معلومة

11.E: المناعة الفطرية (تمارين) - علم الأحياء


هذه هي تمارين الواجب المنزلي لمرافقة TextMap "علم الأحياء الدقيقة" من Kaiser. علم الأحياء الدقيقة هو دراسة الكائنات الحية الدقيقة ، والتي يتم تعريفها على أنها أي كائن مجهري يتكون إما من خلية واحدة (أحادية الخلية) أو عناقيد خلوية أو لا تحتوي على خلية على الإطلاق (لا خلوي). وهذا يشمل حقيقيات النوى ، مثل الفطريات والطلائعيات وبدائيات النوى. كما تمت دراسة الفيروسات والبريونات ، وإن لم يتم تصنيفها بدقة على أنها كائنات حية.

11.1: نظام المناعة الفطري: نظرة عامة

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. لا تضغط فقط على الإجابات وتكتبها. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. صف المقصود بما يلي:
    1. مناعة فطرية (الجواب)
    2. المناعة التكيفية (المكتسبة)
  2. عرف ما يلي:
    1. مستضد (الجواب)
    2. الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض أو PAMPs (الجواب)
    3. حاتمة (الجواب)
  3. الاختيار من متعدد (الجواب)

11.2: خلايا الدفاع في الدم: الكريات البيض

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. ما هو الفرق بين CBC والتعداد التفاضلي الكريات البيض؟ (الجواب)
  2. يعاني الشخص من ارتفاع عدد خلايا الدم البيضاء مع ارتفاع عدد العدلات ذات الشكل الشريطي. ما الاهمية من هذا؟ (الجواب)
  3. طابق الأوصاف والوظائف التالية مع نوع الكريات البيض:

    _____ البالعات الهامة. 54٪ -75٪ من الكريات البيض. حبيبات وصمة عار سيئة. إنتاج إنزيمات لتخليق البراديكينين والبروستاغلاندينات التي تعزز الالتهاب. (الجواب)

    _____ قادرة على البلعمة ولكنها تقتل في المقام الأول الكائنات الحية الدقيقة والديدان الطفيلية خارج الخلية ؛ 1٪ -4٪ من الكريات البيض. حبيبات كبيرة وصمة عار حمراء. يفرز الليكوترين والبروستاجلاندين لتعزيز الالتهاب. (الجواب)

    _____ غير مهم في البلعمة. حبيبات كبيرة تلطخ باللون الأزرق الأرجواني ؛ 0٪ -1٪ من الكريات البيض. يطلق الهيستامين ، الليكوترين ، والبروستاجلاندين لتعزيز الالتهاب. (الجواب)

    _____ مهم في البلعمة ويساعد في الاستجابات المناعية التكيفية. إنتاج السيتوكينات 4٪ -8٪ من الكريات البيض. تتمايز إلى الخلايا الضامة والخلايا التغصنية عندما تغادر الدم وتدخل الأنسجة. (الجواب)

    _____ التوسط في المناعة الخلطية (إنتاج الأجسام المضادة) ؛ لديها مستقبلات الخلايا البائية (BCR) على سطحها للتعرف على المستضد ؛ التفريق إلى خلايا بلازما تفرز الأجسام المضادة. (الجواب)

    _____ تنظيم الاستجابات المناعية التكيفية من خلال إنتاج السيتوكين ؛ تحتوي على جزيئات CD4 و TCRs على سطحها للتعرف على المستضد. (الجواب)

    _____ إجراء مناعة خلوية ؛ تحتوي على جزيئات CD8 و TCRs على سطحها للتعرف على المستضد ؛ التفريق إلى الخلايا الليمفاوية التائية السامة للخلايا (CTLs). (الجواب)

    _____ الخلايا الليمفاوية التي تفتقر إلى مستقبلات الخلايا البائية ومستقبلات الخلايا التائية ؛ تقتل الخلايا التي ارتبط بها الجسم المضاد IgG وكذلك الخلايا البشرية التي تفتقر إلى جزيئات MHC-I على سطحها. (الجواب)

    1. الخلايا اللمفاوية ب
    2. الخلايا اللمفاوية T4
    3. الخلايا اللمفاوية T8
    4. خلايا NK
    5. خلايا قاعدية
    6. العدلات
    7. الحمضات
    8. حيدات
  4. حدد نوع الخلايا الوحيدة الخلية التي تتمايز عند دخولها الأنسجة. (الجواب)
  5. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3: خلايا الدفاع في الأنسجة: الخلايا التغصنية والضامة والخلايا البدينة

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. ضع 3 وظائف مختلفة للبلاعم في الدفاع عن الجسم.
    1. (الجواب)
    2. (الجواب)
    3. (الجواب)
  2. قم بتسمية الخلايا الموجودة في الأنسجة التي تتمثل وظيفتها الأساسية في تقديم مستضد للخلايا اللمفاوية التائية الساذجة. (الجواب)
  3. قم بتسمية الخلايا الموجودة في الأنسجة التي تتمثل وظيفتها الأساسية في تقديم مستضد للخلايا اللمفاوية التائية المستجيبة. (الجواب)
  4. اذكر الوظيفة الأساسية للخلايا البدينة في الدفاع عن الجسم. (الجواب)
  5. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3 أ: إنزيمات مضادات الميكروبات والببتيدات المضادة للميكروبات

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. مطابقة

    ____ توجد في الدموع ، والأغشية المخاطية ، واللعاب ، والبلازما ، وسوائل الأنسجة ، وما إلى ذلك ؛ يكسر الببتيدوغليكان. (الجواب)

    ____ بروتين ينتجه الجلد والخلايا الظهارية المخاطية. الببتيدان اللذان ينتجان عند انقسام هذا البروتين سامان بشكل مباشر لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة. (الجواب)

