Informace

11. E: Vrozená imunita (cvičení) - biologie


Toto jsou domácí cvičení doprovázející Kaiserovu textovou mapu „Mikrobiologie“. Mikrobiologie je studium mikroorganismů, které jsou definovány jako jakýkoli mikroskopický organismus, který obsahuje buď jednu buňku (jednobuněčnou), shluky buněk nebo žádnou buňku vůbec (acelulární). Patří sem eukaryoty, jako jsou houby a protisty, a prokaryoty. Viry a priony, i když nejsou striktně klasifikovány jako živé organismy, jsou také studovány.

11.1: Vrozený imunitní systém: Přehled

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Neklikejte na odpovědi a napište je. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Popište, co se rozumí následujícím:
    1. vrozená imunita
    2. adaptivní (získaná) imunita (ans)
  2. Definujte následující:
    1. antigen (ans)
    2. molekulární vzory související s patogenem nebo PAMP (ans)
    3. epitop (ans)
  3. Více možností (ans)

11.2: Obranné buňky v krvi: Leukocyty

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Jaký je rozdíl mezi CBC a diferenciálním počtem leukocytů? (ans)
  2. Osoba má zvýšený počet bílých krvinek s zvýšeným počtem neutrofilů ve formě pásů. Jaký to má význam? (ans)
  3. Přiřaďte následující popisy a funkce k typu leukocytů:

    _____ Důležité fagocyty; 54%-75% leukocytů; granule se špatně barví; produkují enzymy pro syntézu bradykininů a prostaglandinů, které podporují zánět. (ans)

    _____ Schopný fagocytózy, ale primárně extracelulárně zabíjí mikroorganismy a parazitické červy; 1%-4% leukocytů; velké granule barví červeně; vylučují leukotrieny a prostaglandiny k podpoře zánětu. (ans)

    _____ Není důležité při fagocytóze; velké granule barví purpurově modře; 0% -1% leukocytů; uvolňují histamin, leukotrieny a prostaglandiny k podpoře zánětu. (ans)

    _____ Důležité při fagocytóze a pomoc při adaptivních imunitních reakcích; produkují cytokiny; 4%-8% leukocytů; když opouštějí krev a vstupují do tkáně, rozlišují se na makrofágy a dendritické buňky. (ans)

    _____ Zprostředkovat humorální imunitu (tvorba protilátek); mít na svém povrchu receptory B-buněk (BCR) pro rozpoznávání antigenu; diferencovat na plazmatické buňky vylučující protilátky. (ans)

    _____ Regulujte adaptivní imunitní reakce produkcí cytokinů; mají na svém povrchu molekuly CD4 a TCR pro rozpoznávání antigenu. (ans)

    _____ Zajistěte imunitu zprostředkovanou buňkami; mít na svém povrchu molekuly CD8 a TCR pro rozpoznávání antigenu; diferencovat na cytotoxické T-lymfocyty (CTL). (ans)

    _____ lymfocyty, kterým chybí receptory B-buněk a receptory T-buněk; usmrcujte buňky, ke kterým se navázala protilátka IgG, stejně jako lidské buňky postrádající na svém povrchu molekuly MHC-I. (ans)

    1. B-lymfocyty
    2. T4-lymfocyty
    3. T8-lymfocyty
    4. NK buňky
    5. bazofily
    6. neutrofily
    7. eozinofily
    8. monocyty
  4. Uveďte, na jaký typ buněčných monocytů se vstupuje do tkáně. (ans)
  5. Vícenásobná volba (ans)

11.3: Obranné buňky v tkáni: Dendritické buňky, makrofágy a žírné buňky

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Uveďte 3 různé funkce makrofágů v obraně těla.
    1. (ans)
    2. (ans)
    3. (ans)
  2. Pojmenujte buňky ve tkáni, jejichž primární funkcí je prezentace antigenu naivním T-lymfocytům. (ans)
  3. Pojmenujte buňky ve tkáni, jejichž primární funkcí je prezentace antigenu efektorovým T-lymfocytům. (ans)
  4. Uveďte primární funkci žírných buněk v obraně těla. (ans)
  5. Vícenásobná volba (ans)

11.3A: Antimikrobiální enzymy a antimikrobiální peptidy

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Vhodný

    ____ Nachází se v slzách, sliznicích, slinách, plazmě, tkáňovém moku atd .; štěpí peptidoglykan. (ans)

    ____ Protein produkovaný epiteliálními buňkami kůže a sliznice. Dva peptidy produkované štěpením tohoto proteinu jsou přímo toxické pro různé mikroorganismy. (ans)

    ____ Enzym, který proniká bakteriální buněčnou stěnou a hydrolizuje fosfolipidy v bakteriální cytoplazmatické membráně. (ans)

    ____ Krátké kationtové peptidy, které jsou přímo toxické narušením cytoplazmatické membrány různých mikroorganismů, což způsobuje únik buněčných potřeb. Také aktivují buňky pro zánětlivou reakci. (ans)

    1. lysozym
    2. fosfolipáza A2
    3. defensiny
    4. katelicidiny
    5. laktotransferrin a transferin

11.3B: Doplňkový systém

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Stručně popište, jak je aktivována klasická cesta komplementu. (ans)
  2. Spojte následující:

    _____ Doplňte bílkoviny, které vyvolávají zánět (ans)

    _____ Doplňte proteiny, které chemotakticky přitahují fagocyty na místo infekce. (ans)

    _____ Doplňte proteiny, které podporují připojení antigenů k fagocytům (vylepšené připojení nebo opsonizace. (ans)

    _____ Doplňte proteiny, které způsobují lýzu gramnegativních bakterií a lidských buněk vykazujících cizí epitopy. (ans)

    1. komplex membránových útoků (MAC)
    2. C5a. a v menší míře C3a a C4a.
    3. C3b a v menší míře C4b.
    4. C5a
  3. Stručně popište, jak je aktivována dráha lektinového komplementu. (ans)
  4. Stručně popište, jak je aktivována alternativní cesta komplementu. (ans)
  5. Vícenásobná volba (ans)

11.3C: Anatomické bariéry infekce, mechanické odstraňování mikrobů a bakteriální antagonismus normální tělesné mikrobioty

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Popište, co se rozumí anatomickými bariérami infekce. (ans)
  2. Uveďte 4 způsoby, jakými může tělo fyzicky odstranit mikroorganismy nebo jejich produkty. (ans)
  3. Popište, jak bakteriální antagonismus normální mikrobioty působí jako nespecifický mechanismus obrany těla. (ans)
  4. Vícenásobná volba (ans)

11.4: Early Induced Innate Immunity

11.3A: Molekulární vzorce spojené s patogenem (PAMP) a molekulové vzory spojené s nebezpečím (DAMP)

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Uveďte funkci molekulárních vzorců spojených s patogenem, které se týkají vrozené imunity. (ans)
  2. Pojmenujte alespoň 5 PAMPS spojených s bakteriemi. (ans)
  3. Pojmenujte alespoň 2 PAMPS spojené s viry. (ans)
  4. Definujte DAMP. (ans)
  5. PAMP a DAMP s možností výběru (ans)

11.3B: Receptory rozpoznávání vzorů (PRR)

