発熱がなぜ非常に役立つのかを示すエジプトの魚 |科学

約6億年前、調理されていた頃 進化の爆発 最初の動物の形を生み出したとき、発熱が現れました。一部の生き物は、病気のときに暖かい場所で過ごすと症状が緩和されることを発見しました。今日、この気温の上昇により代謝が改善され、免疫機能が最適化され、病原体の増殖が抑制されることが知られています。この戦略は非常に成功し、魚やトカゲなどの変温動物は何百万年もこの地を保存し、ある者は温かい水を求め、ある者は太陽の下でより多くの時間を過ごしました。人間などの温血動物が出現したとき、この防御システムが再び出現しましたが、この場合、熱を求める必要はありませんでした。なぜなら、これらの種は体内の温度を調節して熱を達成できるからです。

今週月曜日の雑誌では、 PNAS 作品を出版する 上海の華東師範大学と青島の海洋科学技術センターの研究者チームは、ナイル川のティラピアを使って、感染症に苦しんでいるときになぜ発熱が役立つのかを解明した。そして、この生存戦略は、温血動物が出現する何百万年も前に出現したことを裏付けています。

研究者らは実験室での実験で、この細菌に感染したティラピアを観察した。 エドワードシエラ・ピシシダ 彼らは5日間、より高温の水槽エリアに移動しました。冷血魚が発熱の影響を引き起こすこの行動は、感染症と戦うのに役立つ一連の体内の変化を引き起こしました。あたかも突然の熱に触れたかのように、免疫系の適応反応を調整する T リンパ球を破壊する酵素の生成が遅くなり、T リンパ球の寿命が延び、脾臓のリンパ球の毒性が高まりました。

人間が熱を出したときによくあることですが、ティラピアが衰弱を感じて温かい水を求めると、空腹感を失い、無気力になってしまいました。そのため、魚は餌を食べなくなり、偶然にも、 断続的な絶食を伴う彼の体は細胞オートファジーを活性化しました。これは要素を廃棄し、感染にうまく反応するためにエネルギーを放出するリサイクルシステムです。

ティラピアの研究は、成功した生物のツールボックスに組み込まれた新しい要素が、無数の種の絶滅を乗り越えて何億年も保存され、他の革新とどのように組み合わされるかを示しています。熱が発生したとき、今日の脊椎動物が身を守るための高度な防御システムである適応免疫を持つ生物は存在しませんでした。発熱の上昇は自然免疫を強化するのに役立ちましたが、自然免疫はTリンパ球とは異なり、問題を引き起こしている病原体を特異的に攻撃しません。免疫系のこの部分はティラピアでも分析されました。魚が温水に近づくと、強力な抗菌剤である一酸化窒素の転写が加速され、炎症反応を引き起こすタンパク質が生成されます。さらに、高温は一部のウイルスや細菌の繁殖を困難にします。

約 4 億 5,000 万年前、特定の侵入者を識別する一連のメカニズムである適応免疫を備えた最初の動物が登場しました。反応は遅くなりますが、より効果的であり、同じ生物からのその後の攻撃をより効果的に撃退できるようにする記憶を生成します。で発表されたティラピアの研究 PNAS この防御機構は発熱から 1 億 5,000 万年後に出現しましたが、T リンパ球などの適応免疫の要素が体温上昇のシグナルを統合して、感染症の場合に機能をより良く実行できるようになった様子を示しています。

この研究の著者らは、恒温動物のように体温を上げたり、変温動物のように暖かい場所に移動したりして体温を上げる能力が、免疫力を高め感染症と戦う上で重要な役割を果たしていると回想している。 、生存の可能性を高める何か。実験室での実験では、薬理学的方法や移動の防止によって熱を下げると、感染した動物の死亡率が増加することが確認されています。