    ____ إنزيم يخترق جدار الخلية البكتيرية ويحلل الفسفوليبيدات في الغشاء السيتوبلازمي البكتيري. (الجواب)

    ____ الببتيدات الموجبة القصيرة التي تكون سامة بشكل مباشر عن طريق تعطيل الغشاء السيتوبلازمي لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة مما يتسبب في تسرب الاحتياجات الخلوية. كما أنها تنشط الخلايا من أجل الاستجابة الالتهابية. (الجواب)

    1. الليزوزيم
    2. فسفوليباز أ2
    3. ديفينسينس
    4. كاثليسيدينز
    5. لاكتوترانسفيرين وترانسفيرين

11.3 ب: النظام المتمم

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. صف بإيجاز كيف يتم تنشيط المسار التكميلي الكلاسيكي. (الجواب)
  2. تطابق ما يلي:

    _____ البروتينات المكملة التي تسبب الالتهاب (الجواب)

    _____ البروتينات المكملة التي تجذب البالعات كيميائيًا إلى موقع الإصابة. (الجواب)

    _____ البروتينات المكملة التي تعزز ارتباط المستضدات بالبلعمات (ارتباط محسّن أو طمس. (الجواب)

    _____ البروتينات المكملة التي تسبب تحلل البكتيريا سالبة الجرام والخلايا البشرية التي تظهر حواتم غريبة. (الجواب)

    1. مجمع هجوم الغشاء (MAC)
    2. C5a. وبدرجة أقل C3a و C4a.
    3. C3b وبدرجة أقل C4b.
    4. C5a
  3. صف بإيجاز كيف يتم تنشيط مسار مكمل القراءة. (الجواب)
  4. صف بإيجاز كيف يتم تنشيط المسار التكميلي البديل. (الجواب)
  5. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3 ج: الحواجز التشريحية للعدوى ، الإزالة الميكانيكية للميكروبات ، والعداوة البكتيرية بواسطة ميكروبات الجسم الطبيعي

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. صف ما هو المقصود بالحواجز التشريحية للعدوى. (الجواب)
  2. اذكر 4 طرق يمكن للجسم من خلالها إزالة الكائنات الحية الدقيقة أو منتجاتها. (الجواب)
  3. صف كيف تعمل العداء البكتيري بواسطة الجراثيم العادية كآلية دفاع غير محددة عن الجسم. (الجواب)
  4. متعدد الخيارات (الجواب)

11.4: المناعة الفطرية المستحثة في وقت مبكر

11.3 أ: الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs) والأنماط الجزيئية المرتبطة بالخطر (DAMPs)

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. اذكر وظيفة الأنماط الجزيئية المرتبطة بالعوامل الممرضة من حيث صلتها بالمناعة الفطرية. (الجواب)
  2. اسم ما لا يقل عن 5 PAMPS المرتبطة بالبكتيريا. (الجواب)
  3. قم بتسمية 2 PAMPS على الأقل مرتبطة بالفيروسات. (الجواب)
  4. تحديد DAMP. (الجواب)
  5. اختيار متعدد PAMPs و DAMPs (الجواب)

11.3 ب: مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs)

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. اذكر وظيفة ما يلي من حيث صلته بالحصانة الفطرية.
    1. أنماط الجزيئية المرتبطة الممرض (الجواب)
    2. مستقبلات التعرف على الأنماط (الجواب)
    3. مستقبلات التعرف على نمط الخلايا الداخلية (الجواب)
    4. مستقبلات التعرف على أنماط الإشارات (الجواب)
    5. الأنماط الجزيئية المرتبطة بالخطر
    6. مستقبلات التعرف على الخطر (الجواب)
    7. ملتهبة (الجواب)
  2. صف بإيجاز الاختلاف الرئيسي بين تأثير السيتوكينات المنتجة استجابة لـ PAMPs التي ترتبط بسطح الخلية للإشارات PRR و PRRs داخل الجسم. (الجواب)
  3. الاختيار من متعدد (PRRs) (الجواب)

11.3C: السيتوكينات مهمة في المناعة الفطرية

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. تطابق ما يلي:

    _____ السيتوكينات التي تعزز الالتهاب عن طريق تمكين خلايا الدم البيضاء من الالتصاق بالسطح الداخلي للأوعية الدموية ، والهجرة من الأوعية الدموية إلى الأنسجة ، وتنجذب كيميائيًا إلى الموقع المصاب أو المصاب. (الجواب)

    _____ السيتوكينات التي تمنع تكاثر الفيروس ، وتنشط مجموعة متنوعة من الخلايا المهمة في الدفاع عن الجسم ، وتبدي بعض النشاط المضاد للورم. (الجواب)

    _____ مجموعة متنوعة من البروتينات المنظمة بين الخلايا التي تنتجها العديد من الخلايا المختلفة في الجسم والتي تتحكم في النهاية في كل جانب من جوانب دفاع الجسم. تعمل السيتوكينات على تنشيط الخلايا البالعة وخلايا الدفاع المناعي وتعطيلها ، وتزيد أو تقلل من وظائف خلايا الدفاع المناعي المختلفة ، وتعزز أو تثبط مجموعة متنوعة من دفاعات الجسم غير المحددة. (الجواب)

    1. الليزوزيم
    2. الكيماويات
    3. السيتوكينات
    4. الإنترفيرون
    5. بيتا ديفينسينس الإنسان
  2. صف على وجه التحديد كيف تكون الإنترفيرون من النوع الأول قادرة على منع تكاثر الفيروس داخل خلية مضيفة مصابة. (الجواب)
  3. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3D: التأثيرات الضارة المرتبطة باستجابات مستقبلات التعرف على الأنماط غير الطبيعية ، والاختلافات في مسارات الإشارات المناعية الفطرية ، و / أو مستويات إنتاج السيتوكين

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. صف بإيجاز مثالين محددين عن كيف يمكن أن يؤدي الأداء غير السليم PRR إلى زيادة خطر الإصابة بعدوى أو مرض معين.
    1. (الجواب)
    2. (الجواب)