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Uveďte funkci následujících, které se týkají vrozené imunity.
    1. molekulární vzorce spojené s patogeny (ans)
    2. receptory rozpoznávání vzorů (ans)
    3. receptory rozpoznávající endocytový vzor (ans)
    4. receptory rozpoznávající signální vzor (ans)
    5. molekulární vzorce spojené s nebezpečím
    6. receptory rozpoznávání nebezpečí (ans)
    7. zánětlivý (ans)
  2. Stručně popište hlavní rozdíl mezi účinkem cytokinů produkovaných v reakci na PAMP, které se vážou na PRR signalizující buněčný povrch a endozomální PRR. (ans)
  3. Multiple Choice (PRR) (ans)

11.3C: Cytokiny důležité při vrozené imunitě

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Spojte následující:

    _____ Cytokiny, které podporují zánět tím, že umožňují bílým krvinkám přilnout k vnitřnímu povrchu cév, migrovat z cév do tkáně a být chemotakticky přitahovány k poraněnému nebo infikovanému místu. (ans)

    _____ Cytokiny, které zabraňují replikaci viru, aktivují různé buňky důležité pro obranu těla a vykazují určitou protinádorovou aktivitu. (ans)

    _____ Široká škála mezibuněčných regulačních proteinů produkovaných mnoha různými buňkami v těle, které v konečném důsledku kontrolují každý aspekt obrany těla. Cytokiny aktivují a deaktivují fagocyty a imunitní obranné buňky, zvyšují nebo snižují funkce různých imunitních obranných buněk a podporují nebo inhibují různé nespecifické obrany těla. (ans)

    1. lysozym
    2. chemokiny
    3. cytokiny
    4. interferony
    5. lidské beta-defensiny
  2. Popište konkrétně, jak jsou interferony typu I schopné blokovat replikaci viru v infikované hostitelské buňce. (ans)
  3. Vícenásobná volba (ans)

11.3D: Škodlivé efekty spojené s abnormálními reakcemi receptoru pro rozpoznávání vzorů, variace ve vrozených cestách imunitní signalizace a/nebo hladiny produkce cytokinů

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Stručně popište dva konkrétní příklady toho, jak může nesprávně fungující PRR vést ke zvýšenému riziku konkrétní infekce nebo nemoci.
    1. (ans)
    2. (ans)

Otázky I.

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Stručně popište roli následujících, které se týkají fagocytózy:
    1. zánět (ans)

    2. lymfatické uzliny (ans)

    3. lymfatické uzliny

    4. slezina (ans)

  2. Vícenásobná volba (ans)

Otázky II

  1. Popište následující kroky při fagocytóze:
    1. aktivace (ans)

    2. chemotaxe (ans)

    3. příloha (nevylepšená i vylepšená) (ans)

    4. požití (ans)

    5. zničení (ans)

  2. Uveďte, co se stane, když jsou buď fagocyty zahlceny mikroby, nebo ulpívají na buňkách, aby mohly být fagocytovány. (ans)
  3. Většina destrukce tkáně pozorovaná během mikrobiálních infekcí se týká ______________________. (ans)
  4. Vícenásobná volba (ans)

11.3F: Přírodní zabíječské buňky (NK buňky) a invariantní přírodní zabíječské T-lymfocyty (buňky iNKT)

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Vhodný

    _____ Rozpoznat stresem indukované molekuly jako MICA a MICB na povrchu nádorových buněk nebo infikovaných buněk. (ans)

    _____ Rozpoznat MHC-I molekuly obvykle přítomné na všech jaderných buňkách těla. (ans)

    _____ Mechanismus, kterým buňky NK zabíjejí nádorové buňky a infikované buňky. (ans)

    1. Apoptóza, programovaná buněčná sebevražda
    2. Receptory aktivující zabijáky
    3. Receptory inhibující zabijáky
  2. Epitopy glykolipidových antigenů jsou rozpoznávány iNKT lymfocyty podle jejich _______. (ans)
  3. Buňky iNKT podporují vrozenou i adaptivní imunitu a mohou také regulovat imunitní reakce prostřednictvím ____________, které produkují, jakmile jsou aktivovány. (ans)
  4. Vícenásobná volba (ans)

11,3G: Zánět

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Popište následující termíny zánětu:
    1. mechanismus zánětu (ans)
    2. výhody úniku plazmy (ans)
    3. výhody diapedézy (ans)
    4. léčení (ans)
  2. Stručně popište proces diapedézy s uvedením role následujících:
    1. P-selektiny (ans)
    2. integriny (ans)
    3. adhezivní molekuly (ans)
  3. Stručně popište problémy, které vznikají při chronickém zánětu. (ans)
  4. Vícenásobná volba (ans)

11.3H: Nutriční imunita

Studie materiál v této sekci a poté vypracovat odpovědi na tyto otázky. Ne stačí kliknout na odpovědi a napsat je. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Uveďte tři různé způsoby, jak tělo zbavuje mikroorganismy železa.
    1. (ans)
    2. (ans)
    3. (ans)

11.3I: Horečka

  1. Popište mechanismus, který stojí za horečkou. (ans)
  2. Uveďte 2 výhody horečky.
    1. (ans)
    2. (ans)

11.3J: Akutní fázová odpověď

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

  1. Stručně popište mechanismus reakce na akutní fázi. (ans)
  2. Protein akutní fáze, který se váže na fosfolipidy v mikrobiálních membránách, přilepuje micobe na fagocyty a aktivuje klasickou cestu komplementu, je ___________________. (ans)
  3. Protein akutní fáze, který se váže na manózu v mikrobiálních stěnách, přilepuje micobe na fagocyty a aktivuje dráhu lektinu, je ___________________. (ans)
  4. Vícenásobná volba (ans)

11,3K: Intraepiteliální T-lymfocyty a B-1 buňky

Prostudujte si materiál v této části a poté napište odpovědi na tyto otázky. Toto nebude testovat vaše porozumění tomuto kurzu.

_____ Tyto buňky mají omezenou rozmanitost antigenních receptorů, které zpočátku produkují třídu molekuly protilátky zvanou IgM proti běžným polysacharidovým a lipidovým antigenům mikrobů a proti PAMP bakterií, které napadají tělesné dutiny. (ans)

_____ Tyto buňky mají omezenou rozmanitost antigenních receptorů, které rozpoznávají molekuly spojené s epiteliálními buňkami, ale exprimují se pouze tehdy, jsou -li tyto buňky stresovány nebo infikovány. Tyto buňky zabíjejí vyvoláním apoptózy, programované buněčné sebevraždy. (ans)

  1. gama: delta T-lymfocyty
  2. alfa: beta T-lymfocyty
  3. Buňky B-1
  4. buňky marginální zóny B

β 𠄁,3/1,6 ‐Glukany a imunita: nejmodernější a budoucí směry

Vrozený imunitní systém reaguje rychle a nespecificky na imunologické hrozby, zánět je součástí této reakce. Následuje pomalejší, ale cílená a specifická odpověď nazývaná adaptivní nebo získaná imunitní odpověď. Objevují se nové důkazy, že dietní složky, včetně kvasinek ‐ derivovaných β ‐glucans, mohou pomoci obraně hostitele před patogeny modulací zánětlivé a antimikrobiální aktivity neutrofilů a makrofágů. Vrozený imunitní trénink se týká nově rozpoznaného jevu, kdy sloučeniny mohou vnucovat a imunizovat vrozené imunitní buňky, takže biologie prekurzorů monocytů a makrofágů je změněna tak, aby vyvolala účinnější imunologickou odpověď. Přestože byly provedeny různé studie na lidech, stále existuje velká nejistota a jsou zapotřebí další studie, aby se plně objasnil vztah mezi suplementací β ‐glucanu a lidskou imunitní funkcí. Tato recenze nabízí up ‐to �te report o kvasinkách �rived β ‐glucans jako imunomodulátorech, včetně stručného přehledu současného paradigmatu týkajícího se interakce β ‐glucans s imunitním systémem. Rovněž je přezkoumána nedávná předklinická práce, která částečně dešifruje způsob účinku, a nejnovější důkazy z pokusů na lidech. Podle pre 𠄌linical studies, β 𠄁,3/1,6 ‐glucan odvozený z pekařských kvasinek může nabídnout zvýšené imunologické ‐ dohled, ačkoli lidské důkazy jsou slabší než ty získané z pre 𠄌linical studií.


