Повечето хора са имали треска в даден момент от живота си. Когато телесната температура се повиши над 37 ° C, изпитваме симптоми като изпотяване, студени тръпки и слабост. Но защо изпитваме треска и как пирогените я причиняват?
Биологията на треската
Често възприемаме треската като вреден симптом в резултат на инфекции. Въпреки това треската всъщност е сложно явление, което се е развило в продължение на повече от 600 милиона години, за да се елиминират инфекциозните агенти. Това е така, защото много патогени се нуждаят от определен температурен диапазон, за да оцелеят и да се размножат. Следователно, чрез повишаване на телесната температура над нормалното, патогените са отслабени достатъчно, за да може имунната система да ги елиминира.
Първата стъпка в треската е откриването на нахлуващия патоген. Например, Е. Coli е една от честите причини за хранително отравяне. Външната клетъчна стена на Е. coli съдържа молекула, наречена липополизахарид (LPS), която се разпознава от различни имунни клетки чрез Toll-подобни рецептори. Тези клетки се активират чрез откриване на LPS.
При активиране имунните клетки освобождават различни сигнални молекули като пирогенни цитокини. Терминът "пироген" показва, че една молекула може да предизвика треска, а цитокините са клас сигнални молекули, използвани в имунната система.
Две от тези пирогенни цитокини са известни като интерлевкин-1 (IL-1) и IL-6. Те пътуват през кръвния поток, докато достигнат частта от мозъка, наречена хипоталамус. Там цитокините взаимодействат с ендотелните клетки, които облицоват мозъчните кръвоносни съдове и стимулират друга сигнална молекула, наречена циклооксигеназа-2 (COX-2). COX-2 от своя страна катализира производството на простагландин Е2 (PGE2), който се транспортира до мозъка.
PGE2 е основният регулатор на мозъчната треска. Когато се свързва с неврони, които експресират PGE2 рецептора, тези неврони активират имунната система за освобождаване на норадреналин. Норадреналинът повишава термогенезата чрез изгаряне на мастната тъкан и насърчава вазоконстрикцията, като по този начин повишава телесната температура.
Опасностите от излагане на пироген
В идеалния случай треската отслабва нахлуващите патогени достатъчно, за да ги убие имунната система. Повишаването на телесната температура обаче е опасно и за нашите клетки, особено при температури над 40,5 ° C. Това може да доведе до денатуриране на протеините в нашите клетки, което води до клетъчен стрес. Продължителните трески могат да причинят дехидратация, гърчове или делириум. В екстремни случаи силната треска може да доведе до смърт.
Един от проблемите, свързани с външните пирогени, като LPS (наричан още ендотоксин), е, че те могат да присъстват при липса на жизнеспособни патогени. LPS е изключително устойчив на температура, така че много често срещани методи за стерилизация, като автоклавиране или суха топлина, оставят достатъчно непокътнат LPS имунизиран, за да предизвика имунен отговор.
Замърсяването с LPS е основен проблем в медицинския, фармацевтичния и биотехнологичния сектор. Дори при липса на живи бактерии, остатъчният LPS може да причини треска. Високите нива на замърсяване могат да доведат до сериозна имунна реакция, наречена сепсис. Около половината от пациентите със сепсис ще изпитат септичен шок, който има смъртност 30-45%.
Поради тези рискове нивата на ендотоксини са строго регулирани от FDA. Тези ограничения зависят от начина на приложение. Например, парентерално инжектираните лекарства трябва да съдържат по-малко от 5 ендотоксинови единици (EU) на kg телесно тегло, докато интратекалните лекарства имат ограничение от 0,2 EU/kg. Медицинските изделия имат горна граница от 20 EU/kg.
Ефективен и надежден метод за количествено определяне на замърсяването с ендотоксини е анализът Amebocyte Limulus Lysate (LAL), който използва кръв от подкововия рак. Кръвта ви претърпява реакция на съсирване, когато е изложена на ендотоксини и степента на съсирване може да бъде определена количествено, за да се получи много точна оценка на нивата на ендотоксини. Поради тази причина тестът LAL е препоръчаният от FDA метод за изследване на ендотоксини.
В заключение, треската е мощен инструмент на човешкото тяло за борба с вредните патогени. Въпреки това, в случай на замърсяване с ендотоксини, треската може да действа срещу нас и да бъде животозастрашаваща. Следователно е жизненоважно фармацевтичните продукти и медицинските изделия да преминат задълбочени тестове, за да се определят нивата на ендотоксини, за да се гарантира, че те са в безопасни граници.