Darwin sẽ cân nhắc điều gì thích nghi tốt nhất để bảo vệ chống lại coronavirus? robos

Charles Darwin đã phổ biến khái niệm sinh tồn mạnh mẽ nhất như một cơ chế làm cơ sở cho sự chọn lọc tự nhiên thúc đẩy sự tiến hóa của sự sống. Các sinh vật có gen phù hợp hơn với môi trường được chọn để sinh tồn và truyền chúng cho thế hệ tiếp theo.

Do đó, khi một bệnh nhiễm trùng mới mà thế giới chưa từng thấy trước khi phun trào, quá trình chọn lọc tự nhiên lại bắt đầu lại.

Trong bối cảnh đại dịch coronavirus, ai là người thích nhất?

Đây là một câu hỏi đầy thách thức. Nhưng như miễn dịch học nhà nghiên cứu tại Đại học South Carolina, chúng ta có thể nói một điều rõ ràng: Không có lựa chọn điều trị hiệu quả, sự sống sót chống lại nhiễm trùng coronavirus phụ thuộc hoàn toàn vào phản ứng miễn dịch của bệnh nhân.

Chúng tôi đã nghiên cứu làm thế nào để đáp ứng miễn dịch là con dao hai lưỡi - một mặt giúp vật chủ chống lại nhiễm trùng, mặt khác gây ra thiệt hại đáng kể dưới dạng các bệnh tự miễn.

Darwin nhận ra rằng chim sẻ có mỏ thích nghi với nguồn thức ăn cụ thể có trên đảo có nhiều khả năng sống sót và truyền gen của chúng cho thế hệ tiếp theo. Những con chim có mỏ phải được xác định là khỏe nhất. Ảnh.com

Hai giai đoạn của phản ứng miễn dịch

Phản ứng miễn dịch giống như một chiếc xe hơi. Để đến đích an toàn, bạn cần cả máy gia tốc (giai đoạn 1) và phanh (giai đoạn 2) đang hoạt động tốt. Thất bại trong một trong hai có thể có hậu quả đáng kể.

Một phản ứng miễn dịch hiệu quả chống lại một tác nhân truyền nhiễm nằm trong sự cân bằng tinh tế của hai giai đoạn hành động. Khi một tác nhân truyền nhiễm tấn công, cơ thể bắt đầu giai đoạn 1, điều này thúc đẩy quá trình viêm - một trạng thái trong đó một loạt các tế bào miễn dịch tập hợp tại vị trí nhiễm trùng để tiêu diệt mầm bệnh.

Tiếp theo là giai đoạn 2, trong đó các tế bào miễn dịch gọi là tế bào T điều tiết ức chế viêm để các mô bị nhiễm bệnh có thể chữa lành hoàn toàn. Sự thiếu hụt trong giai đoạn đầu tiên có thể cho phép sự phát triển không kiểm soát được của tác nhân truyền nhiễm, chẳng hạn như virus hoặc vi khuẩn. Một khiếm khuyết trong giai đoạn thứ hai có thể gây ra viêm lớn, tổn thương mô và tử vong.

Các coronavirus lây nhiễm các tế bào bằng cách gắn vào một thụ thể gọi là enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2), có mặt trong nhiều mô trên khắp cơ thể, bao gồm đường hô hấp và hệ tim mạch. Nhiễm trùng này kích hoạt phản ứng miễn dịch giai đoạn 1, trong đó các tế bào B sản xuất kháng thể bơm ra các kháng thể trung hòa có thể liên kết với virus và ngăn chặn nó gắn vào ACE2. Điều này ức chế virus lây nhiễm nhiều tế bào.

Trong giai đoạn 1, các tế bào miễn dịch cũng sản xuất cytokine, một nhóm các protein tuyển dụng các tế bào miễn dịch khác cũng như chống lại nhiễm trùng. Cùng tham gia cuộc chiến là các tế bào T sát thủ tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus, ngăn chặn virus nhân lên.