Nové chápání toho, jak se imunitní systém liší podle pohlaví a mění se s věkem

Není žádným tajemstvím, že naše funkce imunitního systému klesá s věkem, což může starší lidi učinit náchylnějšími k různým virovým a bakteriálním patogenům včetně COVID-19. Role sexu ve stárnutí imunitního systému však není dobře pochopena. Studie podporovaná NIA se blíže podívala na to, jak se načasování a míra změn souvisejících se stárnutím imunitního systému u mužů a žen liší, a zjistila, jak se jednotlivé imunitní charakteristiky liší, jak stárneme.

Na základě svých předchozích studií o tom, jak stárnutí ovlivňuje imunitu, se tým vedený vědci z The Jackson Laboratory, Farmington, Connecticut podíval hlouběji do základních molekulárních a genetických mechanismů, které stály za rozdílem pohlaví v imunitě v různých fázích života. Jejich zjištění byla zveřejněna v časopise Komunikace přírody.

Tým zkoumal imunitní buňky na bázi krve u 172 zdravých dospělých dobrovolníků (81 mužů a 91 žen) ve věku od 22 do 93 let s ohledem na vyvážení pohlaví, indexu tělesné hmotnosti, skóre křehkosti a dalších zdravotních atributů k vytvoření tří věkově založené skupiny: mladí (méně než 41 let), středního věku (mezi 41 a 64) a starší (nad 65 let) Také provedli genetické analýzy, aby sledovali, jak exprese různých genů ovlivňuje imunitní funkci v průběhu času.

U obou pohlaví došlo ke změnám ve frekvenci a aktivitě různých typů imunitních buněk s věkem, jako je pokles různých typů bílých krvinek, včetně T buněk (pojmenovaných proto, že dozrávají v brzlíku), monocytů (vytvořených v kostní dřeni), a cytotoxické buňky (které zabíjejí poškozené, infikované nebo rakovinné buňky). Ztráta T-buněk je obzvláště důležitá, protože jsou buňkami odpovědnými za identifikaci cizího patogena a za směrování adaptivní imunitní reakce těla k vytvoření ochranné imunitní odpovědi. Nedávné studie ukázaly, že pokles T-buněk je spojen se zvýšenou závažností infekcí COVID19, zejména u starších pacientů.

Další důležité zjištění se týkalo četnosti B buněk typu bílých krvinek životně důležitých pro produkci protilátek v reakci na patogeny. Ženy vykazovaly v B buňkách malé změny související s věkem, ale B buňky starších mužů vykazovaly velkou ztrátu dostupnosti chromatinu, což souvisí s tím, jak jsou vlákna DNA navinuta a organizována, což naznačuje pokles funkce B-buněk. Tyto změny byly vytrvale výraznější u mužů než u žen v jinak dobře sladěných studijních skupinách.

Tým studoval posuny vzorců imunitního systému v různých životních fázích a našel dvě odlišná období rychlé genomové změny: jedno se objevilo koncem 30. až počátkem 40. let u obou pohlaví a druhé, ke kterému došlo později v životě a bylo zjištěno, že je jiné mezi pohlavími. Muži tuto fázi obvykle zažili na počátku 60. let, zatímco ženy tyto změny prodělaly později v životě koncem 60. až 70. let. Míra změny byla navíc u žen menší. Tato pětiletá mezera úzce odpovídá průměrnému rozdílu délky života mezi ženami (81,6 let) a muži (76,9 roku) ve Spojených státech, uvedli vědci a došlo zhruba 12 až 15 let před koncem průměrné délky života.

Rozdíly v buňkách imunitního systému mezi muži a ženami byly nejzřetelnější po 65. roce. Starší ženy měly aktivnější B a T buňky, které jsou součástí adaptivního imunitního systému těla, který působí pomaleji než okamžitá reakce na poranění nebo nemoc, ale poté dochází při generování dlouhodobé rezistence na konkrétní patogeny. Naopak starší muži měli větší aktivitu vrozeném imunitním systému-tělní nespecifické, ale obranné síle rychlejší reakce.

Tato zjištění týkající se toho, jak a kdy se změny imunitního systému liší u mužů a žen, by mohla být potenciálně užitečná pro lepší přizpůsobení klinické péče na základě pohlaví a životního stádia, uvedli vědci. Výsledky by také mohly pomoci informovat budoucí výzkum o vývoji potenciálních léčebných postupů pro posílení funkce imunitního systému u starších jedinců. Data ze studie jsou k dispozici online na https://immune-aging.jax.org.

Tento výzkum byl částečně financován grantem NIH GM124922 a granty NIA R01 AG052608, R01 AI142086 a UH2 AG056925NIA.

Odkaz: Márquez EJ, et al. Sexuální dimorfismus ve stárnutí lidského imunitního systému. Komunikace přírody. 202011 (1): 751. doi: 10,1038/s41467-020-14396-9.


Reference

Bornstein SR, Dalan R, Hopkins D, Mingrone G, Boehm BO. Endokrinní a metabolická souvislost s koronavirovou infekcí. Nat Rev Endocrinol. 202016: 297–8.

Nieman DC, Wentz LM. Poutavé spojení mezi fyzickou aktivitou a obranným systémem těla. J Sport Health Sci. 20198: 201–17.

Sharman JE, Smart NA, Coombes JS, Stowasser M. Cvičení a sportovní vědy australská pozice stojan aktualizace cvičení a hypertenze. J Hum Hypertens. 201933: 837–43.

Boutten A, Goven D, Artaud-Macari E, Boczkowski J, Bonay M. NRF2 cílení: slibná terapeutická strategie u chronické obstrukční plicní nemoci. Trends Mol Med. 201117: 363–71.

Orliaguet L, Dalmas E, Drareni K, Venteclef N, Alzaid F. Mechanismy polarizace makrofágů v inzulínové signalizaci a citlivosti. Přední endokrinol (Lausanne). 202011: 62.

Rodriguez-Iturbe B, Pons H, Johnson RJ. Role imunitního systému při hypertenzi. Physiol Rev. 201797: 1127–64.

Piqueras L, Sanz MJ. Obchodování s angiotensinem II a leukocyty: nové poznatky pro starý vaskulární mediátor. Role redoxních signálních cest. Zdarma Radic Biol Med. 2020157: 38–54.

Johansen MY, MacDonald CS, Hansen KB, Karstoft K, Christensen R, Pedersen M, et al. Vliv intenzivní intervence životního stylu na kontrolu glykémie u pacientů s diabetem 2. typu: randomizovaná klinická studie. JAMA. 2017318: 637–46.