أسئلة أنا

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. صف بإيجاز دور ما يلي من حيث علاقته بالبلعمة:
    1. التهاب (الجواب)

    2. العقيدات الليمفاوية (الجواب)

    3. الغدد الليمفاوية (الجواب)

    4. الطحال

  2. متعدد الخيارات (الجواب)

الأسئلة II

  1. صف الخطوات التالية في البلعمة:
    1. التنشيط (الجواب)

    2. انجذاب كيميائي (الجواب)

    3. مرفق (غير معزز ومحسن) (الإجابة)

    4. ابتلاع (الجواب)

    5. تدمير (الجواب)

  2. اذكر ما يحدث عندما تغمر الميكروبات الخلايا البلعمية أو تلتصق بالخلايا إلى حجم كبير ليتم بلعمها. (الجواب)
  3. معظم تدمير الأنسجة الذي يتم ملاحظته أثناء العدوى الميكروبية هو ______________________. (الجواب)
  4. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3F: الخلايا القاتلة الطبيعية (الخلايا القاتلة الطبيعية) والخلايا اللمفاوية التائية القاتلة الطبيعية غير المتغيرة (خلايا iNKT)

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. مطابقة

    _____ يتعرف على الجزيئات التي يسببها الإجهاد مثل MICA و MICB على سطح الخلايا السرطانية أو الخلايا المصابة. (الجواب)

    _____ يتعرف على جزيئات MHC-I الموجودة عادة في جميع الخلايا المنواة في الجسم. (الجواب)

    _____ آلية تقتل بها الخلايا القاتلة الطبيعية الخلايا السرطانية والخلايا المصابة. (الجواب)

    1. موت الخلايا المبرمج ، انتحار خلوي مبرمج
    2. مستقبلات تنشيط القاتل
    3. مستقبلات القاتل المثبطة
  2. يتم التعرف على حواتم مستضدات الجليكوليبيد بواسطة الخلايا الليمفاوية iNKT عن طريق _______. (الجواب)
  3. تعزز خلايا iNKT كلا من المناعة الفطرية والتكيفية ويمكنها أيضًا تنظيم الاستجابات المناعية عن طريق ____________ التي تنتجها بمجرد تنشيطها. (الجواب)
  4. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3 ز: التهاب

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. صف ما يلي من حيث الالتهاب:
    1. آلية للالتهاب (الجواب)
    2. فوائد تسرب البلازما (الجواب)
    3. فوائد الانقسام (الجواب)
    4. شفاء (الجواب)
  2. صف بإيجاز عملية التشكل ، موضحًا دور ما يلي:
    1. تحديدات P (الجواب)
    2. إنتغرينز (الجواب)
    3. جزيئات التصاق (الجواب)
  3. صف بإيجاز المشاكل التي تنشأ عن الالتهاب المزمن. (الجواب)
  4. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3H: المناعة الغذائية

يذاكر المواد في هذا القسم وبعد ذلك اكتب الاجابات لهذه الأسئلة. لاتفعل فقط اضغط على الإجابات واكتبها. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. اذكر ثلاث طرق مختلفة يحرم بها الجسم الكائنات الحية الدقيقة من الحديد.
    1. (الجواب)
    2. (الجواب)
    3. (الجواب)

11.3 ط: حمى

  1. صف الآلية الكامنة وراء الحمى. (الجواب)
  2. الدولة 2 فوائد الحمى.
    1. (الجواب)
    2. (الجواب)

11.3J: استجابة المرحلة الحادة

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. صف بإيجاز الآلية الكامنة وراء استجابة المرحلة الحادة. (الجواب)
  2. بروتين المرحلة الحادة الذي يرتبط بالفوسفوليبيدات في الأغشية الميكروبية ، ويلصق الميكوب بالبلعمات ، وينشط المسار التكميلي الكلاسيكي هو ___________________. (الجواب)
  3. بروتين المرحلة الحادة الذي يرتبط بالمانوز في الجدران الميكروبية ، ويلصق الميكوب بالبلعمات ، وينشط مسار الليكتين هو ___________________. (الجواب)
  4. متعدد الخيارات (الجواب)

11.3 ك: الخلايا اللمفاوية التائية داخل الظهارة وخلايا B-1

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

_____ تحتوي هذه الخلايا على تنوع محدود من مستقبلات المستضدات التي تنتج في البداية فئة من جزيئات الأجسام المضادة تسمى IgM ضد مضادات السكاريد الشائعة ومستضدات الدهون في الميكروبات وضد PAMPs للبكتيريا التي تغزو تجاويف الجسم. (الجواب)

_____ تحتوي هذه الخلايا على تنوع محدود من مستقبلات المستضدات التي تتعرف على الجزيئات المرتبطة بالخلايا الظهارية ولكن يتم التعبير عنها فقط عندما تتعرض هذه الخلايا للإجهاد أو الإصابة بالعدوى. إنهم يقتلون تلك الخلايا عن طريق تحريض موت الخلايا المبرمج ، وهو انتحار خلوي مبرمج. (الجواب)

  1. جاما: دلتا الخلايا اللمفاوية
  2. ألفا: الخلايا الليمفاوية التائية بيتا
  3. خلايا B-1
  4. خلايا المنطقة الهامشية ب

& # x003b2 & # x020101،3 / 1،6 & # x02010 Glucans والحصانة: حالة من الفن والاتجاهات المستقبلية

