useimmat meistä ovat kokeneet kuumeen jossain vaiheessa elämäämme. Kun ruumiinlämpömme nousee yli tyypillisen 98,6 F: n (37 C), koemme oireita, kuten hikoilua, vilunväristyksiä ja heikkoutta. Mutta miksi koemme kuumetta, ja miten pyrogeenit laukaisevat ne?

Tutustu ja lainaa netissä Endotoksiinispesifisiä LAL-Reagenssejamme täällä

Kuumevasteen biologia

kuumetta pidetään usein infektioista johtuvana haitallisena oireena. Kuumevaste on kuitenkin itse asiassa monimutkainen ilmiö, joka kehittyi yli 600 miljoonan vuoden aikana tappamaan taudinaiheuttajia. Tämä johtuu siitä, että monet taudinaiheuttajat tarvitsevat tietyn lämpötila-alueen selviytyäkseen ja lisääntyäkseen. Kun siis ihmisen ruumiinlämpö nousee yli normaalin vaihteluvälin, taudinaiheuttajat voivat heikentyä niin paljon, että immuunijärjestelmä voi lopettaa ne.

ensimmäinen vaihe kuumevasteessa on tunkeutuvan patogeenin osoittaminen. Otetaan esimerkiksi kolibakteeri, joka on yksi ruokamyrkytyksen yleisistä aiheuttajista. Kolibakteerin uloimmassa soluseinässä on lipopolysakkaridi (LPS)-niminen molekyyli, jonka eri immuunisolut tunnistavat tietullin kaltaisten reseptorien välityksellä. Nämä solut aktivoituvat, kun ne aistivat LPS: n.

aktivaation jälkeen immuunisoluista vapautuu erilaisia signalointimolekyylejä, muun muassa pyrogeenisiä sytokiineja. Termi ”pyrogeeninen” viittaa siihen, että molekyyli voi laukaista kuumevasteen, ja sytokiinit ovat laaja peptidi-signalointimolekyylien luokka, jota käytetään immuunijärjestelmässä.

näistä pyrogeenisistä sytokiineistä kahta kutsutaan interleukiini-1: ksi (IL-1) ja IL-6: ksi. Ne kulkevat verenkierrossa, kunnes ne saavuttavat aivojen osan, jota kutsutaan hypotalamukseksi. Siellä sytokiinit vuorovaikuttavat aivoverisuonia vuoraavien endoteelisolujen kanssa ja stimuloivat toista signalointimolekyyliä nimeltä syklo-oksygenaasi-2 (COX-2). COX-2 puolestaan katalysoi aivoihin kulkeutuvan prostaglandiini E2: n (PGE2) tuotantoa.

PGE2 on aivojen kuumevasteen pääasiallinen säätelijä. Kun se sitoutuu hermosoluihin, jotka ilmaisevat PGE2-reseptoria, nämä hermosolut käynnistävät sympaattisen immuunijärjestelmän vapauttamaan noradrenaliinia. Noradrenaliinin sitten lisää lämmöntuotanto kautta polttava ruskea rasvakudos ja edistää vasokonstriktion, mikä nostaa kehon lämpötilaa.

Pyrogeenialtistuksen vaarat

ihanteellisissa olosuhteissa kuumevaste heikentää hyökkääviä taudinaiheuttajia niin paljon, että immuunijärjestelmä tappaa ne. Ruumiinlämmön nousu on kuitenkin vaarallista myös omille soluillemme, erityisesti yli 105 F: n (40,5 C) lämpötilassa. Tämä voi aiheuttaa solujemme proteiinien denaturoitumista, mikä johtaa solujen stressiin. Pitkittynyt kuume voi johtaa nestehukkaan, kouristuksiin tai deliriumiin. Ääritapauksissa kova kuume voi lopulta johtaa kuolemaan.

yksi ulkoisten pyrogeenien, kuten LPS: n (jota kutsutaan myös endotoksiiniksi), ongelmista on se, että niitä voi esiintyä elinkykyisten patogeenien puuttuessa. LPS on erittäin lämpöstabiili; tämän seurauksena monet yleiset sterilointimenetelmät, kuten autoklavointi tai kuiva lämpö, voivat jättää tarpeeksi ehjä LPS taakse laukaista immuunivasteen.

LPS-kontaminaatio on merkittävä ongelma lääketieteen, farmasian ja biotekniikan aloilla. Vaikka eläviä bakteereja ei olisikaan, LPS-jäännös voi laukaista kuumeen. Korkea kontaminaatio voi aiheuttaa vakavan immuunireaktion, jota kutsutaan sepsikseksi. Noin puolet kaikista sepsispotilaista saa septisen sokin,jolla on 30-45% kuolleisuus.

näiden riskien vuoksi FDA säätelee endotoksiinipitoisuuksia tiukasti. Nämä raja-arvot riippuvat antoreitistä. Esimerkiksi parenteraalisesti injektoitavien lääkkeiden tulee sisältää alle 5 endotoksiiniyksikköä (EU) painokiloa kohti, kun intratekaalisten lääkkeiden raja on 0,2 EU/kg. Lääkinnällisten laitteiden yläraja on 20 EU/kg.

tehokas ja kestävä menetelmä endotoksiinikontaminaation kvantifioimiseksi on limulus amebocyte lysate (LAL) – määritys, jossa käytetään hevosenkenkäravun verta. Tämä veri käy läpi hyytymisreaktion altistuessaan endotoksiinille, ja hyytymisaste voidaan kvantifioida, jotta saadaan erittäin tarkka arvio endotoksiinipitoisuuksista. Tästä syystä FDA: n suosittelema endotoksiinitestausmenetelmä on LAL-määritys.

yhteenvetona voidaan todeta, että kuumevaste on tehokas väline ihmiskehon kyvyssä torjua haitallisia taudinaiheuttajia. Endotoksiinikontaminaation yhteydessä kuumevaste voi kuitenkin tehota meihin ja olla mahdollisesti tappava. Siksi on erittäin tärkeää, että lääkkeet ja lääkinnälliset laitteet testataan perusteellisesti endotoksiinipitoisuuksien määrittämiseksi, jotta voidaan varmistaa, että ne ovat turvallisten rajojen sisällä.