Pedersen BK. Protizánětlivé účinky cvičení: role při cukrovce a kardiovaskulárních chorobách. Eur J Clin Invest. 201747: 600–11.

Jesus I, Herrera NA, Andreo JC, Santos CF, Amaral SL. Trénink působí proti mikrovaskulární vzácnosti vyvolané DEX zlepšením rovnováhy mezi apoptotickými a angiogenními proteiny. Steroidy. 2020156: 108573.

Weinberg SE, Sena LA, Chandel NS. Mitochondrie v regulaci vrozené a adaptivní imunity. Imunita. 201542: 406–17.

Liepinsh E, Makarova E, Plakane L, Konrade I, Liepins K, Videja M, et al. Cvičení s nízkou intenzitou stimuluje bioenergetiku a zvyšuje oxidaci tuků v mitochondriích krevních mononukleárních buněk ze sedavých dospělých. Physiol Rep. 20208: e14489.

Wen CP, Wai JP, Tsai MK, Yang YC, Cheng TY, Lee MC a kol. Minimální množství fyzické aktivity pro snížení úmrtnosti a prodloužení délky života: prospektivní kohortová studie. Lanceta. 2011378: 1244–53.

Wu S, Ma C, Yang Z, Yang P, Chu Y, Zhang H a kol. Hygienické chování spojené s onemocněním podobným chřipce u dospělých v Pekingu v Číně: velký průzkum založený na populaci. PLOS ONE. 201611: e0148448.

Wong CM, Lai HK, Ou CQ, Ho SY, Chan KP, Thach TQ a kol. Je cvičení ochranné proti úmrtnosti spojené s chřipkou? PLOS ONE. 20083: e2108.

Khomich OA, Kochetkov SN, Bartosch B, Ivanov AV. Redoxní biologie respiračních virových infekcí. Viry. 201810: 392.

Vargas-Mendoza N, Morales-González Á, Madrigal-Santillán EO, Madrigal-Bujaidar E, Álvarez-González I, García-Melo LF, et al. Antioxidační a adaptivní reakce zprostředkovaná Nrf2 během fyzického cvičení. Antioxidant (Basilej). 20198: 196.

Bonay M, Deramaudt TB. Nrf2: nový pohled na buněčnou apoptózu. Cell Death Dis. 20156: e1897.


Základy imunologie: Vrozená imunita a funkce B-buněk

Kurz 1 ze tří kurzů se specializací Základy imunologie. Každý kurz ve specializaci představuje materiál, který navazuje na materiál z předchozího kurzu a#x27s.

Toto je první etapa třídílné cesty obranou, kterou vaše tělo používá, aby vás udrželo zdravé. V této části doufáme, že vám poskytneme slovní zásobu a pojmy, které potřebujete k interakci s lékařskou komunitou, a poskytnete je v kontextu, který je učiní nezapomenutelnými. Základy imunologie seznamuje studenty se základními funkcemi adaptivního a vrozeného imunitního systému. Rané přednášky zkoumají buňky, tkáně a orgány pomocí metafor, karikatur a modelů ke zlepšení porozumění a udržení. Po popisu formy, funkce, původu a odrůd protilátek poskytují následující přednášky podrobnosti o mechanismu generování variací. Kurz poskytuje animace přeskupování genů a přepínání tříd a popisy afinitní maturace korelované s podrobnými fyzikálními modely struktury protilátek. Závěrečná přednáška hodnotí tyto pojmy v anatomickém kontextu. Testování využívá otázky s výběrem odpovědí, testování faktů, konceptů a uplatňování zásad. Otázky se mohou týkat diagramů, kreseb a fotografií použitých při přednášce a reprodukovaných v osnově. Co se dozvíte: Rozdíl mezi adaptivním a vrozeným imunitním systémem, charakteristika různých patogenů, před kterými vás chrání, a celkové strategie použité v této ochraně. Podrobná struktura protilátek a příbuzných imunoglobulinových receptorů, vlastnosti a funkce různých tříd protilátek a mechanismus produkce jak rozpoznávacích oblastí, tak kmenových oblastí. Nakonec, jak jsou tyto struktury kódovány v DNA a exprimovány v B buňkách.


Při remodelaci obezity

AT je vysoce dynamická tkáň, která je přestavěna na základě energetické rovnováhy organismu. Právě plasticita AT je nezbytná pro udržení metabolické homeostázy bez ohledu na to, zda je exogenní energie bohatá nebo vzácná. Reakce AT na metabolické podněty je do značné míry založena na koordinaci mezi různými typy rezidentních buněk včetně preadipocytů, adipocytů, imunitních buněk, vaskulárních buněk a fibroblastů. Expanze a kontrakce vlastní adipocytům během přebytku energie respektive hladomoru jsou snímány místními stromálními a imunitními buňkami, které podporují metabolicky aktivní parenchymální buňky (např. Adipocyty) v homeostatickém okruhu. Ačkoli je k udržení harmonie tkáně zavedena složitá intratissue koordinace mezi parenchymálními a stromálními buňkami, systém je náchylný k maladaptaci ve stresu, jako je dlouhodobá nadměrná výživa a následná obezita. V tomto ohledu je aberantní hypertrofie adipocytů ústředním rysem AT dysfunkce indukované obezitou tím, že překračuje kompenzační mechanismy, jako je vaskulární expanze, modifikace extracelulární matrix, nedostatečná adipogeneze a nadměrná imunitní aktivace, které vedou k hypoxii, fibróze a zánětu, z nichž všechny přispívají k inzulínové rezistenci ((10)).

Během pozitivní energetické bilance se zdá být nutná určitá úroveň zánětu k regulaci procesů spojených s expanzí a přestavbou AT. Naproti tomu chronické potlačení zánětlivé signalizace adipocytů narušuje funkci AT a vyvolává inzulínovou rezistenci u myší ((11-13)). Některé procesy remodelace v AT, jako je adipogeneze a angiogeneze, jsou stimulovány zánětlivými signály a určitý zánět může být dokonce nezbytný pro vyřešení zánětu ve smyčce negativní zpětné vazby ((12)). Při absenci zánětlivé signalizace může nadbytek protizánětlivých buněk, včetně makrofágů podobných M2, oslabit adipogenezi a zesílit AT fibrózu v důsledku neregulovaného ukládání kolagenu. Tyto příklady homeostatických rolí vyvíjejících zánět nejsou omezeny na AT a byly podrobně popsány v jiných orgánech, včetně kosterního svalu ((14)). V tomto smyslu je klinická účinnost globálních protizánětlivých léčiv u pacientů s kardiometabolickými chorobami nízká, což lze přičíst inhibici homeostatického nebo adaptivního zánětu. Terapie, které trvale nezasahují do dané dráhy nebo které umožňují pulzující aktivitu takové dráhy, mohou být žádoucí.