يستجيب الجهاز المناعي الفطري بطريقة سريعة وغير محددة ضد التهديدات المناعية ، ويعد الالتهاب جزءًا من هذه الاستجابة. ويتبع ذلك استجابة أبطأ ولكنها هادفة ومحددة تسمى الاستجابة المناعية التكيفية أو المكتسبة. هناك أدلة ناشئة على أن المكونات الغذائية ، بما في ذلك الخميرة & # x02010 المشتقة & # x003b2 & # x02010glucans ، يمكن أن تساعد في دفاع المضيف ضد مسببات الأمراض عن طريق تعديل النشاط الالتهابي والمضاد للميكروبات للعدلات والضامة. يشير التدريب المناعي الفطري إلى ظاهرة معترف بها حديثًا حيث يمكن للمركبات & # x0201ctrain & # x0201d الخلايا المناعية الفطرية ، مثل أن بيولوجيا سلائف الخلايا الوحيدة والبلاعم يتم تغييرها لتكوين استجابة مناعية أكثر فعالية. على الرغم من إجراء العديد من الدراسات البشرية ، لا يزال هناك الكثير من عدم اليقين وهناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتوضيح العلاقة بشكل كامل بين مكملات الجلوكان & # x003b2 & # x02010 ووظيفة المناعة البشرية. تقدم هذه المراجعة تقريرًا يصل إلى & # x02010 إلى & # x02010date عن الخميرة & # x02010 تم الحصول عليها & # x003b2 & # x02010glucans كمعدلات مناعية ، بما في ذلك نظرة عامة موجزة عن النموذج الحالي فيما يتعلق بتفاعل & # x003b2 & # x02010glucans مع جهاز المناعة. تمت أيضًا مراجعة العمل الطبي الأخير قبل & # x02010 الذي قام بفك تشفير طريقة العمل جزئيًا وأحدث الأدلة من التجارب البشرية. وفقًا لدراسات ما قبل & # x02010 السريرية ، & # x003b2 & # x020101،3 / 1،6 & # x02010 Glucan المشتقة من خميرة الخباز قد توفر مراقبة مناعية متزايدة & # x02010 ، على الرغم من أن الأدلة البشرية أضعف من تلك المكتسبة من الدراسات السريرية السابقة & # x02010.


فهم جديد لكيفية اختلاف أجهزة المناعة باختلاف الجنس وتغيرها مع تقدم العمر

ليس سراً أن وظيفة جهاز المناعة لدينا تتراجع مع تقدمنا ​​في العمر ، مما قد يجعل كبار السن أكثر عرضة لمجموعة متنوعة من مسببات الأمراض الفيروسية والبكتيرية بما في ذلك COVID-19. لكن دور الجنس في شيخوخة الجهاز المناعي غير مفهوم جيدًا. ألقت دراسة مدعومة من NIA نظرة فاحصة على كيفية اختلاف توقيت ودرجة التغيرات المرتبطة بالشيخوخة في جهاز المناعة بين الرجال والنساء وحددت كيف تتباعد خصائص المناعة الخاصة مع تقدمنا ​​في السن.

بناءً على دراساتهم السابقة حول كيفية تأثير الشيخوخة على المناعة ، بحث فريق بقيادة العلماء في مختبر جاكسون ، فارمنجتون ، كونيتيكت ، بشكل أعمق في الآليات الجزيئية والوراثية الكامنة وراء الفروق بين الجنسين في المناعة في مراحل مختلفة من الحياة. تم نشر النتائج التي توصلوا إليها في المجلة اتصالات الطبيعة.

قام الفريق بمسح الخلايا المناعية القائمة على الدم لـ 172 متطوعًا بالغًا سليمًا (81 رجلاً و 91 امرأة) تتراوح أعمارهم بين 22 و 93 عامًا ، مع التركيز على التوازن بين الجنسين ومؤشر كتلة الجسم ودرجات الضعف والسمات الصحية الأخرى لتشكيل ثلاثة. الفئات العمرية: الشباب (أقل من 41 عامًا) ومتوسطي العمر (بين 41 و 64 عامًا) وكبار السن (أكثر من 65 عامًا) كما أجروا أيضًا تحليلات جينية لتتبع كيفية تأثير التعبير الجيني المختلف على الوظيفة المناعية بمرور الوقت.

عانى كلا الجنسين من تغيرات في تواتر ونشاط أنواع مختلفة من الخلايا المناعية مع تقدم العمر مثل الانخفاض في أنواع مختلفة من خلايا الدم البيضاء ، بما في ذلك الخلايا التائية (التي سميت لأنها تنضج في الغدة الصعترية) ، وحيدات (تتشكل في نخاع العظام) ، والخلايا السامة للخلايا (التي تقتل الخلايا التالفة أو المصابة أو السرطانية). يعد فقدان الخلايا التائية أمرًا مهمًا بشكل خاص لأنها الخلايا المسؤولة عن تحديد العامل الممرض الأجنبي وتوجيه الاستجابة المناعية التكيفية للجسم لتكوين استجابة مناعية وقائية. أظهرت الدراسات الحديثة أن انخفاض الخلايا التائية يرتبط بزيادة شدة عدوى COVID19 ، خاصة عند المرضى الأكبر سنًا.

هناك اكتشاف مهم آخر يتعلق بتكرار الخلايا البائية ، وهي نوع من خلايا الدم البيضاء الحيوية لإنتاج الأجسام المضادة استجابة لمسببات الأمراض. أظهرت النساء تغيرات طفيفة مرتبطة بالعمر في الخلايا البائية ، لكن الخلايا البائية للرجال الأكبر سنًا أظهرت خسارة كبيرة في إمكانية الوصول إلى الكروماتين ، والتي تتعلق بكيفية جرح شرائط الحمض النووي وتنظيمها ، مما يشير إلى انخفاض في وظيفة الخلايا البائية. كانت هذه التغييرات أكثر وضوحًا بشكل مستمر عند الرجال أكثر من النساء في مجموعات الدراسة المتطابقة جيدًا.

