暑いですか？発熱が病原体との戦いにどのように役立つか

: By エドモンド・K・ルグランドとジョー・アルコック

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熱があると元気が保てる仕組み 9 11

発熱は不快ですが、体が侵入してくる病原体を克服するのに役立ちます。ナリサラ・ナミ/Moment via Getty Images

君がいるとき熱病, 医師はおそらく、免疫システムが感染症からあなたを守っている兆候だと言うでしょう。発熱は通常、感染部位の免疫細胞が化学信号を脳に送り、体のサーモスタットの設定値を上昇させることで発生します。それで、あなたは悪寒を感じる熱が出始めると熱を感じ、熱が下がると熱く感じます。

ただし、発熱がどのように体を守るのかを医師に正確に尋ねたとしても、完全に満足のいく答えを期待しないでください。

発熱が感染症と戦うのに有益であるという科学的な合意にもかかわらず、正確にどのように作用するかについては議論がある。我々は獣医病理学者と救急医に興味がある進化論の原理を適用する医療上の問題に。発熱の影響は非常に有害であると思われるため、発熱の進行は古典的な難問です。不快に感じるだけでなく、危険なほど過熱してしまうのではないかと心配になるかもしれません。それだけの熱を生成するには代謝コストもかかります。

私たちの研究とレビューでは、発熱は動物界のほとんどの地域で発生するため、この費用のかかる対応は、メリットがあるはずださもなければ、それは時間の経過とともに進化したり、種を越えて保持されたりすることは決してなかっただろう。発熱の熱が体が感染症と戦うのにどのように役立つかを説明するために、重要だがあまり考慮されていないいくつかの点を強調します。発熱は、種を超えて何億年も続いてきた生理学的反応です。

発熱は感染症とどのように闘うのか

感染症は病原体によって引き起こされる。病原体は、特定の種の細菌、真菌、原生動物などの微生物でありえます。微生物やウイルスがあなたの細胞に感染し、それを複製に利用している場合、あなた自身の細胞も病原体とみなされ、免疫システムによってそのように扱われる可能性があります。

発熱が感染症の制御にどのように役立つかについての主な説明は次のとおりです。高温病原体に熱によるストレスを与え、病原体を死滅させるか、少なくともその増殖を阻害します。しかし、なぜ体温がやや高く、華氏約 1.8 度から 5.4 度上昇するのでしょうか (1から4への摂氏） – 自分自身の健康な細胞さえ殺すことができず、これほど多種多様な病原体に害を及ぼすのでしょうか？

免疫学者は、わずかな熱があると指摘しています。免疫細胞の働きを良くする。これは、防御機能を高めるために発熱が必要であることを意味します。しかし、進化の観点から見ると、特に免疫細胞を活性化するためのより高速な分子シグナルがすでに豊富に存在しているため、免疫細胞の活性を高めるためだけに発熱という莫大なエネルギーコストを必要とするのは奇妙に思えます。

熱に加えて、酸素レベルがわずかに低い & わずかな酸味ブーストも免疫細胞の機能。このようなストレスの多い状況は感染部位でも発生するため、免疫細胞がストレスの多い労働条件に合わせて最大限の機能を発揮するように進化したことは理にかなっています。実際、成長状態にあるものは本質的にストレスに対して脆弱であり、病原体は通常成長しているため、私たちを含む研究者は、免疫細胞の機能は積極的に行うことであると提案しました。地域の状況をストレスの多いものにする増殖する病原体を優先的に害するため。

局所的に病原体を加熱する

炎症感染に対する局所的な防御反応です。それ通常は免疫システムが最も活発な領域の熱、痛み、発赤、腫れ。感染部位が熱を発生することを認識している科学者もいますが、多くの科学者は、炎症による暖かさの感覚は、体の中心組織から温かい血液をもたらす血管の拡張によってのみ発生すると信じています。

しかし、研究者らは、炎症を起こした組織は、体の中心組織であっても、最大 1.8 ～ 3.6 F (1〜2 C）隣接する正常組織よりも暖かいため、暖かさは血流量の増加による単なる副産物ではありません。その余分な熱の多くは免疫細胞自体から来ています。呼吸バーストとして知られるプロセスで病原体を殺すために活性酸素種を生成すると、かなりの熱も生産されています。しかし、現在に至るまで、関連する温度は測定されていません。

細胞は幅広い温度に耐えることができますが、高温ではすべての細胞の増殖および生存能力が急激に低下します。哺乳動物の細胞、そしておそらくそれらに感染する病原体にとっては、113 F (45 C) 付近の温度が XNUMX ～ XNUMX 度高いだけでも危険です。ほぼ常に致命的。そのため、すでに暖かくなっている地域の気温に、発熱の熱が加わります。

病原体は、救急外来で体温計で日常的に測定される体温よりもはるかに高い温度にさらされているという証拠があります。 2018 年の研究では、地域の気温は次のような影響を受ける可能性があることが判明しました。ミトコンドリアでは最高 122 °F (50 °C) – 細胞の動力源 – は研究者を驚かせる。ミトコンドリアが発生する熱は体を温めるのに利用され、熱のために。同様に、呼吸バーストによって免疫細胞の表面に生じる局所的な熱が病原体を殺すのに役立つと考えられます。

熱やその他のストレス要因

免疫細胞は病原体を標的とします。さまざまなストレス要因彼らを殺すか阻害することを意味していました。これらには、活性酸素種、有毒ペプチド、消化酵素、高い酸性度、栄養素の欠乏が含まれます。ほとんどの化学反応は温度の上昇によって加速されるため、熱がこれらの防御機能を強化することは驚くべきことではありません。

研究者らは、熱は次のようなものであることを示しました。低酸素と酸性度の相乗効果病原体を殺す際に。注目すべきことに、発熱や鉄分制限だけでは感染性細菌の増殖を抑制できなかった。 Pasteurella multocida、しかし組み合わせると可能です。感染症を制御する際、暑さのストレスだけが作用するわけではありません。

発熱が病原体を殺し、免疫反応を高めるという標準的な見解は正しいですが、不完全です。感染を制御する発熱の能力は、局所的に発生する既存の熱を強化し、脆弱な増殖病原体に害を及ぼすために追加される、いくつかの重要な度合いによってもたらされます。また、発熱は単独ではなく、常に他の防御手段と連携して作用します。

At 600億年以上、発熱はこの地球上の生命の古代からの特徴であり、尊重に値します。実際、感染症と闘う暑さのおかげで、あなたはまだここに、生きていて、これを読んでいるのです。次に病気になったときに考えるべきこと。