Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Hastalandığınızda ateşiniz yükseldiğinde, doktorunuz muhtemelen bağışıklık sisteminizin sizi enfeksiyona karşı koruduğu bir işaret olduğunu söyleyecektir. Ateş genellikle enfekte bölgelerdeki bağışıklık hücrelerinin kimyasal sinyaller göndererek vücudun termostatının ayar noktasını yükseltmesi sonucunda ortaya çıkar. Bu nedenle ateş başladığında ürperir ve ateş düştüğünde sıcak hissedersiniz.

Ancak doktorunuza ateşin sizi nasıl koruduğunu tam olarak sorduğunuzda, tam anlamıyla tatmin edici bir cevap beklemeyin. Ateşin enfeksiyonlarla savaşmada faydalı olduğuna dair bilimsel bir görüş birliği olmasına rağmen, tam olarak nasıl işlediği konusunda hala bir belirsizlik bulunmaktadır. Biz, tıbbi sorunlara evrimsel prensipleri uygulama konusunda ilgilenen bir veteriner patolog ve bir acil tıp doktoruyuz. Ateşin evrimi, ateşin etkileri o kadar zararlı göründüğü için klasik bir muammadır. Sizi rahatsız hissettirmenin ötesinde, tehlikeli bir şekilde aşırı ısınacağınızdan endişelenmeniz de mümkündür. Ayrıca bu kadar fazla ısı üretmek metabolik olarak maliyetlidir.

Araştırmamız ve gözden geçirmemizde, ateşin hayvanlar aleminin büyük bir bölümünde görülmesi nedeniyle bu maliyetli tepkinin faydaları olması gerektiğini veya zaman içinde türler arasında korunmamış olması gerektiğini öneriyoruz. Vücut sıcaklığınızı yükselten ateşin enfeksiyonlarla savaşmanıza nasıl yardımcı olduğunu açıklamaya yardımcı olan ancak nadiren düşünülen önemli bazı noktaları vurguluyoruz.

Ateşin enfeksiyonla savaşması Enfeksiyonlar patojenler tarafından oluşturulur. Patojenler, belirli bakteri türleri, mantarlar veya protozoalar gibi mikroplar olabilir. Eğer mikroplar veya virüsler hücrelerinizi enfekte etmişse ve bunları çoğaltmak için kullanıyorlarsa, kendi hücreleriniz de patojenler olarak kabul edilir ve bağışıklık sistemi tarafından bu şekilde işlem görür.

Ateşin enfeksiyonları kontrol etmeye nasıl yardımcı olduğunun temel açıklaması, daha yüksek sıcaklıkların patojenler üzerinde ısıya dayalı stres oluşturduğu ve onları öldürdüğü veya en azından çoğalmalarını engellediği yönündedir. Ancak ateşin hafifçe yükselen vücut sıcaklıkları - ki bunlar kendi sağlıklı hücrelerinizi bile öldüremeyen yaklaşık 1.8 ila 5.4 derece Fahrenheit (1 ila 4 derece Celsius) artışlardır - neden kendi hücrelerinizi öldürmeyen ve birçok farklı patojeni zarar görmüş gibi etkileyen birçok patojeni nasıl zarar verebilir? İmmünologlar, hafif sıcaklığın bağışıklık hücrelerini daha iyi çalıştırdığını gözlemlemişlerdir. İma edilen şudur ki ateş, savunma işlevlerini artırmak için gereklidir. Ancak evrimsel bir bakış açısından, bağışıklık hücrelerinden daha fazla aktivite elde etmek için ateş üretmenin bu kadar büyük bir enerji maliyetini gerektirmesi garip görünür, özellikle zaten onları etkinleştirmek için bol miktarda ve daha hızlı moleküler sinyaller bulunuyorken.

Ayrıca ısıya ek olarak, hafif oksijen seviyeleri ve hafif asitlik de bağışıklık hücre işlevini artırır. Bu stresli koşulların enfekte bölgelerde de meydana gelmesi mantıklıdır, bu nedenle bağışıklık hücreleri maksimum işlevselliğini stresli çalışma koşullarına uygun hale getirmek için evrildi. Aslında, büyüme halindeki her şeyin stres açısından hassas olduğunu ve patojenlerin genellikle büyüdüğünü göz önünde bulundurarak, bizim gibi araştırmacılar bağışıklık hücrelerinin işlevlerinden birinin büyüyen patojenlere zarar vermek için yerel koşulları bilinçli olarak stresli hale getirmek olduğunu öne sürmüşlerdir. Patojenleri yerel olarak ısıtmak İltihap, enfeksiyona karşı yerel bir savunma tepkisidir. Genellikle bağışıklık sisteminin en aktif olduğu bölgelerde ısı, ağrı, kızarıklık ve şişme içerir. Bazı bilim insanları enfekte bölgelerin ısı ürettiğinin farkında olsa da, birçok kişi iltihaptan kaynaklanan sıcaklık hissinin sadece genişlemiş kan damarları tarafından vücudun iç bölgelerinden daha sıcak kan getirmesinden kaynaklandığını düşünmektedir.