درس الفريق التحولات في أنماط الجهاز المناعي على مدى مراحل الحياة المختلفة ووجد فترتين مختلفتين من التغيرات الجينية السريعة: واحدة حدثت في أواخر الثلاثينيات إلى أوائل الأربعينيات وتم العثور عليها في كلا الجنسين ، والأخرى حدثت لاحقًا في الحياة ووجد أنها مختلفة. بين الجنسين. عادة ما يمر الرجال بهذه المرحلة في أوائل الستينيات من العمر بينما خضعت النساء لهذه التغييرات في وقت لاحق في الحياة في أواخر الستينيات إلى أوائل السبعينيات. علاوة على ذلك ، كانت درجة التغيير أقل لدى النساء. لاحظ الباحثون أن فجوة الخمس سنوات هذه تتوافق بشكل وثيق مع متوسط ​​فرق العمر بين النساء (81.6 عامًا) والرجال (76.9 عامًا) في الولايات المتحدة ، وقد حدثت قبل ما يقرب من 12 إلى 15 عامًا من نهاية متوسط ​​العمر.

كانت الاختلافات في خلايا الجهاز المناعي بين الرجال والنساء أكثر وضوحًا بعد سن 65. كانت لدى الإناث الأكبر سنًا خلايا B و T أكثر نشاطًا ، وهي جزء من نظام المناعة التكيفية في الجسم الذي يعمل بشكل أبطأ من الاستجابة الفورية للإصابة أو المرض ، ولكن النتائج بعد ذلك في توليد مقاومة طويلة الأمد لمسببات أمراض معينة. على العكس من ذلك ، كان لدى الرجال الأكبر سنًا نشاط أكبر في جهاز المناعة الفطري - وهو قوة دفاع غير محددة في الجسم ولكنها ذات رد فعل أسرع.

أفاد الباحثون أن هذه النتائج المتعلقة بكيفية ومتى تختلف تغيرات الجهاز المناعي بين الرجال والنساء يمكن أن تكون مفيدة للمساعدة في تخصيص الرعاية السريرية بشكل أفضل بناءً على الجنس ومرحلة الحياة. يمكن أن تساعد النتائج أيضًا في إثراء الأبحاث المستقبلية حول تطوير علاجات محتملة لتعزيز وظيفة الجهاز المناعي لدى كبار السن. البيانات من الدراسة متاحة عبر الإنترنت على https://immune-aging.jax.org.

تم تمويل هذا البحث جزئيًا من خلال منحة NIH GM124922 و NIA منح R01 AG052608 و R01 AI142086 و UH2 AG056925NIA.

المرجعي: ماركيز إي جيه وآخرون. ازدواج الشكل الجنسي في شيخوخة جهاز المناعة البشري. اتصالات الطبيعة. 202011 (1): 751. دوى: 10.1038 / s41467-020-14396-9.


مراجع

Bornstein SR ، Dalan R ، Hopkins D ، Mingrone G ، Boehm BO. ارتباط الغدد الصماء والتمثيل الغذائي بعدوى فيروس كورونا. نات ريف إندوكرينول. 202016: 297–8.

نيمان دي سي ، وينتز إل إم. الرابط المقنع بين النشاط البدني ونظام الدفاع في الجسم. علوم الصحة الرياضية J. 20198: 201–17.

Sharman JE ، Smart NA ، Coombes JS ، Stowasser M. موقف التمرين وعلوم الرياضة أستراليا موقف تحديث حول التمارين وارتفاع ضغط الدم. J هوم هيبرتنس. 201933: 837–43.

Boutten A ، Goven D ، Artaud-Macari E ، Boczkowski J ، Bonay M. NRF2 استهداف: استراتيجية علاجية واعدة في مرض الانسداد الرئوي المزمن. اتجاهات مول ميد. 201117: 363-71.

Orliaguet L، Dalmas E، Drareni K، Venteclef N، Alzaid F. آليات استقطاب البلاعم في إشارات الأنسولين وحساسيته. الجبهة Endocrinol (لوزان). 202011: 62.

رودريغيز-إيتوربي ب ، بونس إتش ، جونسون آر جيه. دور جهاز المناعة في ارتفاع ضغط الدم. القس فيزيول 201797: 1127-1164.

Piqueras L ، Sanz MJ. الأنجيوتنسين 2 وتهريب الكريات البيض: رؤى جديدة لوسيط الأوعية الدموية القديم. دور مسارات إشارات الأكسدة والاختزال. مجانا راديك بيول ميد. 2020157: 38-54.

Johansen MY و MacDonald CS و Hansen KB و Karstoft K و Christensen R و Pedersen M et al. تأثير التدخل المكثف في أسلوب الحياة على التحكم في نسبة السكر في الدم لدى مرضى السكري من النوع 2: تجربة سريرية عشوائية. جاما. 2017318: 637–46.

بيدرسن BK. الآثار المضادة للالتهابات من ممارسة الرياضة: دور في مرض السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية. Eur J Clin Invest. 201747: 600-11.

جيسوس الأول ، هيريرا نا ، أندريو جيه سي ، سانتوس سي إف ، أمارال سي. يتصدى التدريب لخلخلة الأوعية الدموية الدقيقة التي يسببها DEX عن طريق تحسين التوازن بين البروتينات المولدة للأوعية والبروتينات. منشطات. 2020156: 108573.

وينبرغ إس إي ، سينا ​​لوس أنجلوس ، تشاندل NS. الميتوكوندريا في تنظيم المناعة الفطرية والتكيفية. حصانة. 201542: 406–17.

Liepinsh E و Makarova E و Plakane L و Konrade I و Liepins K و Videja M et al. تحفز التمارين منخفضة الكثافة الطاقة الحيوية وتزيد من أكسدة الدهون في الميتوكوندريا في خلايا الدم أحادية النواة من البالغين المستقرين. مندوب فيزيول .20208: e14489.

Wen CP و Wai JP و Tsai MK و Yang YC و Cheng TY و Lee MC وآخرون. الحد الأدنى من النشاط البدني لخفض معدل الوفيات وإطالة العمر المتوقع: دراسة أترابية مستقبلية. لانسيت. 2011378: 1244–53.

