Mitä Darwin piti parhaana sopeutumisena suojaamaan koronavirusta vastaan? rolboja
Charles Darwin popularisoi vaativimmankin selviytymisen käsitettä luonnollisen valinnan taustalla olevana mekanismina, joka ohjaa elämän kehitystä. Organismit, joiden geenit sopivat paremmin ympäristöön, valitaan selviytymistä varten ja siirtävät ne seuraavalle sukupolvelle.
Siten, kun uusi infektio, jota maailma ei ole koskaan nähnyt, puhkesi, luonnollinen valintaprosessi alkaa uudestaan.
Kuka on koronaviruspandemian yhteydessä ”vahvin”?
Tämä on haastava kysymys. Mutta immunologiana Tutkijat Etelä-Carolinan yliopistossa voidaan sanoa, että yksi asia on selvä: ilman tehokkaita hoitomuotoja, selviytyminen koronavirusinfektiota vastaan riippuu täysin potilaan immuunivasteesta.
Olemme työskennelleet miten immuunivaste on kaksiteräinen miekka - toisaalta auttaa isäntää taistelemaan infektioita vastaan, ja toisaalta aiheuttaa merkittäviä vaurioita autoimmuunisairauksien muodossa.
Darwin tunnusti, että saaret, joissa on nokka, joka on mukautettu saarella oleviin erityisiin ruokalähteisiin, selvisivät todennäköisemmin ja siirtävät geeninsä seuraavalle sukupolvelle. Linnut, joilla on oikeat nokat, määritettiin kovimmaksi. Photos.com
Immuunivasteen kaksi vaihetta
Immuunivaste on kuin auto. Saavuttaaksesi määränpään turvallisesti, tarvitset sekä kaasupolkimen (vaihe 1) että jarrun (vaihe 2), jotka toimivat hyvin. Epäonnistumisella voi olla merkittäviä seurauksia.
Tehokas immuunivaste tartunnanaiheuttajia vastaan on kahden toimintavaiheen herkkä tasapaino. Kun tarttuva tekijä hyökkää, elimistö aloittaa vaiheen 1, joka edistää tulehdusta - tilaa, jossa useat immuunisolut kerääntyvät infektiokohtaan tuhoamaan patogeenin.
Tätä seuraa vaihe 2, jonka aikana immuunisolut, joita kutsutaan säätely-T-soluiksi, tukahduttavat tulehduksen, jotta saastuneet kudokset voivat paraneda kokonaan. Ensimmäisen vaiheen puute voi sallia tartunta-aineen, kuten viruksen tai bakteerien, hallitsemattoman kasvun. Toisen vaiheen vika voi laukaista massiivisen tulehduksen, kudosvaurion ja kuoleman.
Koronavirus infektoi solut kiinnittymällä reseptoriin, jota kutsutaan angiotensiiniä konvertoivaksi entsyymiksi 2 (ACE2), jota on läsnä monissa kudoksissa koko kehossa, mukaan lukien hengitysteet ja sydän. Tämä infektio laukaisee vaiheen 1 immuunivasteen, jossa vasta-aineita tuottavat B-solut pumppaavat pois neutraloivia vasta-aineita, jotka voivat sitoutua virukseen ja estää sen kiinnittymisen ACE2: een. Tämä estää virusta tartuttamasta enemmän soluja.
Vaiheen 1 aikana immuunisolut tuottavat myös sytokiinien, ryhmä proteiineja, jotka rekrytoivat muita immuunisoluja ja taistelevat tartuntoja vastaan. Taisteluun liittyy myös tappaja-T-soluja, jotka tuhoavat viruksella tartunnan saaneet solut estäen viruksen replikoitumisen.
