Avere la febbre è spiacevole, ma può aiutare il corpo a superare gli agenti patogeni invasori. Narisara Nami/Moment tramite Getty Images
Quando sei malato di febbre, il tuo medico probabilmente ti dirà che è un segno che il tuo sistema immunitario ti sta difendendo da un'infezione. La febbre in genere deriva da cellule immunitarie nei siti infetti che inviano segnali chimici al cervello per aumentare il punto di regolazione del termostato del corpo. Quindi tu sentire i brividi quando inizia la febbre e sentirsi caldo quando la febbre scende.
Tuttavia, se chiedessi al tuo medico esattamente come la febbre ti protegge, non aspettarti una risposta completamente soddisfacente.
Nonostante il consenso scientifico sul fatto che la febbre sia benefica nel combattere le infezioni, è controverso esattamente come. Noi siamo un patologo veterinario e medico di emergenza interessato a applicando principi evolutivi a problemi medici. L'evoluzione della febbre è un classico enigma perché gli effetti della febbre sembrano così dannosi. Oltre a farti sentire a disagio, potresti anche temere di surriscaldarti pericolosamente. È anche metabolicamente costoso generare così tanto calore.
Nella nostra ricerca e revisione, proponiamo che, poiché la febbre si manifesta in gran parte del regno animale, questa risposta è costosa deve avere dei benefici altrimenti non si sarebbe mai evoluto o trattenuto tra le specie nel tempo. Evidenziamo diversi punti importanti ma raramente considerati che aiutano a spiegare come il calore della febbre aiuta il corpo a combattere le infezioni. La febbre è una risposta fisiologica che persiste da centinaia di milioni di anni in tutte le specie.
Come la febbre combatte le infezioni
Le infezioni sono causati da agenti patogeni. Gli agenti patogeni possono essere microbi come alcune specie di batteri, funghi o protozoi. Se microbi o virus hanno infettato le tue cellule e le usano per replicarsi, anche le tue stesse cellule possono essere considerate agenti patogeni e vengono trattate in questo modo dal tuo sistema immunitario.
La spiegazione principale di come la febbre aiuta a controllare le infezioni è questa temperature più alte sottopongono gli agenti patogeni allo stress indotto dal calore, uccidendoli o almeno inibendone la crescita. Ma perché la temperatura corporea leggermente più alta della febbre – un aumento di circa 1.8-5.4 gradi Fahrenheit (1 a 4 gradi Celsius) – che non può nemmeno uccidere le tue stesse cellule sane, danneggiando una così ampia varietà di agenti patogeni?
Gli immunologi hanno notato quel leggero calore fa funzionare meglio le cellule immunitarie. L’implicazione è che la febbre è necessaria per migliorare la loro funzione difensiva. Tuttavia, da una prospettiva evolutiva, sembra strano richiedere l’enorme dispendio energetico necessario per generare la febbre solo per ottenere una maggiore attività dalle cellule immunitarie, soprattutto perché sono già disponibili segnali molecolari abbondanti e più veloci per attivarle.
Oltre al calore, livelli di ossigeno leggermente bassi ed leggera acidità anche aumentare funzione delle cellule immunitarie. Poiché queste condizioni stressanti si verificano anche nei siti infetti, è logico che le cellule immunitarie si siano evolute per far sì che la loro massima funzionalità corrisponda alle condizioni di lavoro stressanti. Infatti, poiché qualsiasi cosa in uno stato di crescita è intrinsecamente vulnerabile allo stress – e gli agenti patogeni in genere crescono – i ricercatori, compreso uno di noi, hanno proposto che una funzione delle cellule immunitarie sia quella di attivamente rendere stressanti le condizioni locali per danneggiare preferenzialmente i patogeni in crescita.
Riscaldamento degli agenti patogeni localmente
Infiammazione è una risposta difensiva locale all’infezione. Esso tipicamente coinvolge calore, dolore, arrossamento e gonfiore nelle zone in cui il sistema immunitario è più attivo. Mentre alcuni scienziati sono consapevoli che i siti infetti generano calore, molti credono che la sensazione di calore derivante dall’infiammazione provenga solo dai vasi sanguigni dilatati che portano sangue più caldo dai tessuti centrali del corpo.
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che i tessuti infiammati, anche nei tessuti centrali del corpo, hanno una temperatura compresa tra 1.8 e 3.6 F (Da 1 a 2 ° C) più caldo dei tessuti normali adiacenti, quindi il calore non è solo un sottoprodotto di un maggiore flusso sanguigno. Gran parte di quel calore extra proviene dalle stesse cellule immunitarie. Quando generano specie reattive dell'ossigeno per uccidere gli agenti patogeni in un processo noto come esplosione respiratoria, calore notevole viene anche prodotto. Ad oggi, però, le temperature coinvolte non sono state misurate.
Sebbene le cellule possano tollerare un ampio intervallo di temperature, tutte le cellule sperimentano un forte calo della loro capacità di crescere e sopravvivere a temperature più elevate. Per le cellule dei mammiferi, e presumibilmente per gli agenti patogeni che le infettano, anche un solo grado o due sopra la temperatura intorno a 113 F (45 C) è sufficiente. quasi sempre mortale. Quindi il calore della febbre si aggiunge alle temperature locali già più calde.
Esistono prove che gli agenti patogeni sono esposti a temperature molto più elevate della temperatura corporea misurata abitualmente con un termometro nel pronto soccorso. Uno studio del 2018 ha scoperto che le temperature locali possono esserlo fino a 122 F (50 C) nei mitocondri – la centrale elettrica della cellula – è arrivato come a sorpresa per i ricercatori. Il calore generato dai mitocondri viene utilizzato per riscaldare il corpo e per la febbre. Allo stesso modo, suggeriamo che il calore locale prodotto dall’esplosione respiratoria sulla superficie delle cellule immunitarie aiuti a uccidere gli agenti patogeni.
Calore e altri fattori di stress
Le cellule immunitarie prendono di mira gli agenti patogeni con a varietà di fattori di stress intendeva ucciderli o inibirli. Questi includono specie reattive dell'ossigeno, peptidi tossici, enzimi digestivi, elevata acidità e privazione di nutrienti. La maggior parte delle reazioni chimiche vengono accelerate dall'aumento della temperatura, quindi non sorprende che il calore aumenti queste difese.
I ricercatori hanno dimostrato che esiste il calore sinergico con basso ossigeno e acidità nell’uccidere gli agenti patogeni. In particolare, né le temperature febbrili né la restrizione del ferro da sole sono state in grado di inibire la crescita dei batteri infettivi Pasteurella multocida, ma potrebbero farlo se combinati. Lo stress da caldo non agisce da solo nel controllo delle infezioni.
La visione standard secondo cui il calore della febbre uccide gli agenti patogeni e migliora le risposte immunitarie è corretta ma incompleta. La capacità della febbre di controllare le infezioni deriva dai pochi livelli aggiuntivi, ma critici, che aggiunge per aumentare il calore esistente generato localmente per danneggiare i vulnerabili agenti patogeni in crescita. E la febbre agisce sempre anche con altre difese, mai da sola.
At oltre 600 milioni di anni, la febbre è una caratteristica antica della vita su questo pianeta che merita rispetto. In effetti, è grazie alla lotta contro le infezioni che sei ancora qui – vivo – per leggere questo. Qualcosa a cui pensare la prossima volta che sarai malato.
Circa l'autore
Edmund K. LeGrand, Professore a contratto di Scienze Biomediche e Diagnostiche, Università del Tennessee ed Joe Alcock, Professore di Medicina d'Urgenza, University of New Mexico
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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