وو S ، ما سي ، يانغ زد ، يانغ ف ، تشو واي ، زانغ إتش ، وآخرون. سلوكيات النظافة المرتبطة بمرض شبيه بالإنفلونزا بين البالغين في بكين ، الصين: مسح كبير يعتمد على السكان. بلوس واحد. 201611: e0148448.

Wong CM و Lai HK و Ou CQ و Ho SY و Chan KP و Thach TQ وآخرون. هل التمارين الرياضية تقي من الوفيات المرتبطة بالإنفلونزا؟ بلوس واحد. 20083: e2108.

خوميش OA ، Kochetkov SN ، Bartosch B ، إيفانوف AV. بيولوجيا الأكسدة والاختزال للالتهابات الفيروسية التنفسية. الفيروسات. 201810: 392.

Vargas-Mendoza N و Morales-González Á و Madrigal-Santillán EO و Madrigal-Bujaidar E و lvarez-González I و García-Melo LF وآخرون. مضادات الأكسدة والاستجابة التكيفية بوساطة Nrf2 أثناء ممارسة الرياضة البدنية. مضادات الأكسدة (بازل). 20198: 196.

Bonay M، Deramaudt TB. Nrf2: رؤية جديدة في موت الخلايا المبرمج. ديس موت الخلية. 20156: e1897.


أساسيات علم المناعة: المناعة الفطرية ووظيفة الخلية البائية

الدورة الأولى من ثلاثة تخصصات تسمى أساسيات علم المناعة. تقدم كل دورة في التخصص مادة تعتمد على المادة الدراسية السابقة & # x27s.

هذه هي المحطة الأولى في رحلة من ثلاثة أجزاء عبر الدفاعات التي يستخدمها جسمك للحفاظ على صحتك. نأمل في هذا الجزء أن نقدم لك المفردات والمفاهيم التي تحتاجها للتفاعل مع المجتمع الطبي وتقديمها في سياق يجعلها لا تنسى. تعرف أساسيات علم المناعة الطلاب على الوظائف الأساسية لأجهزة المناعة التكيفية والفطرية. تقوم المحاضرات المبكرة بمسح الخلايا والأنسجة والأعضاء باستخدام الاستعارات والرسوم المتحركة والنماذج لتحسين الفهم والاحتفاظ. بعد وصف شكل الأجسام المضادة ووظيفتها وأصلها وأنواعها ، تقدم المحاضرات اللاحقة تفاصيل حول آلية توليد التباين. تقدم الدورة رسوم متحركة لإعادة ترتيب الجينات وتبديل الصنف وأوصاف نضج الألفة المرتبطة بالنماذج الفيزيائية التفصيلية لهيكل الجسم المضاد. تستعرض المحاضرة الأخيرة هذه المفاهيم في سياق تشريحي. يستخدم الاختبار أسئلة الاختيار من متعدد لاختبار الحقائق والمفاهيم وتطبيق المبادئ. قد تشير الأسئلة إلى المخططات والرسوم والصور الفوتوغرافية المستخدمة في المحاضرة ويتم إعادة إنتاجها في المخطط التفصيلي. ما ستتعلمه: الفرق بين أنظمة المناعة التكيفية والفطرية ، وخصائص مسببات الأمراض المختلفة التي تحميك منها ، والاستراتيجيات العامة المستخدمة في هذه الحماية. التركيب التفصيلي للأجسام المضادة ومستقبلات الغلوبولين المناعي ذات الصلة ، وخصائص ووظيفة فئات الأجسام المضادة المختلفة وآلية إنتاج مناطق التعرف ومناطق الجذع. أخيرًا ، كيف يتم ترميز هذه الهياكل في الحمض النووي والتعبير عنها في الخلايا البائية.


ال إعادة عرض في السمنة

AT هو نسيج ديناميكي للغاية يتم إعادة تشكيله بناءً على توازن الطاقة في الكائن الحي. إن مرونة AT هي التي تجعلها ضرورية للحفاظ على التوازن الأيضي بغض النظر عما إذا كانت الطاقة الخارجية وفيرة أو نادرة. تعتمد استجابة AT للإشارات الأيضية إلى حد كبير على التنسيق بين أنواع الخلايا المقيمة المختلفة بما في ذلك الخلايا الشحمية والخلايا الشحمية والخلايا المناعية والخلايا الوعائية والخلايا الليفية. يتم استشعار التمدد والانكماش المتأصل في الخلايا الشحمية أثناء فائض الطاقة والمجاعة ، على التوالي ، بواسطة الخلايا اللحمية والمناعة المحلية التي تدعم الخلايا المتني النشطة الأيضية (على سبيل المثال ، الخلايا الشحمية) في دائرة التماثل الساكن. على الرغم من وجود تنسيق معقد داخل الأنسجة بين الخلايا المتنيّة والخلايا اللحمية للحفاظ على انسجام الأنسجة ، فإن النظام عرضة لسوء التكيف تحت الضغط ، مثل الإفراط في التغذية على المدى الطويل والسمنة اللاحقة. في هذا الصدد ، يعد تضخم الخلايا الشحمية الشاذة سمة مركزية في اختلال وظائف AT الناجم عن السمنة من خلال تجاوز الآليات التعويضية مثل توسع الأوعية الدموية ، وتعديلات المصفوفة خارج الخلية ، وعدم كفاية تكوين الشحوم ، وتنشيط المناعة المفرط الذي يؤدي إلى نقص الأكسجة والتليف والالتهاب ، وكلها تساهم في مقاومة الأنسولين ((10)).

