Wat sou Darwin beskou as die beste aanpassing om die koronavirus te beskerm? rolbos
Charles Darwin het die konsep van oorlewing van die sterkstes gewild gemaak as 'n meganisme onderliggend aan die natuurlike seleksie wat die evolusie van die lewe dryf. Organismes met gene wat beter by die omgewing geskik is, word gekies vir oorlewing en word oorgedra aan die volgende geslag.
Dus, wanneer 'n nuwe infeksie wat die wêreld nog nooit gesien het nie, uitbreek, begin die proses van natuurlike seleksie weer.
In die konteks van die coronavirus-pandemie, wie is die 'fiksste'?
Dit is 'n uitdagende vraag. maar as immunologie navorsers aan die Universiteit van Suid-Carolina kan ons sê dat een ding duidelik is: sonder effektiewe behandelingsopsies hang die oorlewing van die koronavirusinfeksie heeltemal af van die immuunrespons van die pasiënt.
Ons het gewerk aan die immuunrespons is 'n tweesnydende swaard - enersyds om die gasheer te help om infeksies te beveg, en andersyds aansienlike skade in die vorm van outo-immuun siektes.
Darwin het besef dat vinkies met snawels wat aangepas is by die spesifieke voedselbronne wat op 'n eiland teenwoordig is, waarskynlik meer sou oorleef en hul gene na die volgende geslag sou oordra. Voëls met die regte snawels is gedefinieer as die fiksste. Photos.com
Die twee fases van die immuunrespons
Die immuunrespons is soos 'n motor. Om veilig by 'n bestemming uit te kom, het u 'n versneller (fase 1) en 'n rem (fase 2) nodig wat goed funksioneer. Mislukking in een van die twee kan aansienlike gevolge hê.
'N Effektiewe immuunrespons teen 'n aansteeklike middel berus op die delikate balans van twee fases van werking. Wanneer 'n aansteeklike middel aanval, begin die liggaam fase 1, wat inflammasie bevorder - 'n toestand waarin 'n verskeidenheid immuunselle op die plek van infeksie bymekaarkom om die patogeen te vernietig.
Dit word gevolg deur fase 2 waartydens immuunselle, wat regulatoriese T-selle genoem word, inflammasie onderdruk, sodat die besmette weefsels heeltemal kan genees. 'N Tekort aan die eerste fase kan onbeheerde groei van die aansteeklike middel, soos 'n virus of bakterieë, toelaat. 'N Defek in die tweede fase kan geweldige ontsteking, weefselskade en die dood veroorsaak.
Die koronavirus besmet selle deur te heg aan 'n reseptor genaamd die angiotensien-omskakelende ensiem 2 (ACE2), wat in baie weefsels in die hele liggaam voorkom, insluitend die asemhalingskanaal en die kardiovaskulêre stelsel. Hierdie infeksie veroorsaak 'n immuunrespons van fase 1, waarin die teenliggaamproduserende B-selle neutraliseer teenliggaampies wat aan die virus kan bind en voorkom dat dit aan ACE2 heg. Dit belemmer dat die virus meer selle besmet.
Gedurende fase 1 produseer die immuunselle ook sitokiene, 'n groep proteïene wat ander immuunselle werf, asook infeksie beveg. Moordenaar-T-selle wat ook die virus-besmette selle vernietig, verhoed en voorkom dat die virus herhaal.
As die immuunstelsel in die gedrang kom en tydens fase 1 swak werk, kan die virus vinnig repliseer. Mense met immuunstelsels wat in die gedrang is, is bejaardes, orgaanoorplantingsontvangers, pasiënte met outo-immuun siektes, kankerpasiënte wat chemoterapie ondergaan en individue wat gebore is met immuungebreksiektes. Baie van hierdie individue produseer moontlik nie genoeg teenliggaampies of moordenaar-T-selle om die virus teen te werk nie, waardeur die virus ongemerk vermeerder en 'n ernstige infeksie kan veroorsaak.
Molekulêre model van 'n koronavirusspik (S) proteïen (rooi) gebind aan 'n angiotensien-omskakelende ensiem 2 (ACE2) reseptor (blou) op 'n menslike sel. Sodra hy in die sel is, gebruik die virus die masjinerie van die selle om meer kopieë van homself te maak. JUAN GAERTNER / WETENSKAPFOTO BIBLIOTEEK
Longbesering as gevolg van inflammasie
Verhoogde replikasie van SARS-CoV-2 veroorsaak addisionele komplikasies in die longe en ander organe.
Normaalweg is daar 'n wye verskeidenheid mikroörganismes, skadelik en goedaardig, wat in harmonie in die longe leef. Namate die koronavirus egter versprei, is dit waarskynlik dat die balans en ontsteking wat hierdeur ontstaan, hierdie balans sal ontwrig, waardeur skadelike bakterieë in die longe kan oorheers. Dit lei tot die ontwikkeling van longontsteking, waarin die lugsakke van die longe, genaamd alveoli, gevul word met vloeistof of etter, waardeur dit moeilik is om asem te haal.
Wanneer die alveoli, die plek waar suurstof opgeneem word en koolstofdioksied verdryf word, gevul is met vloeistof, is daar minder ruimte om suurstof op te neem. ttsz / Getty Images
Dit veroorsaak addisionele ontsteking in die longe, wat lei tot akute respiratoriese noodsindroom (ARDS), wat gesien by 'n derde van die COVID-19 pasiënte. Die immuunstelsel, wat nie virusinfeksie en ander opkomende patogene in die longe kan beheer nie, is 'n nog sterker inflammatoriese reaksie deur meer sitokiene vry te stel, 'n toestand bekend as 'sitokienstorm'.
