonales tiroideas y suprarrenales en una cohorte de pacientes críticamente enfermos con COVID-19. Un análisis preliminar
Jorge Luis Vélez-Páez1,2, Luis Cornejo-Loor1, Fernando Jara-González1
1.      Pablo Arturo Suárez Hospital, Critical Care Unit, Clinic Investigation Center. Quito – Ecuador.
2.      Central University of Ecuador, Faculty of Medical Science, Medicine School. Quito – Ecuador.
Corresponding author.jlvelez@uce.edu.ec
Available from: http://dx.doi.org/10.21931/RB/2022.07.02.7

 
 
Aunque la descripción inicial del COVID-19, se enfocó como una neumonía atípica con severos trastornos respiratorios1, con el tiempo y la evidencia reportada, se ha clarificado un estado de impacto multisistémico, que, aunque mantiene una severidad respiratoria variable, afecta de forma importante a órganos y sistemas, como el endotelio vascular, el sistema nervioso central, el corazón, glándulas como la tiroides, las suprarrenales, el páncreas, entre otros2.
 
El impacto del SARS-Cov-2 sobre el sistema endócrino es tan frecuente, que los especialistas han acuñado el término “EndoCovid”, para referirse a los trastornos endocrinológicos que se producen durante esta enfermedad y que requieren atención especial en los pacientes pos COVID-193.
 
La distribución universal del receptor de angiotensina 2 (ACE-2), que es la puerta demostrada de entrada del virus a nuestras células, hacen que la presencia viral en tejido glandular sea posible y produzca daño por tres mecanismos fundamentales: daño directo, mecanismo inmunológico y alteración funcional4,5.
 
Siendo específicos, está demostrado ya con el SARS-Cov-1 y actualmente con el SARS-Cov-2 el daño a nivel pituitario6, con hipofisitis reportadas en autopsias7, lo que lleva a un hipopituarismo secundario que debe tomarse en cuenta para su diagnóstico y tratamiento, con especial énfasis en el déficit de cortisol, que muchas veces debuta con hiponatremia, la misma que se asocia a un mal pronóstico6.
 
El virus también puede generar un daño directo a nivel de la tiroides (tiroiditis asociada al COVID-19 y patología tiroidea autoinmune pos COVID-19 o pos vacunal) y de las glándulas suprarrenales, que se asocia con formas graves de la enfermedad, aunque el impacto de este desorden en desenlaces como la mortalidad, no está claro8.
 
En varios de los pacientes críticos que atendíamos con diagnóstico de COVID-19 severo, que habían superado la hipoxemia que motivó su ingreso, notamos que empeoraban y fallecían luego del día 10 de hospitalización, su causa de muerte era un choque distributivo no farmacológico y con cultivos bacterianos negativos. Bajo esa premisa, empezamos a solicitar dosificación de hormonas suprarrenales y tiroideas, siendo muy llamativo un importante déficit hormonal, al compensar el trastorno endocrino, hubo mejoría clínica importante e incluso sobrevivencia de enfermos cuyas características clínicas y escalas de severidad apuntaban a alta probabilidad de fallecimiento.
 
Presentamos una serie de 66 pacientes con COVID-19 crítico, donde 28 (42,4%) habían fallecido y 38 (57,6%) sobrevivieron; la edad promedio de los pacientes fue de 47,74 años, observándose diferencias al comparar por condición de egreso con p-valor 0,024, donde las medias de edad fueron 51,79 años en no sobrevivientes vs 44,76 años en sobrevivientes; se observó predominio del sexo masculino 81,82%. (tabla 1)
 


 
Tabla 1. Características demográficas por condición de egreso
 
Se observó alteración tiroidea en 59,09% de los pacientes; asimismo la alteración suprarrenal fue de 68,18%. Al comparar la mortalidad entre presencia o ausencia de las alteraciones tiroides y suprarrenal no se observaron diferencias significativas, situación explicada seguramente por la reposición hormonal indicada (reposición suprarrenal y tiroidea fue de 63,64% y 62,12% respectivamente), esto también explicaría la ausencia de diferencia en alteraciones electrolíticas, fiebre, contaje de eosinófilos y choque.
 
En la reposición hormonal suprarrenal el principal corticoide utilizado fue metilprednisolona 68,18% y en la tiroidea se utilizó levotiroxina.
 
La mediana de días de ventilación mecánica fue de 8; mientras que la de estancia de hospitalización de 10 días. La estancia de hospitalización presentó diferencias significativas por condición de egreso con p-valor 0,049, donde las medianas fueron 9 días en no sobrevivientes vs 12 días en sobrevivientes. (tabla 2)
 


 
Tabla 2. Características clínicas por condición de egreso

Al comparar los niveles de cortisol al ingreso y a los 6 días de los pacientes COVID-19, se observó diferencias significativas con p-valor <0,001, donde las medianas de cortisol fueron 2,24 mcg/dL al ingreso vs 17,88 mcg/dL a los 6 días, dato que indica que la reposición hormonal fue efectiva, normalizando el perfil suprarrenal. (Figura 1)
 


 
Figura 1. Comparación de cortisol al ingreso y lo seis días.
 
