Що б Дарвін вважав найкращою адаптацією для захисту від коронавірусу? рольбос
Чарльз Дарвін популяризував концепцію виживання найсильніших як механізм, що лежить в основі природного відбору, який рухає еволюцію життя. Організми з генами, які краще підходять до навколишнього середовища, відбираються для виживання та передають їх наступному поколінню.
Таким чином, коли вибухає нова інфекція, якої світ ніколи не бачив, процес природного відбору починається все заново.
У контексті пандемії коронавірусу, хто є "придатним"?
Це складне питання. Але як імунологія Дослідники В Університеті Південної Кароліни можна сказати одне: зрозуміло: без ефективних варіантів лікування виживання проти коронавірусної інфекції повністю залежить від імунної відповіді пацієнта.
Ми працювали над тим, як імунна відповідь - меч з двома кінцями - з одного боку допомагає господареві боротися з інфекціями, а з іншого - завдає значної шкоди у вигляді аутоімунних захворювань.
Дарвін визнав, що зяблики з дзьобами, адаптованими до конкретних джерел їжі, наявних на острові, швидше виживають і передають свої гени наступному поколінню. Птахів з правими дзьобами визначали як найсильніших. Photos.com
Дві фази імунної відповіді
Імунна відповідь - це як автомобіль. Щоб безпечно дістатися до пункту призначення, потрібні як прискорювач (фаза 1), так і гальмо (2 фаза), які добре працюють. Невдача будь-якого може мати суттєві наслідки.
Ефективна імунна відповідь проти збудника інфекції полягає в делікатному балансі двох фаз дії. При нападі інфекційного агента організм починає фазу 1, яка сприяє запаленню - стан, при якому в місці зараження збираються різноманітні імунні клітини, щоб знищити збудника.
Далі йде фаза 2, під час якої імунні клітини, які називаються регуляторними Т-клітинами, пригнічують запалення, щоб заражені тканини могли повністю загоїтися. Дефіцит на першій фазі може дозволити неконтрольований ріст інфекційного агента, такого як вірус або бактерії. Дефект другої фази може спровокувати масивне запалення, пошкодження тканин та смерть.
Коронавірус заражає клітини, приєднуючись до рецептора, який називається ангіотензинперетворюючим ферментом 2 (ACE2), який присутній у багатьох тканинах у всьому організмі, включаючи дихальні шляхи та серцево-судинну систему. Ця інфекція запускає імунну відповідь фази 1, в якій В-клітини, що продукують антитіла, викачують нейтралізуючі антитіла, які можуть зв'язуватися з вірусом і не дають йому приєднатися до АСЕ2. Це гальмує вірус заражати більше клітин.
Під час 1 фази також виробляються імунні клітини цитокіни, група білків, які набирають інші імунні клітини, а також борються з інфекцією. Також до боротьби приєднуються вбивчі Т-клітини, які знищують заражені вірусом клітини, не даючи вірусу розмножуватися.
Якщо імунна система порушена і працює погано під час 1 фази, вірус може швидко розмножуватися. Люди з ослабленою імунною системою включають людей похилого віку, одержувачів трансплантації органів, пацієнтів з аутоімунними захворюваннями, онкологічних хворих, які проходять хіміотерапію, та осіб, народжених із імунодефіцитними захворюваннями. Багато з цих людей можуть не виробляти достатню кількість антитіл або вбивць Т-клітин для протидії вірусу, що дозволяє вірусу розмножуватися безперебійно і викликати важку інфекцію.
Молекулярна модель білка коронавірусного шипу (S) (червоний), пов'язаний з рецептором ангіотензин-перетворюючого ферменту 2 (АСЕ2) на клітині людини. Потрапивши всередину клітини, вірус використовує механізми клітин, щоб зробити більше копій. ФОТОБІБЛІОТЕКА ЮАН ГАЙТЕР / НАУКА
Травма легені внаслідок запалення
Збільшення реплікації SARS-CoV-2 викликає додаткові ускладнення в легенях та інших органах.
Зазвичай існує широке коло мікроорганізмів, як шкідливих, так і доброякісних, які живуть в гармонії в легенях. Однак, по мірі поширення коронавірусу, цілком ймовірно, що інфекція та запалення, що виникає, порушують цей баланс, дозволяючи шкідливим бактеріям, присутнім у легенях, домінувати. Це призводить до розвитку пневмонії, при якій повітряні мішечки легенів, які називаються альвеолами, наповнюються рідиною або гноєм, утрудняючи дихання.
Коли альвеоли, місця, де кисень всмоктується і викидається вуглекислий газ, заповнюються рідиною, є менше місця для поглинання кисню. ttsz / Гетті Зображення
Це запускає додаткове запалення в легенях, що призводить до синдрому гострого дихального дистрес (ARDS), який є спостерігається у третини пацієнтів із COVID-19. Імунна система, не в змозі контролювати вірусну інфекцію та інші виникаючі збудники в легенях, забезпечує ще більш сильну запальну реакцію, вивільняючи більше цитокінів, стан, відомий як «цитокінова буря».