Jos immuunijärjestelmä on vaarantunut ja se toimii huonosti vaiheen 1 aikana, virus voi replikoitua nopeasti. Ihmisiä, joiden immuunijärjestelmä on heikentynyt, ovat ikääntyneet, elinsiirtojen vastaanottajat, autoimmuunisairaudet potilaat, kemoterapiassa käyvät syöpäpotilaat ja immuunikato-sairaudet syntyneet henkilöt. Monet näistä yksilöistä eivät ehkä tuota riittävästi vasta-aineita tai tappaja-T-soluja viruksen torjumiseksi, minkä ansiosta virus voi moninkertaistua tarkistamatta ja aiheuttaa vakavan tartunnan.
Koronaviruksen piikki (S) -proteiinin (punainen) molekyylimalli, joka on sitoutunut angiotensiiniä konvertoivaan entsyymi 2 (ACE2) -reseptoriin (sininen) ihmisen solussa. Kun solu on sisällä, virus käyttää solujen koneistoa tehdäkseen lisää kopioita itsestään. JUAN GAERTNER / TIETEEN KUVAKIRJA
Tulehduksesta johtuva keuhkovaurio
Lisääntynyt SARS-CoV-2: n replikaatio aiheuttaa lisäkomplikaatioita keuhkoissa ja muissa elimissä.
Normaalisti on laaja valikoima sekä haitallisia että hyvänlaatuisia mikro-organismeja, jotka elää harmonisesti keuhkoissa. Koronaviruksen leviäessä on kuitenkin todennäköistä, että infektio ja siitä aiheutuva tulehdus häiritsevät tätä tasapainoa, jolloin keuhkoissa olevat haitalliset bakteerit voivat hallita. Tämä johtaa keuhkokuumeen kehittymiseen, jossa keuhkojen ilmalaukut, nimeltään alveolit, täyttyvät nesteellä tai mätällä, mikä vaikeuttaa hengittämistä.
Kun alveolit, paikka, johon happi imeytyy ja hiilidioksidi karkotetaan, täytetään nesteellä, on vähemmän tilaa hapen absorboimiseksi. ttsz / Getty-kuvat
Tämä laukaisee lisää tulehduksia keuhkoissa, mikä johtaa akuuttiin hengitysvaikeusoireyhtymään (ARDS), joka on havaittu kolmanneksella COVID-19-potilaista. Immuunijärjestelmä, joka ei kykene hallitsemaan virusinfektiota ja muita keuhkoissa esiin tulevia patogeenejä, antaa vielä voimakkaamman tulehduksellisen vasteen vapauttamalla enemmän sytokiineja, tilaa, jota kutsutaan ”sytokiinimyrskyksi”.
Tässä vaiheessa on myös todennäköistä, että vaiheen 2 immuunivaste, jonka tarkoituksena on tukahduttaa tulehdus, epäonnistuu ja että se ei pysty hallitsemaan sytokiinimyrskyä. Tällaiset sytokiinimyrskyt voivat laukaista ystävällisen tulipalon - tuhoavia, syövyttäviä kemikaaleja, joiden tarkoituksena on tuhota kehon immuunisolujen vapauttamat tartunnan saaneet solut, mikä voi johtaa vakaviin vaurioihin keuhkoissa ja muissa elimissä.
Lisäksi koska ACE2: ta on läsnä koko kehossa, vaiheen 1 tappavat T-solut voivat tuhota viruksella tartunnan saaneet solut useiden elinten kautta aiheuttaen laajemman tuhoamisen. Siten potilaat, jotka tuottavat liiallisia sytokiinejä ja T-soluja, voivat kuolla vammojen ohella keuhkojen lisäksi myös muille elimille, kuten sydämelle ja munuaisille.
Immuunijärjestelmän tasapainottava teko
Yllä oleva skenaario herättää useita kysymyksiä COVID-19: n ehkäisystä ja hoidosta. Koska suurin osa ihmisistä toipuu koronavirusinfektiosta, on todennäköistä, että rokote, joka laukaisee neutraloivia vasta-aineita ja T-soluja estää viruksen pääsyn soluihin ja replikoitua, on todennäköisesti onnistunut. Avain tehokkaaseen rokotteeseen on, että se ei laukaise liiallista tulehdusta.
