Apa yang akan dianggap Darwin sebagai penyesuaian terbaik untuk melindungi terhadap coronavirus? rolbos
Charles Darwin mempopularkan konsep survival of the fittest sebagai mekanisme yang mendasari pemilihan semula jadi yang mendorong evolusi kehidupan. Organisma dengan gen yang lebih sesuai dengan alam sekitar dipilih untuk kelangsungan hidup dan menyebarkannya ke generasi seterusnya.
Oleh itu, apabila jangkitan baru yang belum pernah terjadi sebelumnya di dunia, proses pemilihan semula jadi bermula lagi.
Dalam konteks pandemi koronavirus, siapakah yang paling "tepat"?
Ini adalah soalan yang mencabar. Tetapi sebagai imunologi penyelidik di University of South Carolina, kita dapat mengatakan satu perkara yang jelas: Tanpa pilihan rawatan yang berkesan, kelangsungan hidup terhadap jangkitan koronavirus bergantung sepenuhnya pada tindak balas imun pesakit.
Kami telah berusaha bagaimana tindak balas imun adalah pedang bermata dua - di satu pihak membantu tuan rumah untuk melawan jangkitan, sementara di sisi lain menyebabkan kerosakan yang ketara dalam bentuk penyakit autoimun.
Darwin menyedari bahawa sirip dengan paruh yang disesuaikan dengan sumber makanan tertentu yang ada di sebuah pulau lebih cenderung bertahan dan meneruskan gen mereka ke generasi berikutnya. Burung dengan paruh yang tepat didefinisikan sebagai yang paling sesuai. Photos.com
Dua fasa tindak balas imun
Tindak balas imun seperti kereta. Untuk sampai ke destinasi dengan selamat, anda memerlukan pemecut (fasa 1) dan brek (fasa 2) yang berfungsi dengan baik. Kegagalan dalam kedua-duanya boleh membawa kesan yang besar.
Tindak balas imun yang berkesan terhadap agen berjangkit bergantung pada keseimbangan dua fasa tindakan. Apabila agen berjangkit menyerang, tubuh memulakan fasa 1, yang mendorong keradangan - keadaan di mana pelbagai sel imun berkumpul di lokasi jangkitan untuk memusnahkan patogen.
Ini diikuti oleh fasa 2, di mana sel-sel kekebalan yang disebut sel T regulator menekan peradangan sehingga jaringan yang dijangkiti dapat sembuh sepenuhnya. Kekurangan pada fasa pertama boleh menyebabkan pertumbuhan agen berjangkit yang tidak terkawal, seperti virus atau bakteria. Kecacatan pada fasa kedua boleh mencetuskan keradangan besar, kerosakan tisu dan kematian.
Coronavirus menjangkiti sel dengan melekat pada reseptor yang disebut enzim penukar angiotensin 2 (ACE2), yang terdapat di banyak tisu di seluruh badan, termasuk saluran pernafasan dan sistem kardiovaskular. Jangkitan ini memicu tindak balas imun fasa 1, di mana sel-B penghasil antibodi mengeluarkan antibodi peneutralan yang dapat mengikat virus dan menghalangnya daripada melekat pada ACE2. Ini menghalang virus daripada menjangkiti lebih banyak sel.
Semasa fasa 1, sel-sel imun juga menghasilkan sitokin, sekumpulan protein yang merekrut sel-sel imun lain serta melawan jangkitan. Juga bergabung dalam pertarungan adalah sel T pembunuh yang memusnahkan sel-sel yang dijangkiti virus, mencegah virus dari meniru.
Sekiranya sistem kekebalan tubuh terganggu dan berfungsi dengan buruk semasa fasa 1, virus dapat merebak dengan cepat. Orang dengan sistem kekebalan tubuh yang terganggu termasuk orang tua, penerima transplantasi organ, pesakit dengan penyakit autoimun, pesakit kanser yang menjalani kemoterapi dan individu yang dilahirkan dengan penyakit imunodefisiensi. Sebilangan besar individu ini mungkin tidak menghasilkan antibodi yang cukup atau sel T pembunuh untuk melawan virus, yang membolehkan virus membiak tanpa diperiksa dan menyebabkan jangkitan yang teruk.
Model molekul protein coronavirus spike (S) (merah) terikat pada reseptor enzim 2 penukar angiotensin (ACE2) (biru) pada sel manusia. Sebaik sahaja berada di dalam sel, virus menggunakan mesin sel untuk membuat lebih banyak salinannya sendiri. PERPUSTAKAAN FOTO JUAN GAERTNER / SAINS
Kecederaan paru-paru akibat keradangan
Peningkatan replikasi SARS-CoV-2 mencetuskan komplikasi tambahan pada paru-paru dan organ lain.
Biasanya, terdapat pelbagai mikroorganisma, berbahaya dan jinak, yang hidup secara harmoni di paru-paru. Namun, ketika coronavirus menyebar, kemungkinan jangkitan dan keradangan yang berlaku akan mengganggu keseimbangan ini, yang memungkinkan bakteria berbahaya yang ada di paru-paru mendominasi. Ini membawa kepada perkembangan radang paru-paru, di mana kantung udara paru-paru, yang disebut alveoli, dipenuhi dengan cairan atau nanah, sehingga sukar untuk bernafas.
