Hasta Olduğumuzda Neden Ateşimiz Çıkar?

Ateşli bir hastalık geçirdiyseniz, muhtemelen doktorunuz size, bu rahatsız edici tepkinin, bağışıklık sisteminizin sizi bir enfeksiyona karşı savunduğunun işareti olduğunu söylemiştir.^[1] Tipik olarak ateş, enfekte bölgelerdeki bağışıklık hücrelerinin vücudunuzun termostatının denge noktasını yükseltmek için beyne kimyasal sinyaller göndermesinden kaynaklanır. Bu nedenle, ateş başladığında üşüme hissedersiniz; çünkü o anki vücut sıcaklığınız, daha yüksek olması istenen termostat ayarının altında kalmıştır. Ateşiniz düştüğündeyse sıcak hissedersiniz; çünkü o andaki vücut sıcaklığınız, daha düşük olması istenen termostat ayarının üstünde kalmıştır.

Ancak doktorunuza ateşin sizi tam olarak nasıl koruduğunu soracak olursanız, tamamen tatmin edici bir cevap beklemeyin. Çünkü ateşin enfeksiyonlarla mücadelede faydalı olduğu konusunda bilimsel bir fikir birliği olmasına rağmen, bunun tam olarak nasıl olduğu tartışmalıdır.

Ateşin evrimi klasik bir muammadır çünkü ateşin etkileri çok zararlı görünmektedir. Kendinizi rahatsız hissetmenizin yanı sıra, tehlikeli bir şekilde aşırı ısınacağınızdan da endişe edebilirsiniz. Ayrıca bu kadar fazla ısı üretmek metabolik olarak da maliyetlidir.

Evrimsel tıp sahasında yapılan araştırmalar, ateşin hayvanlar aleminin büyük bir kısmında görüldüğünü göstermektedir. Dolayısıyla bu maliyetli tepkinin faydaları olması gerekmektedir; aksi takdirde asla evrimleşemezdi veya zaman içinde türler arasında korunamazdı. Bu tip bir evrimsel perspektiften bakıldığında, ateşin vücudunuzun enfeksiyonlarla savaşmasına nasıl yardımcı olduğunu açıklamaya yardımcı olabilecek birkaç önemli (ancak nadiren dikkate alınan) nokta keşfetmek mümkündür.

Ateş, Enfeksiyonla Nasıl Savaşır?

Enfeksiyonlara neden olan, patojenlerdir.^[2] Patojenler belirli bakteri türleri, mantarlar veya protozoanlar gibi mikroplar olabilir. Mikroplar veya virüsler hücrelerinizi enfekte etmişse ve onları çoğalmak için kullanıyorsa, kendi hücreleriniz de patojen olarak kabul edilebilir ve bağışıklık sisteminiz tarafından bu şekilde muamele görür.

Ateşin enfeksiyonları kontrol etmeye nasıl yardımcı olduğuna dair ana açıklama, yüksek sıcaklıkların patojenler üzerinde ısı kaynaklı stres yaratarak onları öldürdüğü veya en azından büyümelerini engellediğidir. Ancak, kendi sağlıklı hücrelerinizi bile öldüremeyen ateşin biraz daha yüksek vücut sıcaklıkları (yaklaşık 1 ila 4 santigrat derece artış) neden bu kadar çeşitli patojenlere zarar versin?

İmmünologlar hafif ısının bağışıklık hücrelerinin daha iyi çalışmasını sağladığını belirtmişlerdir.^[1] Bunun anlamı, savunma işlevlerini arttırmak için ateşin gerekli olduğudur. Ancak, evrimsel bir perspektiften bakıldığında, bağışıklık hücrelerinden daha fazla faaliyet elde etmek için ateş üretmenin büyük enerji maliyetine ihtiyaç duymak garip görünüyor, özellikle de onları harekete geçirmek için zaten bol miktarda ve daha hızlı moleküler sinyaller mevcutken.

Sıcaklığa ek olarak, hafif düşük oksijen seviyeleri ve hafif asidite de bağışıklık hücresi işlevini artırır.^{[3], [4]} Bu stresli koşullar enfekte bölgelerde de meydana geldiğinden, bağışıklık hücrelerinin maksimum işlevselliklerinin stresli çalışma koşullarına uyacak şekilde evrimleşmesi mantıklıdır. Aslında, büyüme halindeki herhangi bir şey doğal olarak strese karşı savunmasız olduğundan (ve patojenler genellikle vücudumuzda büyüdüğünden) araştırmacılar, bağışıklık hücrelerinin bir işlevinin, büyüyen patojenlere tercihen zarar vermek için yerel koşulları aktif olarak stresli hale getirmek olduğunu öne sürmektedirler.