Akutní cvičení může podporovat mírné zvýšení zánětu a oxidačního stresu (např. Často označované jako cvičební hormese [(15)]), přesto může být nutné dosáhnout nového ustáleného stavu. Inhibice reaktivních druhů kyslíku zprostředkovaných nikotinamidadenin dinukleotid-fosfát oxidázou skutečně eliminuje cvičením indukovanou ochranu proti infarktu myokardu u potkanů ​​((16)) a snižuje příjem glukózy stimulovaný cvičením ve svalu ((17)). Naopak myši nadměrně exprimující mitochondriální katalázu mají narušenou cvičením indukovanou regulaci pyruvát dehydrogenázové kinázy v AT ((18)). Tyto „hormetické“ rysy cvičení jsou pravděpodobně poháněny upregulací adaptivních nebo kontraktivních signálních kaskád, které jsou proti zánětlivé signalizaci a rychle obnovují buňky, tkáně nebo orgány na nové homeostatické nastavené hodnoty (např. Adaptace cvičebního tréninku). S chronickým přebytkem energie se expanze AT přesouvá k patologické přestavbě, včetně hyperaktivních reakcí imunitních buněk způsobujících nadměrný zánět. Je pozoruhodné, že stále není jasné, kdy a jak AT přechází z fyziologicky zdravé adaptivní imunitní odpovědi na patologický maladaptivní stav. Nicméně s obezitou se chronický zánět AT spouští nebo zvyšuje z velké části (1) zrychleným náborem imunitních buněk, (2) přetvářením stromové a imunitní krajiny AT (např. Imunitní buňky, endoteliální buňky, fibroblasty) a (3) změna funkce imunitních buněk AT. V této části jsou shrnuty hlavní mechanismy, jimiž přebytek energie obnovuje morfologii a funkci AT, s hlavním zaměřením na imunitní buňky AT. Byly zveřejněny podrobné diskuse na toto téma ((1, 19)).

Hypertrofie a fibróza adipocytů

Hypertrofie adipocytů je ústředním rysem dysfunkce AT, která může vyvolat hypoxii a fibrózu adipocytů v důsledku nadměrné remodelace extracelulární matrix ((10)). Zanícená a fibrotická AT omezuje kapacitu skladování lipidů a zvyšuje poměr leptinu k adiponektinu. Tyto změny zhoršují metabolickou dysfunkci spojenou s obezitou. Bylo navrženo, že během expanze AT může být tvorba nových adipocytů vedoucí k hyperplazii ochranná proti nadměrné hypertrofii adipocytů ((20)). Hyperplazie adipocytů by byla příznivější než hypertrofie adipocytů vzhledem k tomu, že zvětšené hypertrofické adipocyty vykazují četné nekrotické abnormality včetně prasklých plazmatických membrán, dilatačního endoplazmatického retikula, buněčného odpadu v extracelulárním prostoru a degenerace obalových proteinů lipidových kapiček ((21)). Zajímavě se však ukazuje, že velikost adipocytu není patogenní, když je zabráněno fibróze. Scherer a kolegové prokázali, že ablace extracelulárního proteinového kolagenu VI oslabila dietou indukovanou metabolickou dysfunkci u ob/ob myší s nedostatkem leptinu, přestože měla masivní hypertrofii adipocytů ((22)). Předpokládá se, že snížení expanze extracelulární matrice zvyšuje skladovací kapacitu adipocytů tím, že umožňuje zdravou distenzi těchto buněk. Podle těchto linií nadměrná exprese adiponektinu zvyšuje „zdravou“ expanzi AT u ob/ob myší, čímž se zeslabuje ektopický akruální lipid (např. Steatóza v játrech, kosterních svalech a slinivce břišní) a chrání před systémovou inzulinovou rezistencí ((23)). Adiponektin také snižuje zánět zvýšením regulace proteinu 3 indukovaného nádorovým nekrotickým faktorem α (TNFα), který negativně reguluje aktivaci receptoru podobného mýtnému a signalizaci jaderného faktoru-kB ((24)). Rovnováha mezi rychlostí distenze adipocytů a reakcí remodelace extracelulární matrix významně přispívá k funkční expanzi AT.

Pro zdravou expanzi AT, včetně angiogeneze, jsou nutné další adaptivní reakce. Expandující adipocyty produkují angiogenní faktory, jako je leptin, laktát, vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF), fibroblastový růstový faktor-2, hepatocytový růstový faktor, inzulínové růstové faktory, placentární růstový faktor, epidermální růstový faktor vázající heparin a angiopoietiny. Jak se AT rozšiřuje z důvodu chronické podvýživy, kapilární hustota a vaskulární funkce již nemusí být schopny splnit požadavky na růst adipocytů, což má za následek kapsy tkáňové hypoxie. Podpora angiogeneze (v kontextu obezity) podporuje zdravou expanzi adipocytů zvýšenou adipogenezí a sníženým zánětem a fibrózou AT ((25)). Je zajímavé, že zvýšení kapilární hustoty u obézních AT také ukázalo, že zeslabuje mnoho metabolických následků inzulínové rezistence způsobené obezitou ((25)), což znamená, že k udržení buněčné homeostázy postačuje dostatečný přísun živin a kyslíku do adipocytů. Obecně je u lidí s obezitou napětí kyslíku AT (parciální tlak kyslíku) sníženo tak, že je nepřímo spojeno s procentem tělesného tuku. Nízký parciální tlak kyslíku navíc koreluje se sníženou inzulínem zprostředkovanou supresí lipolýzy ((26)). Nedávné důkazy u hlodavců naznačují, že relativní stav hypoxie u obézních AT je paradoxně důsledkem zvýšení poptávky po kyslíku, která pohání nepřerušované dýchání aktivací vnitřní mitochondriální adenin nukleotid transotosek-2 ((27)). Adipocytově specifická delece adenin nukleotidového translokázy-2 snížila zánět AT a zlepšila inzulínovou rezistenci u obézních myší snížením potřeby kyslíku a tonickou aktivací faktoru 1-alfa indukovatelného hypoxií.

Nábor imunitních buněk a AT imunitní buněčná krajina při obezitě

Napjaté interakce mezi parenchymálními adipocyty a stromální/imunitní populací mohou být příčinné při řízení nebo zhoršování přechodových stavů z chudé na obézní AT. Profil imunitních buněk se skutečně s obezitou přesouvá na profil charakterizovaný akumulací CD8+ T buněk, prozánětlivých makrofágů, neutrofilů, žírných buněk a γδ T buněk, zatímco podíl regulačních T buněk (Tregs), eozinofily, invariantní přirozené zabíječské buňky alternativně jsou aktivované makrofágy a vrozené lymfoidní buňky typu 2 sníženy nebo mají zhoršenou funkci. B buňky se navíc hromadí v obézních AT a interagují s T buňkami za vzniku prozánětlivých cytokinů ((28)), přičemž důkazy naznačují, že produkce autoprotilátek je zvýšená ((29)). Naproti tomu regulační B buňky podporující toleranci, které produkují protizánětlivý cytokin, interleukin 10 (IL-10), jsou sníženy ((30)). Kombinace experimentálních přístupů zahrnujících genetickou manipulaci, neutralizační protilátky a/nebo adoptivní přenosové studie potvrdila kritickou roli pro každou z výše uvedených populací imunocytů při regulaci zánětlivého stavu AT a v některých případech působení periferního inzulinu ((1, 19)).