На цьому етапі також є ймовірність, що імунна відповідь фази 2, спрямована на придушення запалення, не вдається і не може контролювати бурю цитокінів. Такі цитокінові бурі можуть викликати доброзичливий вогонь - руйнівні, корозійні хімічні речовини, призначені для руйнування заражених клітин, що виділяються імунними клітинами організму, що може призвести до серйозного ураження легенів та інших органів.
Крім того, оскільки АСЕ2 присутній у всьому організмі, Т-клітини-вбивці з фази 1 можуть знищувати заражені вірусом клітини в декількох органах, викликаючи більш широке знищення. Таким чином, пацієнти, які виробляють надлишкові цитокіни та Т-клітини, можуть померти від травм не тільки легенів, але й інших органів, таких як серце та нирки.
Баланс імунної системи
Наведений вище сценарій викликає декілька питань щодо профілактики та лікування COVID-19. Тому що більшість людей одужують від коронавірусної інфекції, цілком ймовірно, що вакцина, яка запускає нейтралізуючі антитіла та Т-клітини, блокує потрапляння вірусу в клітини та реплікацію, ймовірно, буде успішною. Запорука ефективної вакцини полягає в тому, що вона не викликає надмірне запалення.
Крім того, у пацієнтів, які переходять у більш важку форму, таку як ARDS та цитокінова буря, яка часто є летальною, є нагальна потреба у нових протизапальні препарати. Ці препарати можуть широко пригнічувати бурю цитокінів, не викликаючи надмірного придушення імунної відповіді, тим самим дозволяючи пацієнтам очищати коронавірус без пошкодження легенів та інших тканин.
Можливо, існує лише вузьке вікно можливостей, під час якого ці імунодепресивні засоби можна ефективно використовувати. Такі агенти не слід запускати на ранній стадії зараження, коли пацієнту потрібна імунна система для боротьби з інфекцією, але вона не може затримуватися занадто довго після розвитку АРДС, коли масивне запалення не може бути контрольованим. Це вікно протизапального лікування можна визначити, контролюючи рівень антитіл та цитокінів у пацієнтів.
Тоді з COVID-19 «найпридатнішими» є люди, які встановлюють нормальну імунну відповідь фази 1 та 2 фази. Це означає сильну імунну відповідь у фазі 1 для очищення первинної коронавірусної інфекції та гальмування її поширення в легенях. Тоді після цього слід досягти оптимальної реакції фази 2 для запобігання надмірного запалення у вигляді "цитокінової бурі".
Вакцини та протизапальні засоби повинні ретельно керувати цим делікатним балансуючим актом, щоб мати успіх.
З цим коронавірусом нелегко дізнатися, хто є найпридатнішими людьми. Це не обов'язково наймолодші, найсильніші чи атлетичні особи, які гарантовано виживають цей коронавірус. Найпридатнішими є ті, хто має "правильну" імунну відповідь, які можуть швидко очистити інфекцію, не піднімаючи надмірне запалення, яке може бути смертельним.
про автора
Пракаш Нагаркатті, віце-президент з досліджень та видатний професор Кароліна, Університет Південної Кароліни та Міцці Нагаркатті, кафедра Центру виявлення наркотиків раку SmartState, видатний професор та кафедра Кароліни, кафедра патології, мікробіології та імунології, Університет Південної Кароліни
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Схожі книги:
Тіло веде рахунок: мозок, розум і тіло в лікуванні травми
Бесселя ван дер Колка
Ця книга досліджує зв’язки між травмою та фізичним і психічним здоров’ям, пропонуючи ідеї та стратегії зцілення та відновлення.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Дихання: нова наука втраченого мистецтва
Джеймс Нестор
Ця книга досліджує науку та практику дихання, пропонуючи ідеї та методи покращення фізичного та психічного здоров’я.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Парадокс рослин: приховані небезпеки в «здорових» продуктах, які викликають хвороби та збільшення ваги
Стівен Р. Гандрі
Ця книга досліджує зв’язки між дієтою, здоров’ям і хворобою, пропонуючи ідеї та стратегії для покращення загального здоров’я та самопочуття.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Кодекс імунітету: нова парадигма справжнього здоров’я та радикальної боротьби зі старінням
Джоел Грін
Ця книга пропонує новий погляд на здоров’я та імунітет, спираючись на принципи епігенетики та пропонуючи ідеї та стратегії для оптимізації здоров’я та старіння.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Повний посібник із голодування: зцілюйте своє тіло за допомогою періодичного, іншого дня та тривалого голодування
доктора Джейсона Фунга та Джиммі Мура
Ця книга досліджує науку та практику голодування, пропонуючи ідеї та стратегії для покращення загального здоров’я та благополуччя.