Patojenleri Yerel Olarak Isıtmak

Enflamasyon, enfeksiyona karşı verilen yerel bir savunma tepkisidir. Tipik olarak bağışıklık sisteminin en aktif olduğu bölgelerde ısı, ağrı, kızarıklık ve şişlik içerir. Bazı bilim insanları enfekte bölgelerin ısı ürettiğinin farkında olsa da, birçoğu enflamasyondan kaynaklanan sıcaklık hissinin sadece genişleyen kan damarlarının çekirdek vücut dokularından daha sıcak kan getirmesinden kaynaklandığına inanmaktadır.

Ancak araştırmacılar, çekirdek vücut dokularında bile iltihaplı dokuların komşu normal dokulardan 1 ila 2°C daha sıcak olduğunu, dolayısıyla sıcaklığın sadece daha fazla kan akışının bir yan ürünü olmadığını bulmuşlardır.^[5] Bu ekstra ısının çoğu, bağışıklık hücrelerinin kendisinden gelmektedir. "Solunum patlaması" olarak bilinen bir süreçte patojenleri öldürmek için reaktif oksijen türleri ürettiklerinde, önemli miktarda ısı da üretilir.^[6] Ancak bugüne kadar söz konusu sıcaklıklar ölçülmemiştir.

Hücreler, geniş bir sıcaklık aralığını tolere edebilirken, her çeşit hücre, daha yüksek sıcaklıklarda büyüme ve hayatta kalma yeteneklerinde keskin bir düşüş yaşar. Memeli hücreleri ve onları yaygın olarak enfekte eden patojenler için, 45°C civarındaki sıcaklıkların bir ya da iki derece üstü bile neredeyse her zaman ölümcüldür.^[7] Dolayısıyla ateşin ısısı, zaten yüksek olan yerel sıcaklıklara eklenir.

Patojenlerin acil serviste rutin olarak termometre ile ölçülen vücut sıcaklığından çok daha yüksek sıcaklıklara maruz kaldığına dair kanıtlar vardır. 2018 yılında yapılan bir çalışmada, hücrenin enerji merkezi olan mitokondride yerel sıcaklıkların 50°C kadar yüksek olabileceği bulgusu, araştırmacılar için sürpriz oldu.^{[8], [9]} Mitokondrinin ürettiği ısı, vücudu ısıtmak ve ateşi yükseltmek için kullanılır.^[10] Aynı şekilde, solunum patlamasının bağışıklık hücrelerinin yüzeyinde ürettiği yerel ısının da patojenlerin öldürülmesine yardımcı olduğu da düşünülmektedir.

Isı ve Diğer Stres Faktörleri

Bağışıklık hücreleri patojenleri öldürmek ya da engellemek için çeşitli stres faktörlerini hedef alır.^[11] Bunlar arasında reaktif oksijen türleri, toksik peptitler, sindirim enzimleri, yüksek asidite ve besin yoksunluğu yer alır. Çoğu kimyasal reaksiyon artan sıcaklıklarla birlikte daha da hızlanır, bu nedenle ısının bu savunmaları güçlendirmesi şaşırtıcı değildir.

Araştırmacılar, ısının patojenleri öldürmede düşük oksijen ve asidite ile sinerjik olduğunu göstermiştir.^[12] Özellikle de ne ateşli sıcaklıklar ne de demir kısıtlaması tek başlarına bulaşıcı bir bakteri olan Pasteurella multocida'nın büyümesini engelleyemedi, ancak bir araya geldiklerinde engelleyebildiler.^[13] Isı stresi, enfeksiyonları kontrol ederken tek başına etkili değildir.

Uzun lafın kısası, ateşin patojenleri öldürdüğü ve bağışıklık tepkilerini artırdığı yönündeki standart görüş doğru, ancak eksiktir. Ateşin enfeksiyonları kontrol etme kabiliyeti, savunmasız büyüyen patojenlere zarar vermek için mevcut yerel olarak üretilen ısıyı arttırmak için eklediği birkaç ekstra (ancak kritik) dereceden gelir. Ayrıca ateş her zaman diğer savunmalarla birlikte hareket eder, asla tek başına değildir.

600 milyon yıldan daha eski olan ateş, bu gezegendeki yaşamın saygıyı hak eden eski bir özelliğidir.^[1] Aslında, bunu okumak için hala burada (ve hayatta) olmanızı, enfeksiyonla savaşan ısıya borçlusunuz.