Jednobuněčná transkriptomika vrhla světlo na globální změny v hematopoetických (CD45+) imunitních populacích v rámci AT od štíhlých a obézních myší v několika stádiích obezity (tj. Trvání obezogenní diety) a následně vyzdvihla jedinečné imunitní populace, přezkoumané jinde ((31 )). Stručně řečeno, byla odhalena nová populace makrofágů obohacená o obézní zvířata s vysokou expresí genů spojených s lipidovým metabolismem, označovaných jako „lipidově asociované makrofágy“ (LAM). LAMs were shown to have high expression of Trem2 (triggering receptor expressed on myeloid cells 2), which, when ablated in high-fat diet-fed mice, worsened glucose homeostasis and enhanced AT inflammation ( (32) ), suggesting that LAMs are lipid scavenging phagocytes that act as a buffer during AT expansion. It is feasible that LAMs may be involved in exercise-associated AT remodeling, given the close link between AT lipolysis and increased metabolic demands of exercise. In addition to LAMs, several investigators have uncovered other unique macrophage populations in AT including nerve-associated macrophages (Lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor [Lyve] lo Major histocompatibility complex class II [MHCII] hi ) ( (33) ) and vascular-associated macrophages (Lyve hi MHCII lo ) ( (34) ) that have been implicated in aging, obesity, and metabolic perturbations, such as fasting-refeeding.

Recent insights from the Mathis group have shown that the visceral AT mesenchymal stromal population is highly diverse, with two subpopulations regulating immunocyte numbers via IL-33 production and two additional subpopulations controlling adipocyte numbers ( (35) ). This stromal-driven regulation in immune and adipocyte numbers is perturbed with diet-induced obesity, such that Treg proliferation is attenuated. IL-33 is a mechanosensitive chemokine that can contribute to acute inflammation and tissue repair processes, and it may also shape innate and adaptive immune responses ( (36) ). Therefore, in the case of AT, stromal-derived IL-33 may increase Treg numbers to dampen aberrant inflammation. Indeed, Tregs are central to immune responses, suppressing both innate and adaptive immunity ( (37) ). Taken together, the aforementioned studies highlight the cooperation and coordination between parenchymal and stromal-immune cell populations that ultimately regulate whole-tissue homeostasis. Studies are currently under way to uncover the functional relationships among such interactions on a tissue and whole-body scale.

In summary, the advent of single-cell transcriptomics has provided an invaluable map for immune cell shifts with obesity and weight loss. However, the instigating factors or mechanisms by which weight gain or weight loss modulates immune cell dynamics remain to be fully defined. Although many studies have aimed to comprehensively characterize and understand AT immunity in obesity, the means by which physiological conditions influence AT immunity are either unknown or are in their infancy. Although environment and behavior have a marked impact on the immune system, the influence of fasting-refeeding, circadian regulation, acute versus chronic exercise, duration of fasting, sex dimorphism, and changes in environmental conditions on AT immunity have not been examined. With regards to exercise, single-cell transcriptomics on isolated hematopoietic populations in AT has not been conducted despite a well-appreciated anti-inflammatory role of exercise training at the whole-AT level. Given the role that immune cells play in regulating AT inflammation and homeostatic functions, there is a present need to comprehensively map the immune landscape and functional phenotypes with acute and chronic exercise in both lean and obese conditions. This is of particular interest because the salutary effects of exercise often manifest in the absence of clinically significant weight loss, implying that distinct differences in AT remodeling (e.g., immunoregulation, extracellular matrix regulation, capillary density) may exist between exercise training and diet- or surgical-induced weight loss. This also raises additional questions as to whether synergy exists between “diet and exercise” and/or “exercise combined with pharmacological weight loss agents” in regulating AT immunity.


Improving vaccines to trigger T cell as well as antibody response

(PhysOrg.com) -- Killed or disabled viruses have proven safe and effective for vaccinating billions worldwide against smallpox, polio, measles, influenza and many other diseases.

But killed or severely "attenuated" vaccines, which are safer than "live" vaccines, have been largely unsuccessful for many non-viral diseases, including illnesses like tuberculosis and malaria.

A new study by researchers from the University of California, Berkeley, and Berkeley-based Aduro BioTech provides clues why killed and severely attenuated vaccines don't always work. It also suggests ways to engineer an attenuated vaccine to make it as potent as a live vaccine but as safe as a killed vaccine.

"It's not only that these killed or attenuated vaccines can't immunize, it's that they also suppress immunity," said co-author Daniel Portnoy, UC Berkeley professor of molecular and cell biology and of public health. "What this says is that the immune system knows the difference between a live bug that's virulent and a dead one that is harmless."

The study, which appears in the Sept. 4 online edition of the journal PLoS Pathogens, suggests that for killed or severely attenuated non-viral vaccines to work - and for viral vaccines to work better - it's necessary to make the microbes act as if they're alive.

"In general, killed vaccines have not lived up to the potency of live vaccines, and our finding might partially explain this observation," said co-author Dirk Brockstedt, director of research and development at Aduro. "The finding is really key for us to develop a strategy to select new bacterial strains that induce the right kind of immune response."

The findings support a new hypothesis about how the innate immune system distinguishes pathogenic from non-pathogenic microbes, proposed by Portnoy, UC Berkeley colleague Russell Vance, assistant professor of molecular and cell biology, and Ralph Isberg of Tufts University in the July 23 issue of the journal Cell Host & Microbe. They argue that it's not only how a pathogen looks that determines how the immune system responds, but also how it acts - where it goes in the cell, what pathways it interferes with, and how disruptive it is.

"There are a series of different things that pathogens have to do in order to be pathogenic, so it makes sense for the immune system to try to detect these common patterns," Vance said. "We know already that there are surveillance pathways in the cytosol that seem to respond specifically to pathogens and not to non-pathogens."

The findings are most important for creating effective vaccines against pathogens - bacteria, parasites and viruses - that live and hide inside cells. While some pathogens, such as viruses, can be knocked back when they exit one cell to infect another - hence the effectiveness of some antiviral vaccines - other intracellular pathogens never completely leave the cell.

A vaccine against these intracellular pathogens would need to induce a so-called cellular or T cell response that is not effectively induced by current available vaccines, Brockstedt said.

The body's immune system is a complex interplay of activation and suppression that operates to keep the body in a balanced state with no inflammation until it's needed, Portnoy said. The first line of defense against invading pathogens is the innate immune system, which deploys when the body recognizes characteristics of viruses and microbes that are common enough that they have been programmed into our genes and are with us from birth.

The more sophisticated system, however, is the acquired or adaptive immune system, which kicks in after the innate immune response. It recognizes unique aspects of pathogens - the proteins and sugars that they sport and generates antibodies to latch onto and target them for destruction. It also mobilizes T cells to attack the invaders or, more importantly, infected cells.

Listeria generates one of the strongest immune responses of any intracellular pathogen, which makes it a promising vehicle to deliver antigens that will immunize against a range of illnesses, from cancer to HIV. Portnoy has studied Listeria bacteria for 22 years to understand why it is so immunogenic, and how Listeria can be used as a vaccine without itself inflaming the immune system and causing disease.

Based on their and other experiments, Portnoy and Vance argue that the immune system looks at more than the microbe's coat, but also at how the microbe behaves. Listeria bacteria, for example, enter macrophage cells by luring these cells to engulf them. Once inside the phagosome, or stomach, of the macrophage, the bacteria secrete proteins that punch holes in the phagosome that allow the bacteria to spread throughout the guts of the cell, the cytosol.

It has been known for decades that killed Listeria vaccines don't provide protective immunity. It was believed that failure to reach the cytosol was the major reason. In earlier experiments, Portnoy and others found that mutant strains of Listeria that are not able to break out of the phagasome fail to stimulate an immune response. The current study shows why.