أثناء توازن الطاقة الإيجابي ، يبدو أن مستوى معينًا من الالتهاب ضروريًا لتنظيم العمليات المرتبطة بتوسع AT وإعادة تشكيلها. في المقابل ، يضعف التثبيط المزمن للإشارات الالتهابية للخلايا الشحمية وظيفة AT ويثير مقاومة الأنسولين في الفئران ((11-13)). في الواقع ، يتم تحفيز بعض عمليات إعادة التشكيل في AT ، مثل تكون الشحم وتكوين الأوعية الدموية ، عن طريق الإشارات الالتهابية ، وقد يكون بعض الالتهاب ضروريًا لحل الالتهاب في حلقة التغذية الراجعة السلبية ((12)). في حالة عدم وجود إشارات التهابية ، قد يؤدي وجود وفرة كبيرة من الخلايا المضادة للالتهابات ، بما في ذلك الضامة الشبيهة بـ M2 ، إلى إضعاف التكوُّن الشحمي وزيادة التليف AT بسبب ترسب الكولاجين غير المنظم. لا تقتصر هذه الأمثلة على الالتهاب الذي يمارس أدوارًا استتبابية على AT وقد تم وصفها بالتفصيل في أعضاء أخرى ، بما في ذلك العضلات الهيكلية ((14)). على هذا المنوال ، فإن الفعالية السريرية للعلاجات المضادة للالتهابات منخفضة بالنسبة للمرضى الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية ، والتي قد تُعزى إلى تثبيط الالتهاب الاستتبابي أو التكيفي. وبالتالي ، فإن العلاجات التي لا تتداخل بشكل دائم مع مسار معين أو التي تسمح بالنشاط النبضي لمثل هذا المسار قد تكون مرغوبة أكثر.

قد تؤدي التمارين الحادة إلى زيادة طفيفة في الالتهاب والإجهاد التأكسدي (على سبيل المثال ، يشار إليه غالبًا باسم هرمونات التمرين [(15)]) ، ومع ذلك قد يكون هذا ضروريًا لتحقيق حالة ثبات جديدة. في الواقع ، تثبيط نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات أوكسيديز أنواع الأكسجين التفاعلي بوساطة يزيل الحماية التي يسببها التمرين ضد احتشاء عضلة القلب في الفئران ((16)) ويقلل من امتصاص الجلوكوز في العضلات ((17)). على العكس من ذلك ، فإن الفئران التي تفرط في التعبير عن كاتلاز الميتوكوندريا قد أضعفت التنظيم الناجم عن التمرين لبيروفات ديهيدروجينيز كيناز في AT ((18)). من المحتمل أن تكون هذه الميزات "الشبيهة بالهرمونات" من التمارين مدفوعة برفع تنظيم سلاسل الإشارات التكيفية أو المعاكسة التي تعارض الإشارات الالتهابية وتستعيد الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء بسرعة إلى نقاط ضبط توازن جديدة (على سبيل المثال ، تعديلات تدريب التمرين). مع فائض الطاقة المزمن ، يتحول توسع AT نحو إعادة التشكيل المرضي بما في ذلك استجابات الخلايا المناعية المفرطة النشاط التي تسبب التهابًا مفرطًا. والجدير بالذكر أنه لا يزال من غير الواضح متى وكيف ينتقل AT من استجابة مناعية تكيفية صحية من الناحية الفسيولوجية إلى حالة مرضية غير قابلة للتكيف. ومع ذلك ، في حالة السمنة ، يتم تحفيز التهاب AT المزمن أو زيادته في جزء كبير منه عن طريق (1) التوظيف السريع للخلايا المناعية ، (2) إعادة تشكيل المشهد المناعي اللحمي (على سبيل المثال ، الخلايا المناعية ، الخلايا البطانية ، الخلايا الليفية) ، و (3) تغيير وظيفة الخلايا المناعية AT. في هذا القسم ، يتم تلخيص الآليات الرئيسية التي من خلالها يعيد فائض الطاقة توصيل مورفولوجيا AT ووظيفته ، مع التركيز الأساسي على الخلايا المناعية AT. تم نشر المناقشات التفصيلية حول الموضوع ((1 ، 19)).

تضخم وتليف الخلايا الشحمية

يعد تضخم الخلايا الشحمية سمة مركزية لخلل وظيفة AT التي قد تؤدي إلى نقص الأكسجة في الخلايا الشحمية والتليف من إعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلية المفرطة ((10)). يحد AT الملتهب والتليفي من سعة تخزين الدهون ويزيد من نسبة اللبتين إلى نسبة الأديبونيكتين. تؤدي هذه التعديلات إلى تفاقم الخلل الأيضي المرتبط بالسمنة. لقد تم اقتراح أنه أثناء توسع AT ، قد يكون توليد خلايا شحمية جديدة يؤدي إلى تضخم قد يكون وقائيًا ضد تضخم الخلايا الشحمية غير المبرر ((20)). قد يكون تضخم الخلايا الشحمية أكثر ملاءمة من تضخم الخلايا الشحمية بالنظر إلى أن الخلايا الشحمية المتضخمة تظهر العديد من التشوهات الشبيهة بالنخر بما في ذلك أغشية البلازما الممزقة ، والشبكة الإندوبلازمية المتوسعة ، وحطام الخلية في الفضاء خارج الخلية ، وتنكس البروتينات الدهنية للقطرات 21). من المثير للاهتمام ، مع ذلك ، أن حجم الخلية الشحمية لا يكون مُمْرِضًا عند منع التليف. أظهر شيرير وزملاؤه أن استئصال بروتين الكولاجين السادس خارج الخلية يخفف من الخلل الأيضي الناجم عن النظام الغذائي في الفئران التي تعاني من نقص الليبتين على الرغم من وجود تضخم هائل في الخلايا الشحمية ((22)). الافتراض هو أن تقليل توسع المصفوفة خارج الخلية يعزز سعة تخزين الخلايا الشحمية من خلال السماح بالانتفاخ الصحي لهذه الخلايا. على طول هذه الخطوط ، فإن الإفراط في التعبير عن الأديبونيكتين يعزز من توسع AT "الصحي" في فئران السمنة والسمنة ، وبالتالي يخفف تراكم الدهون خارج الرحم (على سبيل المثال ، التنكس الدهني في الكبد والعضلات الهيكلية والبنكرياس) والحماية من مقاومة الأنسولين الجهازية ((23)). يقلل Adiponectin أيضًا من الالتهاب عن طريق تنظيم البروتين 3 الناتج عن عامل نخر الورم α (TNFα) الذي ينظم بشكل سلبي تنشيط المستقبلات الشبيهة بالحصيلة وإشارات العامل النووي κB ((24)). وبالتالي ، فإن التوازن بين معدل تمدد الخلايا الشحمية واستجابة إعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلية يساهم بشكل كبير في التوسع الوظيفي لـ AT.

