majoritatea dintre noi am experimentat febră la un moment dat în viața noastră. Când temperatura corpului nostru crește peste 98,6 F (37 C) tipic, experimentăm simptome precum transpirație, frisoane și slăbiciune. Dar de ce experimentăm febra și cum sunt declanșate de pirogeni?

Descoperiți și citați online reactivii Lal specifici endotoxinei aici

Biologia răspunsului la febră

Febra este adesea privită ca un simptom dăunător rezultat din infecții. Cu toate acestea, răspunsul la febră este de fapt un fenomen complex care a evoluat de-a lungul a peste 600 de milioane de ani pentru a ucide agenții infecțioși. Acest lucru se datorează faptului că mulți agenți patogeni necesită un interval de temperatură specific pentru a supraviețui și a se reproduce. Astfel, prin creșterea temperaturii corpului uman peste limitele sale normale, agenții patogeni pot fi suficient de slăbiți pentru ca sistemul imunitar să le termine.

primul pas în răspunsul la febră este detectarea agentului patogen invadator. Să luăm ca exemplu E. coli, una dintre cauzele comune ale otrăvirii 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 devin activate atunci când simt LPS.

după activare, celulele imune eliberează o varietate de molecule de semnalizare, inclusiv citokine pirogenice. Termenul „pirogenic” indică faptul că o moleculă poate declanșa un răspuns la febră, iar citokinele sunt o clasă largă de molecule de semnalizare peptidică utilizate în sistemul imunitar.

două dintre aceste citokine pirogenice se numesc interleukină-1 (IL-1) și IL-6. Ei călătoresc prin fluxul sanguin până când ajung la o parte a creierului numită hipotalamus. Acolo, citokinele interacționează cu celulele endoteliale care căptușesc 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 în creier.

PGE2 este regulatorul principal al răspunsului la febră al creierului. Când se leagă de neuronii care exprimă receptorul PGE2, acești neuroni declanșează sistemul imunitar simpatic pentru a elibera norepinefrina. Norepinefrina crește apoi termogeneza prin arderea țesutului adipos brun și promovează vasoconstricția, ridicând astfel temperatura corpului.

pericolele expunerii la pirogeni

în condiții ideale, răspunsul la febră slăbește agenții patogeni invadatori suficient pentru ca sistemul imunitar să-i omoare. Cu toate acestea, o creștere a temperaturii corpului este periculoasă și pentru celulele noastre, în special la temperaturi peste 105 F (40,5 C). Acest lucru poate determina denaturarea proteinelor din celulele noastre, ceea ce duce la stres celular. Febra prelungită poate duce la deshidratare, convulsii sau delir. În cazuri extreme, o febră severă poate duce în cele din urmă la moarte.

una dintre problemele cu pirogenii externi, cum ar fi LPS (numită și endotoxină), este că pot fi prezenți în absența agenților patogeni viabili. LPS este foarte stabil la căldură; ca urmare, multe metode comune de sterilizare, cum ar fi autoclavarea sau căldura uscată, pot lăsa suficient LPS intact în urmă pentru a declanșa un răspuns imun.

contaminarea cu LPS este o problemă semnificativă în sectoarele medical, farmaceutic și biotehnologic. Chiar și în absența bacteriilor vii, LP-urile reziduale pot declanșa febră. Nivelurile ridicate de contaminare pot provoca o reacție imună severă numită sepsis. Aproximativ jumătate din toți pacienții cu sepsis vor continua să experimenteze șoc septic, care are o rată de mortalitate de 30-45%.

ca urmare a 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) pe 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 UE/kg.

o metodă eficientă și robustă pentru cuantificarea contaminării cu endotoxine este testul Limulus amebocyte lysate (LAL), care utilizează sângele din crabul de potcoavă. Acest sânge suferă o reacție de coagulare la expunerea la endotoxină, 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 recomandată de testare a endotoxinei de către FDA.

în concluzie, răspunsul la febră este un instrument puternic în capacitatea organismului uman de a lupta împotriva agenților patogeni nocivi. Cu toate acestea, în cazul contaminării cu endotoxină, răspunsul la febră poate funcționa împotriva noastră și poate fi potențial mortal. Astfel, este vital ca produsele farmaceutice și dispozitivele medicale să fie testate temeinic pentru nivelurile de endotoxină pentru a se asigura că acestea se află în limite sigure.