Killed Listeria suppress immune system

Portnoy, Brockstedt, Keith S. Bahjat of the Earle A. Chiles Research Institute in Portland, Ore., and Nicole Meyer-Morse of UC Berkeley's Department of Molecular and Cell Biology injected mice with a mixture of attenuated, but live, bacteria that stimulate a good immune response and dead bacteria that produce no response. They found that the cells' response to this mixture was less than if the researchers had injected only the effective vaccine.

"You would think, 'Why wouldn't the immunogenic strain still immunize?' But by having the non-immunogenic strain, it suppressed immunity," Portnoy said.

The implication, the researchers argue, is that the innate immune system monitors behavior as well as the antigens on the surface of invaders to know how aggressively to respond. The initial response of the innate immune system determines the level of response of the acquired immune system.

"You need to have an innate response to get adaptive responses to occur properly," Vance said. "For example, a killed virus might stimulate certain kinds of innate signals that lead to good antibody production, but might not generate the right response to properly activate T cells."

"Potentially, if we could figure out what kinds of responses are the ones that are really best at inducing immunization, this could have a lot of importance for how we design vaccines in the future," Vance added.

New vaccines for cancer, salmonella, anthrax

Portnoy's work has already led to two promising Listeria-based vaccines. Aduro's predecessor, Anza Therapeutics, collaborated with Portnoy to produce live, attenuated Listeria vaccines against cancer and hepatitis C that have been evaluated for safety in Phase I clinical trials. Aduro is continuing this line of work but is also developing what it calls a killed, but metabolically active (KBMA), form of Listeria to serve as a vaccine vector for a range of infectious diseases.

KBMA retains the ability to break out of the cell's stomach into the cell's cytosol, just like live Listeria, but, unlike live Listeria, it is unable to grow, said Portnoy. The KBMA strategy has also been extended to salmonella bacteria and, most recently, to anthrax, as reported by Portnoy and Aduro colleagues in the April 2009 issue of the journal Infection and Immunity.

But Portnoy has hopes that Listeria can do even better. His lab is currently searching for mutant strains of Listeria that can mimic the behavior of live bacteria even when killed or attenuated.

"The field has moved so rapidly that we now have the opportunity to make designer vaccines that can be used for many different applications," Portnoy said, noting that he has engineered Listeria to express foreign genes, turn on various immune pathways, and even pop or not pop. "We can make Listeria dance the salsa."

"The whole battle with vaccines is that you want them to be completely immunogenic and completely avirulent and safe, which today is a disconnect," Portnoy said. "We would like to enable this, so that we can have a completely safe and fully immunogenic vaccine. That is what everyone wants."


Question : 1. Although the innate immune system is found in all animals, some invertebrate and vertebrate characteristics differ. Identify the example that is ONLY true of the vertebrate innate immune system. A. Some hemocytes can entrap or break down pathogens, whereas others produce defense molecules or antimicrobial peptides. B. Barrier defenses, such as skin and

1. Although the innate immune system is found in all animals, some invertebrate and vertebrate characteristics differ. Identify the example that is ONLY true of the vertebrate innate immune system.

A. Some hemocytes can entrap or break down pathogens, whereas others produce defense molecules or antimicrobial peptides.

B. Barrier defenses, such as skin and exoskeletons, prevent pathogens and foreign particles from entering the animal’s body.

C. Toll transmembrane receptors activate the production and secretion of fungi-killing antimicrobial peptides.

D. Natural killer cells detect abnormal surface proteins and then release chemicals that cause cell death.

2. Both psychological and physical stress are known to affect immune function. For example, although moderate exercise can improve immune function, excess exercise can decrease immune function. Predict which of the following people would be LEAST likely to become sick if he came in contact with a cold virus.

A. a young man who gets an average of six hours of interrupted sleep every night

B. an athlete within a few days of running a marathon

C. a student who is rushing to finish a term paper by tomorrow’s deadline

D. an active person who exercises for an average of one hour per day, 3–4 days per week

3. Some vaccinations are only needed a couple of times to provide sufficient protection to a person. However, it is advised to get some vaccines more frequently, such as the yearly influenza vaccine. Infer why a new influenza vaccine has to be developed, produced, and distributed on a yearly basis.

A. Influenza has several different glycoproteins on the viral surface with different molecular structures.

B. Influenza is only subject to innate immune responses, such as barrier defenses.

C. Influenza mutates rapidly, and newer strains cannot be recognized by the adaptive immune system.

D. Influenza impairs immune responses and leaves the body susceptible to infections that otherwise a healthy immune system could defeat.

4. At the site of an infection or injury, histamine triggers the dilation of blood vessels and makes the blood vessels more permeable, which results in redness and increased skin temperature surrounding the site. Predict what would happen if someone experiencing allergic reaction took antihistamines, which block histamine receptors.

A. Allergic symptoms would be exacerbated.

B. Allergic symptoms would be diminished.

C. Allergic symptoms would become exacerbated at first and then subsequently diminish.


Skeletal Muscle: The Forgotten Part of the Immune System, By Mukaila Kareem

Frankly, “boosting” the immune system requires non-strenuous muscle contractions in form of regular exercise and thus promotes an anti-inflammatory environment. This sharpens the attack of immune cells and maintains the thymic production of battle-ready naïve T cell fighters against new invaders, with overall ability of older adults to withstand new infections and decrease vaccination failure.

The failure of modern medicine in preventing and curing modern chronic diseases partly rests on the inability to connect the dots between health, overconsumption, physical inactivity, and the immune system. Everyone knows that exercise is good, but few could explain how good and one bestselling author, a kidney specialist and proponent of fasting in diabetic reversal, stated that exercise is so good that it’s a waste of time talking about it. Permit me to digress here: Years ago, my son had an ear infection and insisted that his pediatrician prescribed amoxicillin tablets, instead of the liquid form to him because he thought that he was no longer a little kid. Besides, he loved and still loves West African pounded yam, which involves swallowing the good stuff in small balls after dipping it in soup.

However, he initially refused to take the tablets because he thought they were too big for him to swallow. I took advantage of his knowledge of animal cell biology, including the aggressive streak in boys, and informed him that the medicine worked to kill the bacteria that was causing him pain by piercing its “skin” and then releasing its contents to neutralise the bacteria. In addition, I informed him that the pain would come back or not go away if he missed the dosages because the bacteria would die only if he took them as prescribed. The point was he knew the medicine was good but understanding how it worked made the difference in swallowing the “big” pills.

Exercise sometimes means different things, based on circumstance, and with the ongoing coronavirus pandemic, exercise, to many, is a “booster” of the immune system. As I noted in my previous article, human beings are both instinctively and deliberately endowed with “disease avoidant” behaviours to prevent us from getting sick. For example, and this is in no way meant to gross you out, but be ready to have your own treat if you invite friends over and prepare the most delicious chocolate brownies and shape it like coiled faeces, with the placement of a few synthetic flies perched on the “pile”! The full awareness that it is chocolate brownies probably may not be enough for many to overcome the disgusting sight wired to avoid infection, despite the familiar smell of chocolate.

