我们为什么会发烧?这比“热杀死细菌”要复杂得多。

我们为什么会发烧?这比“热杀死细菌”要复杂得多。

在流感引起的发烧期间,人们很容易会问为什么自己的身体会让你感到寒冷、出汗和疼痛,而这些症状都伴随着发烧。新的研究提供了一些关于表面下发生的事情的见解。根据 9 月 20 日发表在《科学免疫学》杂志上的一项研究,发烧般的体温会改变某些免疫细胞的行为方式,通过改变新陈代谢来增强一些关键的抗感染细胞的活性并降低调节细胞的抑制作用。

这一发现有助于深入了解长期以来一直神秘的生物过程,有助于部分解释发烧如何抵抗感染。但这项新研究也可能揭示我们免疫反应的阴暗面。研究人员发现的特定生物途径可能在已知与长期炎症相关的癌症风险增加中发挥作用。简而言之:“轻微发烧是好事,但大量发烧就不好了,”资深研究作者、范德堡大学医学中心 (VUMC) 免疫生物学教授 Jeff Rathmell 说。

发烧是一种全身性体温升高,通常与感染有关。炎症也常见,炎症会导致局部体温升高,由受伤或生病引起。尽管人们早就知道温度是许多生物过程中的一个重要变量,但人们对热量的作用以及当温度升高时我们的免疫系统究竟会发生什么情况了解甚少,Rathmell 说。“科学没有一个很好的答案,”他说。一般来说,人们认为高温会使身体对入侵的微生物(即让我们生病的病原体)不那么欢迎,“但事实并非如此,”他补充道。

根据这项新研究,事实似乎比基本解释要复杂得多。还有一个完全相反的问题需要考虑:我们自己的细胞如何应对额外的热量。先前的研究表明,热量通过刺激活动来帮助免疫系统。本周的研究说明了如何深入到细胞内水平。

Rathmell 和他的合著者研究了几种不同类型的 T 细胞(白细胞的一个子集)对热的反应。在对实验室培养细胞进行的多次实验中,他们发现,约 102 华氏度的“中度发烧”会增加一组通用 T 细胞的新陈代谢、增殖和活性,这些细胞会继续分化为多种免疫功能。与此同时,通常抑制免疫反应的调节性 T 细胞受到损害,这是一种双重负面影响,意味着身体防御系统的控制力减弱。

最后,与直觉相反的是,一种对抵御病毒至关重要的辅助性 T 细胞因高温而受到压力。许多 Th1 细胞因压力而死亡。然而,幸存者是超级细胞——反应更快,产量更高。“存活下来的细胞具有适应能力,可以克服压力。从长远来看,它们会更好,但它们必须克服中间的困难,”Rathmell 说。

“在正常感染的背景下,这种平衡合乎逻辑,”这项研究的主要作者、VUMC 的博士后研究员 Darren Heintzman 说道。“你希望你的抑制因子更差,而效应因子更好。”但这有一个问题。

在随后的实验中,科学家们集中研究了许多观察到的变化背后的机制。细胞代谢和线粒体至关重要——尤其是一种名为电子传递链 1 的大型代谢蛋白。这种有助于为细胞提供燃料的蛋白质复合物在高温条件下效率会大大降低。辅助 T 细胞中发生的相同细胞应激也可能发生在全身——在许多不同细胞的线粒体中,导致 DNA 损伤,从而导致癌变等。“当热量和炎症变成慢性时,就会成为问题——在自身免疫性疾病等情况下,这并不是一件好事,”Heintzman 解释说。

某些癌症,例如结肠癌,已知与克罗恩病等肠道疾病引起的炎症有关。现在,至少有一个明确的假设可以解释其中的原因。“与局部炎症相关的热量可能是由这种线粒体机制引起的……并且可能最终导致 [促进癌症] 突变,”Rathmell 告诉《大众科学》

不过,他补充说,目前这只是推测。他们有培养皿实验,也有过去小鼠和人类研究的一些数据来表明他们的理论符合要求——但需要对实际生命系统进行更多研究来证实这一猜测。研究动物体温变化是一项挑战,因为许多变量都参与其中,几乎不可能分离出任何一种变化的影响,“但这真的很重要,我们对此非常感兴趣,”Rathmell 说。

“每个人都会发烧。每个人都会经历体温变化——他们会感觉到(受伤的)手指肿胀和跳动,”海因茨曼说。他补充说,现在我们对这些热过程对我们有益和有害之处有了更好的了解。这并不意味着你在生病时就必须放弃退烧药——也不必过于担心脚踝扭伤肿胀,他说。但这确实意味着即使是先天的生物反应,适度也是最好的。

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