الاستجابات التكيفية الإضافية ضرورية لتوسيع AT الصحي ، بما في ذلك تكوين الأوعية الدموية. تنتج الخلايا الشحمية المتوسعة عوامل مولدة للأوعية مثل اللبتين ، اللاكتات ، عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF) ، عامل نمو الأرومة الليفية -2 ، عامل نمو الخلايا الكبدية ، عوامل النمو الشبيهة بالأنسولين ، عامل النمو المشيمي ، عامل نمو البشرة المرتبط بالهيبارين ، وعامل النمو الوعائي. نظرًا لتوسع AT بسبب الإفراط في التغذية المزمن ، فقد لا تتمكن كثافة الشعيرات الدموية ووظيفة الأوعية الدموية من تلبية متطلبات نمو الخلايا الدهنية ، مما يؤدي إلى ظهور جيوب من نقص الأكسجة في الأنسجة. تعزيز تولد الأوعية (في سياق السمنة) يعزز توسع الخلايا الشحمية الصحية مع زيادة تكوين الدهون وتقليل التهاب وتليف AT ((25)). ومن المثير للاهتمام ، أن تعزيز كثافة الشعيرات الدموية في السمنة AT أظهر أيضًا أنه يخفف العديد من عقابيل التمثيل الغذائي لمقاومة الأنسولين الناتجة عن السمنة ((25)) ، مما يعني أن توصيل المغذيات والأكسجين الكافي إلى الخلايا الشحمية كافٍ للحفاظ على التوازن الخلوي. بشكل عام ، ينخفض ​​توتر الأكسجين (الضغط الجزئي للأكسجين) لدى البشر المصابين بالسمنة بحيث يرتبط عكسًا بنسبة الدهون في الجسم. علاوة على ذلك ، يرتبط الضغط الجزئي المنخفض للأكسجين بانخفاض تثبيط الأنسولين بوساطة تحلل الدهون ((26)). تشير الدلائل الحديثة في القوارض إلى أن الحالة النسبية لنقص الأكسجة في السمنة AT ترجع بشكل متناقض إلى زيادة الطلب على الأكسجين الذي يدفع التنفس غير المنقطع عن طريق تنشيط النوكليوتيدات الداخلية للأدينين في الميتوكوندريا 2 ((27)). أدى الحذف الخاص بالخلايا الشحمية لـ nucleotide translocase-2 إلى تقليل التهاب AT وتحسين مقاومة الأنسولين في الفئران البدينة عن طريق تقليل الطلب على الأكسجين وعن طريق التنشيط المنشط للعامل 1-alpha الناجم عن نقص الأكسجة.

تجنيد الخلايا المناعية ومناظر الخلايا المناعية في السمنة

قد تكون التفاعلات المتوترة بين الخلايا الشحمية المتنيّة والمجموعات اللحمية / المناعية مسببة في قيادة أو تفاقم حالات الانتقال من الهزيل إلى السمنة AT. في الواقع ، يتحول المظهر الجانبي للخلايا المناعية مع السمنة إلى خلية تتميز بتراكم الخلايا التائية CD8 + ، والضامة الالتهابية ، والعدلات ، والخلايا البدينة ، والخلايا التائية ، في حين أن نسب الخلايا التائية التنظيمية (Tregs) ، والحمضات ، والخلايا القاتلة الطبيعية الثابتة ، بدلاً من ذلك ، يتم تقليل الضامة المنشطة والخلايا اللمفاوية الفطرية من النوع 2 أو ضعف الوظيفة. بالإضافة إلى ذلك ، تتراكم الخلايا البائية في السمنة AT وتتفاعل مع الخلايا التائية لإنتاج السيتوكينات المنشطة للالتهابات ((28)) ، مع وجود أدلة تشير إلى أن إنتاج الأجسام المضادة الذاتية مرتفع ((29)). في المقابل ، يتم تقليل الخلايا البائية التنظيمية المعززة للتسامح والتي تنتج السيتوكين المضاد للالتهابات ، إنترلوكين 10 (IL-10) ((30)). أكدت مجموعة من الأساليب التجريبية بما في ذلك التلاعب الجيني و / أو تحييد الأجسام المضادة و / أو دراسات النقل بالتبني الأدوار الحاسمة لكل من مجموعات الخلايا المناعية المذكورة أعلاه في تنظيم حالة التهاب AT وفي بعض الحالات عمل الأنسولين المحيطي ((1 ، 19)).

سلطت النسخ أحادية الخلية الضوء على التغيرات العالمية في مجموعات المناعة المكونة للدم (CD45 +) داخل AT من الفئران النحيلة والسمنة عبر عدة مراحل من السمنة (أي مدة الوجبات الغذائية المسببة للسمنة) وأبرزت لاحقًا مجموعات مناعية فريدة ، تمت مراجعتها في مكان آخر ((31)) )). باختصار ، تم الكشف عن مجموعة جديدة من البلاعم المخصب في الحيوانات البدينة بالتعبير العالي عن الجينات المرتبطة بعملية التمثيل الغذائي للدهون ، والتي يطلق عليها "الضامة المرتبطة بالدهون" (LAMs). 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.


شاهد الفيديو: The immune system innate and adaptive النظام المناعي المناعة الفطرية والمناعة المكتسبة (كانون الثاني 2022).