Lisäksi potilailla, jotka siirtyvät vaikeampaan muotoon, kuten ARDS ja sytokiinimyrsky, joka on usein tappava, tarvitaan pikaisesti uusia tulehduskipulääkkeet. Nämä lääkkeet voivat laajasti tukahduttaa sytokiinimyrskyn aiheuttamatta immuunivasteen liiallista tukahduttamista, mahdollistaen siten potilaiden puhdistaa koronaviruksen vahingoittamatta keuhkoja ja muita kudoksia.
Mahdollisuutta, että näitä immunosuppressiivisia aineita voidaan käyttää tehokkaasti, voi olla vain kapea ikkuna. Sellaisia aineita ei tule aloittaa infektion varhaisessa vaiheessa, kun potilas tarvitsee immuunijärjestelmää tartunnan torjumiseksi, mutta sitä ei voida viivyttää liian kauan ARDS-kehityksen jälkeen, kun massiivinen tulehdus on hallitsematon. Tämä anti-inflammatorisen hoidon ikkuna voidaan määrittää seuraamalla vasta-aine- ja sytokiinitasoja potilailla.
COVID-19: llä sitten "vahvin" on henkilöitä, joilla on normaali vaiheen 1 ja vaiheen 2 immuunivaste. Tämä tarkoittaa voimakasta immuunivastetta vaiheessa 1 primaarisen koronavirusinfektion poistamiseksi ja sen leviämisen estämiseksi keuhkoissa. Sitten tätä tulisi seurata optimaalinen vaiheen 2 vaste liiallisen tulehduksen estämiseksi "sytokiinimyrskynä".
Rokotteiden ja tulehduskipulääkkeiden on oltava menestyksekkäitä, jotta tätä herkkää tasapainotusta voidaan hoitaa huolellisesti.
Tällä koronaviruksella ei ole helppoa tietää, kuka on heikoin henkilö. Ei välttämättä ole nuorimpia, vahvinta tai urheilullisimpia yksilöitä, joille taataan selviävän tämä koronavirus. Kiinteimpiä ovat ne, joilla on ”oikea” immuunivaste, jotka voivat poistaa infektion nopeasti ilman, että muodostuu liiallista tulehdusta, joka voi olla tappava.
Author
Prakash Nagarkatti, tutkimusjohtaja ja arvostettu professori Carolina, University of South Carolina ja Mitzi Nagarkatti, SmartState: n syöpälääkekehityskeskuksen omistama puheenjohtaja, arvostettu professori Carolina ja patologian, mikrobiologian ja immunologian laitoksen puheenjohtaja, University of South Carolina
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat:
Keho pitää pisteet: Aivomieli ja keho trauman paranemisessa
esittäjä (t): Bessel van der Kolk
Tämä kirja tutkii trauman ja fyysisen ja henkisen terveyden välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita paranemiseen ja palautumiseen.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Breath: kadonneen taiteen uusi tiede
Kirjailija: James Nestor
Tämä kirja tutkii hengityksen tieteitä ja käytäntöjä ja tarjoaa oivalluksia ja tekniikoita fyysisen ja henkisen terveyden parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Kasviparadoksi: "terveellisten" elintarvikkeiden piilotetut vaarat, jotka aiheuttavat sairauksia ja painonnousua
Kirjailija: Steven R. Gundry
Tämä kirja tutkii ruokavalion, terveyden ja sairauksien välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Immunity Code: Uusi paradigma todelliselle terveydelle ja radikaalille ikääntymisen estämiselle
Kirjailija: Joel Greene
Tämä kirja tarjoaa uuden näkökulman terveyteen ja immuniteettiin, hyödyntäen epigenetiikan periaatteita ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita terveyden ja ikääntymisen optimoimiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Täydellinen opas paastoon: paranna kehosi jaksoittaisella, vuorotellen ja pitkällä paastolla
Tohtori Jason Fung ja Jimmy Moore
Tämä kirja tutkii paastoamisen tiedettä ja käytäntöä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