Nếu hệ thống miễn dịch bị tổn hại và hoạt động kém trong giai đoạn 1, virus có thể nhân lên nhanh chóng. Những người có hệ thống miễn dịch bị tổn thương bao gồm người già, người được ghép tạng, bệnh nhân mắc các bệnh tự miễn, bệnh nhân ung thư đang trải qua hóa trị liệu và những người sinh ra mắc bệnh suy giảm miễn dịch. Nhiều người trong số những người này có thể không sản xuất đủ kháng thể hoặc giết chết tế bào T để chống lại vi-rút, điều này cho phép vi-rút nhân lên không được kiểm soát và gây nhiễm trùng nặng.

Mô hình phân tử của protein coronavirus spike (S) (màu đỏ) liên kết với thụ thể enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2) (màu xanh) trên tế bào người. Khi ở trong tế bào, virus sử dụng máy móc của các tế bào để tạo ra nhiều bản sao của chính nó. JUAN GAERTNER / THƯ VIỆN HÌNH ẢNH KHOA HỌC

Tổn thương phổi do viêm

Sự sao chép của SARS-CoV-2 tăng lên gây ra các biến chứng bổ sung ở phổi và các cơ quan khác.

Thông thường, có một loạt các vi sinh vật, cả có hại và lành tính, sống hài hòa trong phổi. Tuy nhiên, khi coronavirus lây lan, có khả năng nhiễm trùng và viêm xảy ra sẽ phá vỡ sự cân bằng này, cho phép vi khuẩn có hại trong phổi thống trị. Điều này dẫn đến sự phát triển của viêm phổi, trong đó các túi khí của phổi, được gọi là phế nang, chứa đầy chất lỏng hoặc mủ, gây khó thở.

Khi phế nang, vị trí nơi oxy được hấp thụ và carbon dioxide bị thải ra, chứa đầy chất lỏng có ít không gian để hấp thụ oxy. hình ảnh ttsz / Getty

Điều này gây ra viêm thêm ở phổi, dẫn đến Hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS), đó là thấy ở một phần ba số bệnh nhân COVID-19. Hệ thống miễn dịch, không thể kiểm soát nhiễm virus và các mầm bệnh mới nổi khác trong phổi, tạo ra phản ứng viêm thậm chí còn mạnh hơn bằng cách giải phóng nhiều cytokine, một tình trạng được gọi là cơn bão cytokine.

Ở giai đoạn này, cũng có khả năng đáp ứng miễn dịch giai đoạn 2 nhằm mục đích ngăn chặn tình trạng viêm không thành công và không thể kiểm soát cơn bão cytokine. Những cơn bão cytokine như vậy có thể kích hoạt lửa thân thiện - hóa chất phá hủy, ăn mòn có nghĩa là tiêu diệt các tế bào bị nhiễm bệnh được giải phóng bởi các tế bào miễn dịch của cơ thể có thể dẫn đến tổn thương nghiêm trọng đến phổi và các cơ quan khác.

Ngoài ra, do ACE2 có mặt khắp cơ thể, các tế bào T sát thủ từ giai đoạn 1 có thể phá hủy các tế bào bị nhiễm virus trên nhiều cơ quan, gây ra sự phá hủy lan rộng hơn. Do đó, những bệnh nhân sản xuất quá nhiều cytokine và tế bào T có thể chết vì chấn thương không chỉ ở phổi mà còn ở các cơ quan khác như tim và thận.

Hành động cân bằng của hệ thống miễn dịch

Kịch bản trên đặt ra một số câu hỏi liên quan đến việc phòng ngừa và điều trị COVID-19. Bởi vì phần lớn mọi người phục hồi sau khi nhiễm coronavirus, có khả năng vắc-xin kích hoạt kháng thể trung hòa và tế bào T để ngăn chặn vi-rút xâm nhập vào tế bào và sao chép có khả năng thành công. Chìa khóa của một loại vắc-xin hiệu quả là nó không gây ra tình trạng viêm quá mức.

