Majoritatea oamenilor au avut febră la un moment dat în viața lor. Când temperatura corpului crește peste 37 ° C, avem simptome precum transpirație, frisoane și slăbiciune. Dar de ce experimentăm febra și cum o provoacă pirogenii?

pirogenii

Biologia febrei

Adesea percepem febra ca un simptom dăunător rezultat din infecții. Cu toate acestea, febra este de fapt un fenomen complex care a evoluat de-a lungul a peste 600 de milioane de ani pentru a elimina agenții infecțioși. Acest lucru se datorează faptului că mulți agenți patogeni necesită un interval specific de temperatură pentru a supraviețui și a se reproduce. Prin urmare, prin creșterea temperaturii corpului peste intervalul normal, agenții patogeni sunt suficient de slăbiți pentru ca sistemul imunitar să îi elimine.

Primul pas în febră este detectarea agentului patogen invadator. De exemplu, E. Coli este una dintre cauzele comune ale intoxicațiilor alimentare. Peretele celular exterior al E. coli conține o moleculă numită lipopolizaharidă (LPS), care este recunoscută de diferite celule imune prin intermediul receptorilor de tip Toll. Aceste celule sunt activate prin detectarea LPS.

La activare, celulele imune eliberează diverse molecule de semnalizare, cum ar fi citokinele pirogene. Termenul "pirogen" indică faptul că o moleculă poate declanșa febră, iar citokinele sunt o clasă de molecule de semnalizare utilizate în sistemul imunitar.

Două dintre aceste citokine pirogene sunt cunoscute sub numele de interleukină-1 (IL-1) și IL-6. Acestea se deplasează prin fluxul sanguin până când ajung în partea creierului numită hipotalamus. Acolo citokinele interacționează cu celulele endoteliale care acoperă vasele de sânge cerebrale și stimulează o altă moleculă de semnalizare numită ciclooxigenază-2 (COX-2). COX-2, la rândul său, catalizează producția de prostaglandină E2 (PGE2), care este transportată la creier.

PGE2 este principalul regulator al febrei cerebrale. Când se leagă de neuronii care exprimă receptorul PGE2, acești neuroni activează sistemul imunitar pentru a elibera noradrenalină. Noradrenalina crește termogeneza prin arderea țesutului adipos și promovează vasoconstricția, crescând astfel temperatura corpului.

Pericolele expunerii la pirogeni

În mod ideal, febra slăbește agenții patogeni invadatori suficient pentru ca sistemul imunitar să-i omoare. Cu toate acestea, creșterea temperaturii corpului este, de asemenea, periculoasă pentru celulele noastre, în special la temperaturi peste 40,5 ° C. Acest lucru poate provoca denaturarea proteinelor din celulele noastre, ceea ce duce la stres celular. Febrele prelungite pot provoca deshidratare, convulsii sau delir. În cazuri extreme, o febră severă poate duce la moarte.

Una dintre problemele legate de pirogeni externi, cum ar fi LPS (numită și endotoxină), este că pot fi prezenți în absența agenților patogeni viabili. LPS este extrem de stabil la temperatură, astfel încât multe metode de sterilizare obișnuite, cum ar fi autoclavarea sau căldura uscată, lasă LPS suficient de imun pentru a declanșa un răspuns imun.

Contaminarea LPS este o problemă majoră în sectoarele medical, farmaceutic și biotehnologic. Chiar și în absența bacteriilor vii, LPS rezidual poate provoca febră. Nivelurile ridicate de poluare pot duce la o reacție imună gravă numită sepsis. Aproximativ jumătate dintre pacienții cu sepsis vor experimenta șoc septic, care are o rată a mortalității de 30-45%.

Datorită acestor riscuri, nivelurile de endotoxină sunt strict reglementate de FDA. Aceste limite depind de calea de administrare. De exemplu, medicamentele injectate parenteral trebuie să conțină mai puțin de 5 unități de endotoxină (UE) per kg de greutate corporală, în timp ce medicamentele intratecale au o limită de 0,2 UE/kg. Dispozitivele medicale au o limită superioară de 20 EU/kg.

O metodă eficientă și robustă pentru a cuantifica contaminarea cu endotoxine este testul de lizat limbulus amebocit (LAL), care folosește sânge din potcoava. Sângele dvs. suferă o reacție de coagulare atunci când este expus la endotoxine, iar gradul de coagulare poate fi cuantificat pentru a obține o estimare foarte precisă a nivelurilor de endotoxină. Din acest motiv, testul LAL este metoda de testare a endotoxinei recomandată de FDA.

În concluzie, febra este un instrument puternic al corpului uman pentru a combate agenții patogeni dăunători. Cu toate acestea, în cazul contaminării cu endotoxine, febra poate acționa împotriva noastră și poate pune viața în pericol. Prin urmare, este vital ca produsele farmaceutice și dispozitivele medicale să fie supuse unor teste extinse pentru a determina nivelurile de endotoxină pentru a se asigura că se află în limite sigure.