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體溫與免疫鐘

時間:2024-10-25 01:36:12

人體可以被看成是一個巨大的生化反應器,我們的身體内部每時每刻都在發生着無數個生化反應,無論是新陳代謝還是免疫系統,甚至包括大腦的思維過程,都是一系列生化反應的結果。

學過化學的人都知道,溫度是控制生化反應速度的關鍵因素之一。無論環境溫度如何變化,恒溫動物體内的生化反應速率都能維持在一個相對恒定的水平上,這就是為什麼恒溫動物要比變溫動物更容易适應環境的原因。

話雖如此,恒溫動物的體溫也會有微小的波動。比如,我們每個人的體溫都有個24小時的周期,白天要比夜晚高1~1.5℃左右;再比如,育齡婦女每次排卵時體溫都會上升0.5℃左右,不少人就是用這個辦法來預測排卵期的;更重要的是,每當我們的身體遭到外敵入侵,比如細菌或者病毒感染時,體溫都會相應地上升,這就是俗稱的“發燒”。

以前人們認為,發燒導緻的體溫升高加速了生化反應的速度,提高了人體免疫系統的工作效率,這就是發燒能夠抗感染的原因所在。但新的研究表明,人體免疫系統是由一座生物鐘來控制的,體溫升高隻不過是把這座生物鐘撥快了那麼一點點而已。

具體來說,這座免疫鐘的主要組成部分是一個名叫NF-κB的蛋白質,這是一系列名為“核因子”(NuclearFactor)的基因調控蛋白中的一個,它能夠精準地打開或者關閉超過500個和免疫反應有關的基因。研究發現,NF-κB像個鐘擺一樣在細胞核和細胞質之間來回穿梭,正常體溫狀态下(37℃)該蛋白每秒鐘進出細胞核的次數約為100次。随着體溫的上升,NF-κB蛋白的搖擺速度就會增加,免疫系統的活性因此而提升,其表現就是炎症反應。

換句話說,人體免疫反應的強度受到NF-κB免疫鐘的控制,而這個免疫鐘則受到體溫的控制,這就是為什麼體溫升高有助于加強免疫系統活性的原因。

這套理論可以解釋為什麼冬天最容易患感冒,因為冬天時我們的體溫通常會降低,抵抗力便會因此而下降。這套理論還可以用來解釋為什麼倒時差時最容易生病,因為我們的體溫有個正常的24小時周期,白天接觸病菌的機會多,體溫相應也最高。如果倒過來,白天體溫低,那就不好了。

免疫反應不但可以用來抵抗病菌或者病毒的入侵,還能殺死癌細胞,所以免疫鐘還和身體的抗癌機制有關系。曾經有人通過人工誘導發燒來對付腫瘤,并取得了一定的療效,原因就在這裡。

不過,免疫系統是把雙刃劍,有時也會誤傷友軍。因此免疫系統也不能永遠保持活躍狀态,否則就容易患上自免疫疾病,比如風濕性關節炎和牛皮癬等。研究證明,如果體溫調控出了問題,自免疫疾病的患病率就會上升,原因也在這裡。

如果上述理論是正确的,那就說明醫生們可以通過調節體溫的方式來控制免疫系統的活性,并用這個方法來治病。問題在于,體溫不但能夠影響免疫系統,還和很多其他系統的正常功能有關聯,沒法随心所欲地加以調節。如果能确切地知道免疫鐘的運行機理,就能繞過體溫調節這個環節,直接精準地控制免疫系統的活性了。

英國華威大學和曼徹斯特大學的科學家們研究了這個問題,發現一個名叫A20的蛋白質和體溫調節有關。如果人為除去這個蛋白質,免疫鐘就不受體溫控制了。研究人員将這個結果寫成論文,發表在2018年5月29日出版的《美國國家科學院院報》(PNAS)上。有評論認為,這項研究有助于科學家開發出一種新藥,幫助醫生們在不影響體溫的情況下精準地控制免疫系統的活性。


   

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