ปอดเป็นอวัยวะที่ได้รับผลกระทบมากที่สุดจากโควิด-19 เพราะไวรัสเข้าถึงเซลล์ตัวถูกเบียนผ่านเอนไซม์ angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) ซึ่งพบมากที่สุดเซลล์ถุงลมชนิดที่ 2 ของปอด[70] ไวรัสใช้ไกลโคโปรตีนผิวแบบพิเศษที่เรียก "สไปก์" (peplomer) เชื่อมต่อกับ ACE2 และเข้าสู่เซลล์ตัวถูกเบียน[71] ด้านหนึ่งมองว่าการเพิ่ม ACE2 โดยใช้ยายับยั้งตัวรับแองกิโอเทนซิน 2 อาจป้องกันโรคได้[72]

SARS-CoV-2 อาจทำให้เกิดทางเดินทางหายใจล้มเหลวโดยมีผลต่อก้านสมองเช่นเดียวกับไวรัสโคโรนาตัวอื่นที่พบว่ารุกล้ำระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) แม้ว่ามีการตรวจพบไวรัสในน้ำหล่อสมองและไขสันหลังในการชันสูตรพลิกศพ แต่กลไกการรุกล้ำ CNS ที่แน่ชัดยังไม่ชัดเจนและอาจเกี่ยวข้องกับการรุกล้ำเส้นประสาทส่วนปลายเนื่องจากในสมองมีระดับ ACE2 ต่ำ[73] ไวรัสยังมัผลต่ออวัยวะกระเพาะอาหารและลำไส้เนื่องจาก ACE2 มีการแสดงอยู่มากในเซลล์ต่อมของเยื่อบุกระเพาะอาหาร ลำไส้เล็กส่วนต้นและไส้ตรง[74]

ไวรัสสามารถทำให้เกิดการบาดเจ็บของกล้ามเนื้อหัวใจเฉียบพลัน และความเสียหายเรื้อรังต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด[75] พบการบาดเจ็บของหัวใจเฉียบพลันใน 12% ของผู้ติดเชื้อที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลในอู่ฮั่น ประเทศจีน[36] อัตราอาการระบบหัวใจและหลอดเลือดมีสูงสืบเนื่องจากการตอบสนองอักเสบทั่วร่างและโรคระบบภูมิคุ้มกันระหว่างการดำเนินโรค แต่การบาดเจ็บของกล้ามเนื้อหัวใจอาจมีความสัมพันธ์กับตัวรับ ACE2 ในหัวใจ[75]

รายงานระยะแรกแสดงว่าผู้ป่วยที่รับรักษาในโรงพยาบาลทั้งในประเทศจีนและนิวยอร์กถึง 30% มีการบาดเจ็บของไตบ้าง รวมทั้งผู้ไม่เคยมีปัญหาไตเดิม[76]

พยาธิวิทยาภูมิคุ้มกัน

แม้ว่า SARS-COV-2 มีการโน้มตอบสนองต่อเซลล์บุทางเดินหายใจที่แสดง ACE2 แต่ผู้ป่วยโควิด-19 รุนแรงมีอาการอักเสบมากเกินทั่วร่าง (systemic hyperinflammation) ข้อค้นพบทางห้องปฏิบัติการคลินิกที่มี IL-2, IL-7, IL-6, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), interferon-γ inducible protein 10 (IP-10), monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1), macrophage inflammatory protein 1-α (MIP-1α), และ tumour necrosis factor-α (TNF-α) สูงขึ้นบ่งชี้ถึงกลุ่มอาการจากการหลั่งไซโตไคน์ (CRS) เสนอว่ามีพยาธิวิทยาภูมิคุ้มกันพื้นเดิม[36]

นอกจากนี้ ผู้ป่วยโควิด-19 และกลุ่มอาการหายใจลำบากเฉียบพลัน (ARDS) มีไบโอมาร์กเกอร์ซีรัมซึ่งบ่งชี้ CRS คลาสสิก ได้แก่ ระดับซี-รีแอคทีฟ โปรตีน (CRP), แล็กเตดดีไฮโดรจีเนส (LDH), ดี-ไดเมอร์และเฟอร์ริตินสูง[77]