Al comparar los valores de TSH entre pacientes con alteración o no tiroidea, se observó diferencias significativas con p-valor <0,001, siendo las medianas de 0,26 μlU/mL para quienes presentaron alteración vs 1,11 μlU/mL para la ausencia de la alteración (Figura 2), pero no se observaron diferencias significativas para los niveles de T4 (Figura 3), es decir parece que la afectación tiroidea es predominantemente central en esta serie. En cuanto a los valores de cortisol por alteración o no suprarrenal, se observó diferencias significativas con p-valor <0,001, siendo las medianas 2 mcg/dL para la presencia de la alteración vs 17 mcg/dL para la ausencia de la alteración. (Figura 4)
 

Figura 2. Comparación TSH por alteración o no tiroidea.

Figura 3. Comparación T4 por alteración o no tiroidea.


Figura 4. Comparación cortisol por alteración o no suprarrenal.
 

CONCLUSIONES
 
-          Con base en lo expuesto, podemos inferir que las alteraciones endocrinológicas asociadas al COVID-19 son frecuentes y probablemente más prevalentes en los enfermos que evolucionan a formas graves y que presentan choque distributivo con causas infecciosas o farmacológicas no identificadas.
 
-          Lo escrito nos permite hipotetizar, que la indicación de corticoides en pacientes con cuadros severos, no sería solamente para el manejo del cuadro hiperinflamatorio, sino también por la presencia de insuficiencia suprarrenal en estos pacientes, situación que deberá clarificarse con estudios con diseños adecuados para determinar causalidad a futuro.
 
-          Los datos encontrados en cuanto a las alteraciones hormonales tiroideas, se ajustan a lo reportado mundialmente, en dónde se habla de una tiroiditis subaguda por COVID-19, en dónde la alteración las alteraciones de la TSH son una característica distintiva.
 
Estamos en espera de las nuevas publicaciones que se escriban sobre éste interesante tópico.

REFERENCIAS
 
1.      Gattinoni, L., Gattarello, S., Steinberg, I., Busana, M., Palermo, P., Lazzari, S., Romitti, F., Quintel, M., Meissner, K., Marini, J. J., Chiumello, D., & Camporota, L. (2021). COVID-19 pneumonia: pathophysiology and management. European Respiratory Review: An Official Journal of the European Respiratory Society, 30(162), 210138.
 
2.      Das, L., Dutta, P., Walia, R., Mukherjee, S., Suri, V., Puri, G. D., Mahajan, V., Malhotra, P., Chaudhary, S., Gupta, R., Jayant, S. S., Agrawal, K., Kumar, V., Sachdeva, N., Rastogi, A., Bhadada, S. K., Ram, S., & Bhansali, A. (2021). Spectrum of endocrine dysfunction and association with disease severity in patients with COVID-19: Insights from a cross-sectional, observational study. Frontiers in Endocrinology, 12, 645787.
 
3.      El impacto de la afectación metabólica del SARS-CoV-2 lleva a los especialistas a contemplar la existencia de una endo-COVID-19 - Medscape - 5 de nov de 2021.
 
4.      Garg, M. K., Gopalakrishnan, M., Yadav, P., & Misra, S. (2020). Endocrine involvement in COVID-19: Mechanisms, clinical features, and implications for care. Indian Journal of Endocrinology and Metabolism, 24(5), 381–386.
 
5.      Lisco, G., De Tullio, A., Stragapede, A., Solimando, A. G., Albanese, F., Capobianco, M., Giagulli, V. A., Guastamacchia, E., De Pergola, G., Vacca, A., Racanelli, V., & Triggiani, V. (2021). COVID-19 and the endocrine system: A comprehensive review on the theme. Journal of Clinical Medicine, 10(13), 2920.
 
6.      Vakhshoori, M., Heidarpour, M., Bondariyan, N., Sadeghpour, N., & Mousavi, Z. (2021). Adrenal insufficiency in Coronavirus disease 2019 (COVID-19)-infected patients without preexisting adrenal diseases: A systematic literature review. International Journal of Endocrinology, 2021, 2271514.
 
7.      Freire Santana, M., Borba, M. G. S., Baía-da-Silva, D. C., Val, F., Alexandre, M. A. A., Brito-Sousa, J. D., Melo, G. C., Queiroga, M. V. O., Leão Farias, M. E., Camilo, C. C., Naveca, F. G., Xavier, M. S., Monteiro, W. M., Augusto Pivoto João, G., Hajjar, L. A., Ordi, J., Lacerda, M. V. G., & Ferreira, L. C. L. (2020). Case report: Adrenal pathology findings in severe COVID-19: An autopsy study. The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene, 103(4), 1604–1607.
 
8.      Jeeyavudeen, M. S., Patrick, A. W., Gibb, F. W., & Dover, A. R. (2021). COVID-19 vaccine-associated subacute thyroiditis: an unusual suspect for de Quervain’s thyroiditis. BMJ Case Reports, 14(11), e246425.

Received: 12 January 2022 / Accepted:  24 February 2022  / Published: date. 15 May 2022

Citation: Vélez-Páez J ,  Cornejo-Loor L, Jara-González F. EndoCovid: Thyroid and adrenal hormonal alterations in a cohort of critically ill patients with COVID-19. A preliminary analysis.Revis Bionatura 2022;7(2). 7. http://dx.doi.org/10.21931/RB/2022.07.02.7
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