Ancak araştırmacılar, inflame olmuş dokuların, hatta iç vücut dokularında bile, komşu normal dokulardan 1.8 ila 3.6 derece F (1 ila 2 derece C) daha sıcak olduğunu bulmuşlardır, bu nedenle sıcaklık sadece daha fazla kan akışının bir yan ürünü değildir. Bu ekstra ısı büyük ölçüde bağışıklık hücrelerinden gelmektedir. Bağışıklık hücreleri, patojenleri öldürmek için reaktif oksijen türleri ürettiklerinde, önemli miktarda ısı da üretilir. Ancak şimdiye kadar, ilgili sıcaklıklar ölçülmemiştir.

Hücreler geniş bir sıcaklık aralığını tolere edebilirken, tüm hücreler daha yüksek sıcaklıklarda büyümekte ve yaşamda keskin bir düşüş yaşarlar. Memeli hücreleri için ve muhtemelen onları enfekte eden patojenler için, hemen hemen her zaman 113 derece F (45 derece C) civarındaki sıcaklıklardan bir veya iki derece daha yüksek sıcaklıklar neredeyse her zaman ölümcüldür. Bu nedenle ateşin sıcaklığı zaten daha yüksek olan yerel sıcaklıklara eklenir.

Patojenlere acil serviste bir termometre ile ölçülen vücut sıcaklığından çok daha yüksek sıcaklıklarda maruz kalındığına dair kanıtlar bulunmaktadır. Mitokondri olarak bilinen hücrenin güç merkezindeki lokal sıcaklıkların 122 derece F (50 derece C) kadar yüksek olabileceğini bulan 2018 yılında yapılan bir çalışma, araştırmacılar için bir sürpriz olmuştur. Mitokondrilerin ürettiği ısı, vücudu ısıtmak ve ateş için iyi bir şekilde kullanılır. Benzer şekilde, biz de solunum patlaması olarak bilinen bir süreçte bağışıklık hücrelerinin yüzeyinde patojenleri öldürmeye yardımcı olan yerel ısının, patojenleri öldürmeye yardımcı olduğunu öne sürüyoruz.

Isı ve diğer stres faktörleri Bağışıklık hücreleri, patojenleri öldürmeyi veya inhibe etmeyi amaçlayan çeşitli stres faktörleri ile hedef alırlar. Bunlar reaktif oksijen türleri, toksik peptitler, sindirim enzimleri, yüksek asitlik ve besin eksikliği içerir. Kimyasal reaksiyonların çoğu artan sıcaklıkla hızlandığı için, ısı bu savunmaları artırmanın doğal bir yolu olarak kabul edilir. Araştırmacılar, ısı ile düşük oksijen ve asitliğin patojenleri öldürmede sinerjik olduğunu göstermiştir. Özellikle, ateşli sıcaklıklar veya tek başına demir kısıtlaması, bulaşıcı bakteri Pasteurella multocida'nın büyümesini engelleyemedi, ancak bir araya geldiğinde engelleyebilirdi. Isının stresi, enfeksiyonları kontrol ederken yalnız başına hareket etmez.

Ateşin patojenleri öldürdüğü ve bağışıklık tepkilerini artırdığı standart görüş doğru ancak eksik bir görüştür. Ateşin enfeksiyonları kontrol etme yeteneği, yerel olarak üretilen mevcut ısıyı zarar görmekte olan büyümekte olan patojenlere zarar vermek için ekstra ancak kritik dereceler eklemesinden kaynaklanır ve ateş her zaman diğer savunmalarla birlikte hareket eder, asla yalnız hareket etmez.

600 milyon yılın üzerinde bir süre önce, ateş bu gezegendeki yaşamın eski bir özelliğidir ve saygıyı hak eder. Aslında, hala burada olduğunuz için enfeksiyonla savaşan ısıya borçlusunuz. Hastalandığınızda düşünmek için bir şey.

 Kaynak: popsci.com