高温能帮助人体对抗病毒?新冠肺炎疫情下,发热给免疫细胞配上了“风火轮”

人体被细菌和病毒感染之后,常常会导致发热。例如 2019 年的新型冠状病毒的首发或主要症状之一就有发热。

高热的确对人体可能产生不利影响,但是中等程度的发热却有利于人体对抗感染

怎么回事呢?让我们来一探究竟。

体外高温:可以灭活部分致病微生物,包括病毒

有些致病微生物对热比较敏感,一定高温可将其灭活。所谓“灭活”就是让病毒失去致病的能力。举个例子:

淋病奈瑟菌和梅毒螺旋体等可被人工加热(60℃、2~5 分钟)杀灭;

高温(56℃、15~30 分钟)能杀灭肺炎链球菌[1]。

国家卫健委《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》明确指出,新冠状病毒对热比较敏感,56℃ 加热 30 分钟可灭活新型冠状病毒[2]。

《埃博拉出血热防控方案(第三版)》明确:60℃ 加热 1 小时,能彻底灭活埃博拉病毒!

高温能帮助人体对抗病毒?新冠肺炎疫情下,发热给免疫细胞配上了“风火轮”

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人体发热:可以抑制微生物繁殖

发热能使微生物的生长繁殖受到抑制,从而提高动物的抗感染能力[1]。

许多微生物需要借用人体内的铁才能生长繁殖。

而当人体体温升高时,体内可能产生一些小分子蛋白质,这些小分子蛋白质可以促进细胞释放致热源,同时又能导体内铁的水平降低,使微生物缺乏生长繁殖必须的物质[1]。

在这里,所谓“致热源”是指体内某些细胞被发热激活物(如上文中提到的小分子蛋白质)激活后,产生的一组致热性细胞因子,它们能作用于体温调节中枢引起人体发热。

为什么不强调一定要把体温降低到正常?发烧是新冠病毒跟身体在斗争

人体发热:从 6 个方面增强免疫细胞的功能!

发热时,人体的某些免疫细胞的功能会加强。

第一、在人体温为 39℃ 的环境下,人体的淋巴细胞的代谢能力比在 37℃ 的环境中更强,因此它的免疫功能也更强!

第二、人的体温在 38℃~40℃ 时,白细胞中的中性粒细胞和巨噬细胞的“吞噬活性”达到最大

这里的吞噬能力可以理解为白细胞“吞掉”微生物,并杀灭它的能力。中性粒细胞和巨噬细胞的功能在人体温达到 40℃时加强[1]。

第三、机体发热可以增强中性粒细胞的杀菌作用。当人体体温达到高热(40C)时,有助于增强中性粒细胞的杀菌活性[3]。

发热促进中性粒细胞向感染部位聚集,发挥其“吞掉”微生物,并杀灭它的能力。

高温能帮助人体对抗病毒?新冠肺炎疫情下,发热给免疫细胞配上了“风火轮”

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第四、高温可以提高自然杀伤细胞(NK 细胞)的“细胞毒性”作用。所谓“细胞毒性”是指自然杀伤细胞对某些肿瘤细胞、病毒感染细胞、某些自身组织细胞(如血细胞)、寄生虫等的杀伤活性。

其实,NK 细胞是淋巴细胞的一种,而这种淋巴细胞无需预先致敏(比如不需要另外的细胞辅助“加工处理”抗原的信息才能激活),就能杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞的细胞[4]。

第五、发热能够提高“抗原提呈细胞”的能力。“抗原提呈细胞”这种细胞,能将抗原(比如细菌、病毒、真菌等外来入侵病原体)的信息“告诉”其他有杀伤能力的免疫细胞(如 T 细胞),这类有杀伤能力的细胞得到“消息”后就会被激活,跃跃欲试、准备杀敌!

同时,它还能增强巨噬细胞和树突状细胞吞噬“敌人”的能力[5]。

第六、发热还可以诱导树突状细胞释放一系列免疫调节分子,如细胞因子、一氧化氮等。

这类免疫调节分子能增强前述提及的“抗原提呈细胞”的能力[6]。

人体发热:给免疫细胞配上一只“风火轮”

发热可以加快淋巴细胞(免疫系统的战斗细胞)抵达免疫器官或有炎症的部位:到达免疫器官的淋巴细胞会诱导免疫器官释放一系列、更多的免疫细胞(如单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞、淋巴细胞等),促进免疫反应的发生。

所谓免疫反应,可以理解为“战斗开始”,也就是人体的免疫系统,对于入侵的“敌人”(如病毒、真菌、细菌等),或者对变异的“自家人”(如肿瘤细胞)做出的防御反应。

高温能帮助人体对抗病毒?新冠肺炎疫情下,发热给免疫细胞配上了“风火轮”

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如何实现的呢?

当人的体温达到高热(38.5 C)及以上水平时,免疫细胞内会快速产生一种叫做热休克蛋白 90(Hsp90)的分子。这种分子可以激活免疫细胞表面产生一种特异性的受体(4 整合素),而这种受体的产生能促使 T 淋巴细胞高效、快速地到达淋巴结。

此时的淋巴结其实像一个粮食储备中心,成熟的 T 淋巴细胞驻扎在那里“蓄势待发”,被激活的 T 淋巴细胞到达淋巴结后,就会刺激更多成熟的 T 淋巴细胞产生。

它们到达感染部位,与病原体“见面”,迅速清除病原体[7]。

我们可以将这一过程比喻为——哪吒大战恶龙。如果将人体的免疫细胞比喻为哪吒,那么 Hsp90 蛋白就是哪吒的“风火轮”,这只风火轮带着哪吒快速驰骋于大海之上,迅速绞杀恶龙(病原体)[7]。

其实,“哪吒大战恶龙”的模式其实在其他的淋巴细胞中存在,比如单核细胞、B 淋巴细胞等。

所以,在发热时,人体的免疫细胞都会迅速地向炎症部位进发,发挥免疫作用。

参考文献:

[1] 王建枝,钱睿哲.《病理生理学》.第9版.北京:人民卫生出版社,2018.

[2] 国家卫健委.新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案 (第四版).北京,2020.

[3] Capitano ML,Nemeth MJ,Mace TA,et al. Elevating body temperature enhances hematopoiesis and neutrophil recovery after total body irradiation in an IL-1-,IL-17-,and G-CSF-dependent manner. Blood,2012,120(13): 2600-2609.

[4] Ostberg JR,Dayanc BE,Yuan M,et al. Enhancement of natural killer (NK) cell cytotoxicity by fever-range thermal stress is dependent on NKG2D function and is as[1]sociated with plasma membrane NKG2D clustering and increased expression of MICA on target cells. J Leukoc Biol,2007,82(5): 1322-1331.

[5] Yan X,Xiu F,An H,et al. Fever range temperature pro[1]motes TLR4 expression and signaling in dendritic cells. Life Sci,80(4): 307-313.

[6] Hatzfeld-Charbonnier AS,Lasek A,Castera L,et al. Influence of heat stress on human monocyte-derived dendritic cell functions with immunotherapeutic potential for antitumor vaccines. J Leukoc Biol,81(5): 1179-1187.

[7] Lin ChangDong,Zhang YouHua,Zhang Kun,et al. Fever Promotes T Lymphocyte Trafficking via a Thermal Sensory Pathway Involving Heat Shock Protein 90 and α4 Integrins.. Immunity,2019,50(1).

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