Egipska ryba, która pokazuje, dlaczego posiadanie gorączki jest bardzo przydatne | Nauka

Około 600 milionów lat temu, kiedy miało miejsce gotowanie, które dało początek pierwszym formom zwierzęcym, pojawiła się gorączka. Niektóre żywe istoty odkryły, że ulgę może im przynieść spędzenie czasu w cieplejszym miejscu, gdy są chore. Dziś wiadomo, że wzrost temperatury poprawia metabolizm, optymalizuje funkcję odpornościową i hamuje rozwój patogenów. Strategia okazała się tak skuteczna, że ​​zwierzęta zmiennocieplne, takie jak ryby czy jaszczurki, zachowały ją przez miliony lat, niektóre szukając ciepłej wody, a inne spędzają więcej czasu na słońcu. Kiedy pojawiły się zwierzęta stałocieplne, takie jak człowiek, ten system obronny pojawił się ponownie, ale w tym przypadku bez konieczności poszukiwania ciepła, ponieważ gatunki te potrafią regulować swoją temperaturę wewnętrzną, aby ją osiągnąć.

W ten poniedziałek magazyn PNAS przez zespół naukowców z East China Normal University w Szanghaju i Centrum Nauki i Technologii Morskiej w Qingdao, którzy wykorzystali tilapię nilową, aby zrozumieć, dlaczego gorączka pomaga nam, gdy cierpimy na infekcję. Potwierdza to, że ta strategia przetrwania pojawiła się wiele milionów lat przed pojawieniem się zwierząt stałocieplnych.

W eksperymencie laboratoryjnym naukowcy zaobserwowali, że tilapie zostały zakażone bakteriami Edwardsiella piscicida Przenieśli się na pięć dni do rejonu zbiornika, gdzie panowała podwyższona temperatura. To zachowanie, którym zmiennocieplna ryba wywołuje skutki gorączki, wywołało szereg zmian w jej organizmie, które pomogły jej zwalczyć infekcję. Jak gdyby ciepło było nagłym dotknięciem, produkcja enzymów niszczących limfocyty T, które koordynują odpowiedź adaptacyjną układu odpornościowego, uległa spowolnieniu, dzięki czemu mogły żyć dłużej, a limfocyty śledziony stały się bardziej toksyczne.

Kiedy tilapia poczuła się słaba i zaczęła szukać ciepłej wody, jak to się dzieje z ludźmi w przypadku gorączki, straciła głód i popadła w letarg. W ten sposób ryba przestała jeść i, jak to się dzieje, jej organizm aktywował autofagię komórkową, system recyklingu, który odrzuca elementy i uwalnia energię, aby lepiej zareagować na infekcję.

Badanie tilapii pokazuje również, w jaki sposób nowe elementy, które trafiają do zestawu narzędzi odnoszących sukcesy istot żywych, zachowują się przez setki milionów lat, przetrwają niezliczone wymieranie gatunków i są łączone z innymi innowacjami. Kiedy pojawiła się gorączka, nie było żadnej żywej istoty posiadającej odporność nabytą, wyrafinowany system obronny, za pomocą którego bronią się dziś kręgowce. Wzrost gorączki służył wzmocnieniu wrodzonej odporności, która w przeciwieństwie do limfocytów T nie atakuje specyficznie patogenu powodującego problemy. Tę część układu odpornościowego badano również u tilapii. Kiedy ryba zbliża się do ciepłej wody, transkrypcja tlenku azotu, silnego środka przeciwdrobnoustrojowego, ulega przyspieszeniu i powstają białka, które wywołują reakcję zapalną. Ponadto wysokie temperatury utrudniają namnażanie się niektórych wirusów i bakterii.

Około 450 milionów lat temu pojawiły się pierwsze zwierzęta z odpornością nabytą, czyli szeregiem mechanizmów identyfikujących konkretnego najeźdźcę. Chociaż reakcja jest wolniejsza, jest również skuteczniejsza i generuje pamięć, która pozwala jej lepiej odpierać kolejne ataki tego samego organizmu. Badanie dotyczące tilapii opublikowane w PNAS pokazuje, jak chociaż ten mechanizm obronny pojawił się 150 milionów lat po gorączce, elementy odporności nabytej, takie jak limfocyty T, integrowały sygnały wzrostu temperatury, aby móc lepiej wykonywać swoją pracę w przypadku infekcji.

Autorzy pracy przypominają, że zdolność do podniesienia temperatury ciała poprzez podniesienie temperatury, jak robią to zwierzęta stałocieplne, lub poprzez przeniesienie do cieplejszych miejsc, jak robią to zwierzęta zimnokrwiste, odgrywa zasadniczą rolę w poprawie odporności i zwalczaniu infekcji , coś, co zwiększa szanse na przeżycie. W doświadczeniach laboratoryjnych wykazano, że obniżanie gorączki metodami farmakologicznymi lub uniemożliwianiem ruchu zwiększa śmiertelność zakażonych zwierząt.