Op hierdie stadium is dit waarskynlik ook dat die fase 2 immuunrespons wat gerig is op die onderdrukking van inflammasie misluk en nie die sitokiene storm kan beheer nie. Sulke sitokiene storms kan vriendelike vuur veroorsaak - vernietigende, korrosiewe chemikalieë wat bedoel is om besmette selle wat deur die immuunselle van die liggaam vrygestel word, te vernietig, wat kan lei tot ernstige skade aan die longe en ander organe.
Omdat ACE2 deur die hele liggaam teenwoordig is, kan die moordenaar T-selle uit fase 1 virus-geïnfekteerde selle oor veelvuldige organe vernietig, wat meer wydverspreide vernietiging veroorsaak. Pasiënte wat oormatige sitokiene en T-selle produseer, kan dus nie net aan die longe nie, maar ook aan ander organe soos die hart en niere sterf.
Die balansering van die immuunstelsel
Bogenoemde scenario wek verskeie vrae rakende voorkoming en behandeling van COVID-19. Omdat die meerderheid mense herstel van koronavirusinfeksie, is dit waarskynlik dat 'n entstof wat neutraliserende teenliggaampies en T-selle aktiveer om die virus in die selle te belemmer en te repliseer waarskynlik sal wees. Die sleutel tot 'n effektiewe entstof is dat dit nie oormatige inflammasie veroorsaak nie.
Boonop is daar by pasiënte wat oorgaan na 'n meer ernstige vorm soos ARDS en sitokienstorm, wat dikwels dodelik is, 'n dringende behoefte aan nuwe anti-inflammatoriese middels. Hierdie middels kan die sitokienstorm breedweg onderdruk sonder om oormatige onderdrukking van immuunrespons te veroorsaak, waardeur die pasiënte die koronavirus kan skoonmaak sonder om skade aan die long en ander weefsels te veroorsaak.
Daar kan slegs 'n nou geleentheid wees waartydens hierdie immuunonderdrukkende middels effektief gebruik kan word. Sulke middels moet nie op 'n vroeë stadium van infeksie begin word as die pasiënt die immuunstelsel nodig het om die infeksie te beveg nie, maar dit kan nie te lank vertraag word na die ontwikkeling van ARDS nie, wanneer die groot ontsteking onbeheerbaar is. Hierdie venster van anti-inflammatoriese behandeling kan bepaal word deur die teenliggaampie en sitokienvlakke by pasiënte te monitor.
Met COVID-19 is die 'fiksste' individue wat 'n normale fase 1 en fase 2 immuunrespons het. Dit beteken 'n sterk immuunrespons in fase 1 om die primêre koronavirusinfeksie skoon te maak en die verspreiding daarvan in die longe te belemmer. Dan moet dit gevolg word deur 'n optimale fase 2-respons om oormatige ontsteking in die vorm van 'n sitokienstorm te voorkom.
Entstowwe en anti-inflammatoriese behandelings moet hierdie delikate balans optree om suksesvol te wees.
Met hierdie coronavirus is dit nie maklik om te weet wie die fiksste individue is nie. Dit is nie noodwendig die jongste, sterkste of atletiekste individue wat die koronavirus sal oorleef nie. Die sterkste is dié met die 'regte' immuunrespons wat die infeksie vinnig kan opruim sonder om oormatige ontsteking, wat dodelik kan wees, op te doen.
Oor Die Skrywer
Prakash Nagarkatti, vise-president vir navorsings- en uitnemende professor in Carolina, Universiteit van Suid-Carolina en Mitzi Nagarkatti, voorsitter van SmartState van die sentrum vir die ontdekking van kanker, medisyne in Carolina, as vooraanstaande voorsitter, departement patologie, mikrobiologie en immunologie, Universiteit van Suid-Carolina
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
Verwante Boeke:
Die liggaam hou die telling: brein gees en liggaam in die genesing van trauma
deur Bessel van der Kolk
Hierdie boek ondersoek die verbande tussen trauma en fisiese en geestelike gesondheid, en bied insigte en strategieë vir genesing en herstel.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Asem: Die nuwe wetenskap van 'n verlore kuns
deur James Nestor
Hierdie boek verken die wetenskap en praktyk van asemhaling, en bied insigte en tegnieke vir die verbetering van fisiese en geestelike gesondheid.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die plantparadoks: die verborge gevare in "gesonde" kosse wat siektes en gewigstoename veroorsaak
deur Steven R. Gundry
Hierdie boek ondersoek die verbande tussen dieet, gesondheid en siekte, en bied insigte en strategieë vir die verbetering van algehele gesondheid en welstand.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die immuniteitskode: die nuwe paradigma vir werklike gesondheid en radikale anti-veroudering
deur Joel Greene
Hierdie boek bied 'n nuwe perspektief op gesondheid en immuniteit, met die beginsels van epigenetika en bied insigte en strategieë vir die optimalisering van gesondheid en veroudering.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die volledige gids tot vas: genees jou liggaam deur intermitterende, alternatiewe dag en verlengde vas
deur Dr Jason Fung en Jimmy Moore
Hierdie boek verken die wetenskap en praktyk van vas en bied insigte en strategieë vir die verbetering van algehele gesondheid en welstand.