The question is: Beside inherent behaviours to avoid sickness, what are the roles of skeletal muscle as an important part of immune system in overall health, and given the present attention to COVID-19 and social distancing, why must we remain physically active during and after the ongoing lockdown? A short context applies here: Man is not the strongest being on the planet, but he is the smartest and the most intelligent. In addition, his bipedal locomotion is highly efficient and costs far less energy than the locomotion of four-legged animals. As the Holy Scripture says to man: “…be fruitful and multiply populate the earth abundantly and multiply in it.” Therefore with the superb combination of unsurpassed the locomotion apparatus (legs/feet) and smartness (big brain), man has therefore been curiously nosey, not just exploring new environments but has thrived everywhere, even with the ability to reproduce, in the face of starvation, dehydration, accidents, violence and infections.

…the immune system is broadly divided into innate and adaptive categories. The innate immune system is the first line of attack once bacteria, virus, or fungus successfully gains entrance into the body. Primarily, the goal of the innate cells is to ingest these foreign bodies before they enter the body cells and this assignment is performed by innate cells called neutrophils and monocytes/macrophages.

Therefore, man’s constant migration, despite environmental challenges, requires an effective immune system in an anti-inflammatory mode as a preventive measure to stave off infections. However, in rest periods, such as overnight sleep, occasional accidents and infections, the immune system switches to a pro-inflammatory mode. To give a clearer picture, the immune system acts as a “watchman” for cell repair and cell production during overnight sleep, promotes wound healing following occasional accidents, and mounts an overwhelming response to severe infections causing sickness behaviour with little or no priority for physical activity, in line with an Italian saying: “prima vivi e poi filosofi” (First live and then philosophise).

Multiple studies have described the decline in immune function with age, which includes increased risk for new infections, recurrent infection from old antigens and decreased vaccine efficacy. In fact, it has been reported that the yearly influenza vaccine is only 40–60 per cent effective in people aged 65 and above. However, these studies, as always, did not reflect the roles of regular physical activity in immune competence.

Briefly, the immune system is broadly divided into innate and adaptive categories. The innate immune system is the first line of attack once bacteria, virus, or fungus successfully gains entrance into the body. Primarily, the goal of the innate cells is to ingest these foreign bodies before they enter the body cells and this assignment is performed by innate cells called neutrophils and monocytes/macrophages. However, if the invaders succeeded in entering and infecting the body cells, the infected cells are promptly recognised and dissolved by the innate cells called Natural Killers with their potent toxins. Natural Killers are so named because they do not require “training” and can attack all kind of invading antigens.

For an effective innate immune system, working muscles via regular exercise secretes anti-inflammatory proteins called myokines, which help to mobilise the increased circulation of immune cells. Even in the absence of infection, contracting muscles cause circulating neutrophils to release soluble anti-microbial and anti-cancer proteins called lactoferrin and lysozyme. These proteins are also found in saliva, nasal secretion, and tears. According to a study, a bout of 45 minutes of running significantly increases the production of lysozyme and lactoferrin in saliva. In addition, a 2004 paper also reported an increase of 15.5 per cent in circulating neutrophils following an hour of exercise, including a 33 per cent increase in serum lactoferrin concentration. In fact, the human’s first encounter with lactoferrin is in thier mother’s breast milk, and its protective antimicrobial properties, according to a review, allow newborns to allocate 74 per cent of their energy for brain growth, without wasting precious calories on fighting infections. Another study reported that regular exercise, despite aging, reduces the pro-inflammatory innate immune cells called non-classical monocytes, increases anti-inflammatory classical monocytes, acts to cause direct conversion of pro-inflammatory M1 macrophages to anti-inflammatory M2 macrophages and improves Natural killers’ toxicity to infected cells.

The production of naïve T cells by the thymus is highest at birth and during infancy, and accelerated reduction in thymic size and function is said to begin in the early 20s causing a high pool of old and exhausted memory T cells and low naïve cell census, thus leaving older people susceptible to infections and vaccination failure.

Furthermore, the age associated decline in immune function has been fully demonstrated in the adaptive immune system but again the protective effects of contracting muscles in immune competence has not generally been considered. Adaptive cells are specialist infection- and cancer-fighting T cells that derived their “T name” from and an organ called thymus, where they are trained to recognise and attack new antigens. Following “thymic education”, they emigrate to the blood circulation as naïve T cells to surveil the body for new infections. The high population of naïve T cells is necessary throughout life to prepare the body to respond to new infections that have not been previously encountered. However, once they have been presented with a new antigen, naïve T cells get activated and become specialist fighters only for that specific antigen and thus transform to a small pool of memory T cells in preparation for a robust attack on second infection.

The production of naïve T cells by the thymus is highest at birth and during infancy, and accelerated reduction in thymic size and function is said to begin in the early 20s causing a high pool of old and exhausted memory T cells and low naïve cell census, thus leaving older people susceptible to infections and vaccination failure. However, few studies have now reported improvement in thymic size, with the increased production of naïve T cells among active older adults, in comparison to their sedentary counterparts. Interestingly, contracting muscles produce a special secretion called interleukin 7, which helps to bulk the size of the thymus and promote increase production of naïve T cells. Survival rates of naïve cells in blood circulation is also dependent on regular exercise via another muscular secretion called interleukin 15.

Frankly, “boosting” the immune system requires non-strenuous muscle contractions in form of regular exercise and thus promotes an anti-inflammatory environment. This sharpens the attack of immune cells and maintains the thymic production of battle-ready naïve T cell fighters against new invaders, with overall ability of older adults to withstand new infections and decrease vaccination failure. Who then says skeletal muscle is not an organ of immune system? Man is made to move, and importantly, regular activity is anti-inflammatory.


The object of the game is to eliminate an infectious agent from your body by removing all of the pathogen. At the completion of this game, you should be able to

identify the cells involved in the immune system from diagrams

put the steps of immune system response in the appropriate order

distinguish between primary and secondary immune responses and

describe why an infected person will feel sick shortly after infection and why this feeling of sickness will dissipate.

In most cases, when a new infectious agent gets into your body, the bacteria or viruses are never able to proliferate because the phagocytic cells of your innate immune system recognize and destroy many common benign pathogens before you can get sick. This innate response is not very specific and cannot protect us from all pathogens, but it can activate the adaptive immune system when a more powerful immune response is needed. When the infectious agent is able to proliferate, the cells (T & B) and proteins (antibodies) of the adaptive immune system efficiently distinguish between self and nonself (the infectious agent) cells and mount an immune attack directed specifically at that particular infectious agent. The adaptive immune response is, however, relatively slow to develop the first time a particular infectious agent is detected (the primary response). After detection of the infectious agent, it takes time to develop a specific response that has mobilized a sufficient number of antibodies and immune cells during that time, the infectious agent can proliferate and make you sick. Eventually, your specific immune response to that specific infectious agent will trigger the production of antibodies that help your immune system fight off the pathogen. Additionally, in the process of making antibodies, your adaptive immune system will have made memory cells that will allow you to mount a rapid immune response the next time you are exposed to the infectious agent (secondary infection). This response typically happens so fast that the infectious agent cannot proliferate, and usually you do not get sick.

For a Bacterial Infection

Add the bacterial starter kit to your body bag (Table 1). At this point, there are four types of cards in the body bag: (1) three pathogens, (2) one macrophage, (3) one B cell, and (4) one helper T cell. The body bag represents your body, and the playing cards are the immune cells and infectious agents that are circulating in your body and doing battle.


Podívejte se na video: Imunita - jak ji posílit - MUDr. David Frej (Listopad 2021).