Apabila alveoli, lokasi di mana oksigen diserap dan karbon dioksida dikeluarkan, diisi dengan cairan, maka ruang yang lebih sedikit untuk menyerap oksigen kurang. ttsz / Getty Images
Ini mencetuskan keradangan tambahan di paru-paru, menyebabkan Sindrom Gangguan Pernafasan Akut (ARDS), yang dilihat pada sepertiga pesakit COVID-19. Sistem kekebalan tubuh, tidak dapat mengendalikan jangkitan virus dan patogen lain yang muncul di paru-paru, menimbulkan tindak balas keradangan yang lebih kuat dengan melepaskan lebih banyak sitokin, suatu keadaan yang dikenal sebagai "ribut sitokin."
Pada tahap ini, kemungkinan tindak balas imun fasa 2 yang bertujuan untuk menekan keradangan gagal dan tidak dapat mengawal ribut sitokin. Ribut sitokin seperti itu dapat mencetuskan api yang ramah - bahan kimia yang merosakkan dan menghakis yang bertujuan untuk memusnahkan sel-sel yang dijangkiti yang dilepaskan oleh sel-sel imun badan yang boleh menyebabkan kerosakan teruk pada paru-paru dan organ-organ lain.
Juga, kerana ACE2 ada di seluruh tubuh, sel T pembunuh dari fasa 1 dapat memusnahkan sel yang dijangkiti virus di beberapa organ, menyebabkan pemusnahan yang lebih meluas. Oleh itu, pesakit yang menghasilkan sitokin dan sel T yang berlebihan boleh mati akibat kecederaan bukan sahaja pada paru-paru tetapi juga pada organ lain seperti jantung dan buah pinggang.
Peranan keseimbangan sistem imun
Senario di atas menimbulkan beberapa persoalan mengenai pencegahan dan rawatan COVID-19. Kerana ia majoriti orang pulih dari jangkitan coronavirus, kemungkinan vaksin yang memicu peneutralan antibodi dan sel T untuk menyekat virus masuk ke dalam sel dan meniru kemungkinan akan berjaya. Kunci vaksin yang berkesan adalah bahawa ia tidak mencetuskan keradangan yang berlebihan.
Selain itu, pada pesakit yang beralih ke bentuk yang lebih teruk seperti ARDS dan ribut sitokin, yang sering mematikan, terdapat keperluan mendesak untuk novel ubat anti-radang. Ubat-ubatan ini secara meluas dapat menekan ribut sitokin tanpa menyebabkan penekanan tindak balas imun yang berlebihan, sehingga memungkinkan para pesakit membersihkan koronavirus tanpa kerusakan pada paru-paru dan tisu lain.
Mungkin hanya ada peluang sempit di mana agen imunosupresif ini dapat digunakan dengan berkesan. Ejen semacam itu tidak boleh dimulakan pada tahap awal infeksi ketika pasien memerlukan sistem kekebalan tubuh untuk melawan infeksi, tetapi tidak dapat ditunda terlalu lama setelah pengembangan ARDS, ketika keradangan besar tidak terkawal. Tingkap rawatan anti-radang ini dapat ditentukan dengan memantau tahap antibodi dan sitokin pada pesakit.
Oleh itu, dengan COVID-19, yang paling sesuai adalah individu yang mempunyai tindak balas imun fasa 1 dan fasa 2 yang normal. Ini bermaksud tindak balas imun yang kuat pada fasa 1 untuk membersihkan jangkitan koronavirus utama dan menghalang penyebarannya di paru-paru. Maka ini harus diikuti dengan tindak balas fasa 2 yang optimum untuk mencegah keradangan berlebihan dalam bentuk "ribut sitokin."
Rawatan vaksin dan anti-radang perlu menguruskan tindakan penyeimbangan yang halus ini untuk berjaya.
Dengan coronavirus ini, tidak mudah untuk mengetahui siapa individu yang paling tepat. Bukan semestinya individu termuda, terkuat atau paling atletik yang dijamin dapat bertahan dalam coronavirus ini. Yang paling menarik adalah mereka yang mempunyai tindak balas imun yang “betul” yang dapat membersihkan jangkitan dengan cepat tanpa menimbulkan keradangan yang berlebihan, yang dapat mematikan.
Tentang Pengarang
Prakash Nagarkatti, Naib Presiden Penyelidikan dan Profesor terkenal Carolina, University of South Carolina dan Mitzi Nagarkatti, Ketua Pusat Penemuan Dadah Kanser, SmartState Endowed, Profesor dan Kerusi Cemerlang Carolina, Jurusan Patologi, Mikrobiologi dan Imunologi, University of South Carolina
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Badan Mengekalkan Skor: Otak Minda dan Badan dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini meneroka hubungan antara trauma dan kesihatan fizikal dan mental, menawarkan pandangan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Nafas: Sains Baharu Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini meneroka sains dan amalan pernafasan, menawarkan pandangan dan teknik untuk meningkatkan kesihatan fizikal dan mental.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
The Plant Paradox: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sihat" Yang Menyebabkan Penyakit dan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini meneroka kaitan antara diet, kesihatan dan penyakit, menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kod Kekebalan: Paradigma Baharu untuk Kesihatan Sebenar dan Anti-Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baharu tentang kesihatan dan imuniti, menggunakan prinsip epigenetik dan menawarkan pandangan serta strategi untuk mengoptimumkan kesihatan dan penuaan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Panduan Lengkap Puasa: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Selang Selang, Hari Bergantian dan Berpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini meneroka sains dan amalan berpuasa yang menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