Ngoài ra, ở những bệnh nhân chuyển sang dạng nặng hơn như ARDS và cơn bão cytokine, thường gây tử vong, có một nhu cầu cấp thiết cho tiểu thuyết thuốc chống viêm. Những loại thuốc này có thể ngăn chặn cơn bão cytokine một cách rộng rãi mà không gây ra sự ức chế quá mức đáp ứng miễn dịch, do đó cho phép bệnh nhân loại bỏ coronavirus mà không làm tổn thương phổi và các mô khác.

Có thể chỉ có một cửa sổ cơ hội hẹp trong đó các chất ức chế miễn dịch này có thể được sử dụng một cách hiệu quả. Các tác nhân như vậy không nên được bắt đầu ở giai đoạn đầu của nhiễm trùng khi bệnh nhân cần hệ thống miễn dịch để chống lại nhiễm trùng, nhưng nó không thể bị trì hoãn quá lâu sau khi phát triển ARDS, khi tình trạng viêm không thể kiểm soát được. Cửa sổ điều trị chống viêm này có thể được xác định bằng cách theo dõi nồng độ kháng thể và cytokine ở bệnh nhân.

Với COVID-19, sau đó, F festest nhất là những cá nhân có phản ứng miễn dịch giai đoạn 1 và giai đoạn 2 bình thường. Điều này có nghĩa là một phản ứng miễn dịch mạnh mẽ trong giai đoạn 1 để loại bỏ nhiễm trùng coronavirus chính và ức chế sự lây lan của nó trong phổi. Sau đó, điều này nên được theo sau bởi một phản ứng giai đoạn 2 tối ưu để ngăn chặn tình trạng viêm quá mức dưới dạng cơn bão cytokine.

Vắc xin và phương pháp điều trị chống viêm cần quản lý cẩn thận hành động cân bằng tinh tế này để thành công.

Với coronavirus này, không dễ để biết ai là cá thể khỏe mạnh nhất. Nó không nhất thiết là những cá nhân trẻ nhất, mạnh nhất hoặc lực lưỡng nhất được đảm bảo sống sót sau coronavirus này. Những người khỏe mạnh nhất là những người có phản ứng miễn dịch với quyền của Google, người có thể loại bỏ nhiễm trùng nhanh chóng mà không bị viêm quá mức, có thể gây tử vong.

Giới thiệu về Tác giả

Prakash Nagarkatti, Phó Chủ tịch Nghiên cứu và Giáo sư Xuất sắc Carolina, Đại học Nam Carolina và Mitzi Nagarkatti, Chủ tịch của SmartState phú cho Trung tâm Khám phá Thuốc điều trị Ung thư, Giáo sư và Chủ tịch xuất sắc của Carolina, Khoa Bệnh học, Vi sinh và Miễn dịch học, Đại học Nam Carolina

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

Cơ thể ghi điểm: Bộ não và cơ thể trong quá trình chữa lành chấn thương

bởi Bessel van der Nikol

Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chấn thương với sức khỏe thể chất và tinh thần, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để chữa lành và phục hồi.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

Hơi thở: Khoa học mới về nghệ thuật đã mất

bởi James Nestor

Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành thở, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và kỹ thuật để cải thiện sức khỏe thể chất và tinh thần.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

Nghịch lý thực vật: Nguy cơ tiềm ẩn trong thực phẩm "lành mạnh" gây bệnh và tăng cân

của Steven R. Gundry

Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chế độ ăn uống, sức khỏe và bệnh tật, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

Mã miễn dịch: Mô hình mới cho sức khỏe thực sự và chống lão hóa triệt để

bởi Joel Greene

Cuốn sách này đưa ra một quan điểm mới về sức khỏe và khả năng miễn dịch, dựa trên các nguyên tắc biểu sinh và đưa ra những hiểu biết sâu sắc cũng như chiến lược để tối ưu hóa sức khỏe và lão hóa.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

Hướng dẫn hoàn chỉnh về nhịn ăn: Chữa lành cơ thể thông qua nhịn ăn gián đoạn, luân phiên và kéo dài

bởi Tiến sĩ Jason Fung và Jimmy Moore

Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành nhịn ăn, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng