既然體溫升高能提高免疫力,那人類為什麼不朝高體溫進化?

小靜遊戲解說


高體溫需要更多的能量維持,人每天吃的食物很大一部分都用來維持36.5度的體溫,體溫再高會加快新陳代謝,縮短壽命。


聲揚


你可能對進化這個詞有所誤解,進化是物競天擇,適者生存沒錯,但也不是想往哪個方向進化,就能往哪個方向進化。要是能這樣隨心所欲的進化,人類早就進化成蝙蝠俠,一抖翅膀滿天飛,飛行的同時隨便也解決了體溫的問題。

體溫升高,免疫力增強,也沒錯。你也可能最近聽到太多蝙蝠百毒不侵的故事了。蝙蝠就是個飛行的病毒庫,隨身攜帶上百種病毒,從狂犬病毒,到SARS、埃博拉病毒,各個都是讓人聞風喪膽的存在,但蝙蝠卻能百毒不侵,這就歸功於其高體溫以及強大的免疫系統。

蝙蝠是地球上唯一能飛的哺乳動物,想要飛起來,那消耗的熱量之大,可想而知。蝙蝠飛行時,心率號稱可達1000詞每分鐘,這樣高強度的運動使得蝙蝠的體溫,日常維持在40度及以上。蝙蝠只所以稱為流動的病毒庫,而自身不受影響,它高體溫下的強大免疫系統可以控制病毒的繁殖,能夠在有限的程度和病毒共生。

而我們人類只有在發燒時才能提高體溫,發燒相當於最高級別的動員,讓免疫系統開組馬力,在這期間要麼免疫系統把病毒殺掉,要麼高燒把自己殺掉。就像下面的對話一樣:

人類:免疫系統,為什麼我發高燒了?免疫系統:我提高了你身體的溫度,因為病菌無法在高體溫下存活很長時間。我:可是我也無法在高燒下,存活很長時間啊。免疫系統:我打賭病菌比你先死,如果賭輸了,那麼希望下輩子還有機會合作。

量子實驗室



既然體溫升高能提高免疫力,那人類為什麼不朝高體溫進化?也許免疫系統的某些部分對酸鹼度和溫度敏感。如果是真的,在某些條件下可能會出現酸鹼度和/或溫度的變化,從而影響免疫系統,反之亦然。自身免疫性疾病的虛幻病因可能部分是由於酸鹼度和/或溫度的變化。

大多數人可能會同意,人類免疫系統的設計是為了消滅外來入侵,如感染和/或去除不可存活的組織,如創傷造成的損傷。顯然,上述兩種情況都更有可能至少涉及一種酸性更強的局部環境。

大多數人也會同意,自身免疫性疾病是指免疫系統出現錯誤,系統開始攻擊並破壞活組織。因此,自身免疫性疾病的病因學可能是由於酸鹼度和/或溫度變化導致的修復系統出錯嗎?如果癌症是修復系統在替代細胞的過度生產方面出了問題,那麼自身免疫性疾病可能是修復系統在受損細胞去除方面出了問題,導致疾病,這可能是由於酸鹼度和/或溫度的變化。


當出現細胞損傷時,炎症會隨著某些細胞滲透到該區域而發展,同時某些介質也是免疫系統的一部分。已經注意到創傷後會出現自身抗體,有些人懷疑這是清除細胞碎片的一種機制。然而,自身抗體的存在表明將來可能會出現自身免疫性疾病,但不是診斷性的,因為許多正常人的抗體水平較低。例如,對於1型糖尿病,可能有一種自身抗體存在多年(甚至一生),但從未出現任何明顯的疾病。簡而言之,自身免疫可能伴隨著低水平抗體的組織損傷,但不一定是伴隨著活組織破壞的真正的自身免疫疾病。因此,這類似於其他情況,有些事情可能發生,但不是必須發生,或者更確切地說,有些事情更有可能發生,但仍不確定。未知第二步可能必須發生,第二步是否會涉及到酸鹼度和/或溫度的變化是個問題。

如果一個人患上了自身免疫性疾病,他們比其他病人更有可能患上第二種自身免疫性疾病。自身免疫性疾病似乎也在家族中傳播。似乎有遺傳易感性。有人說自身免疫性疾病是多基因的,在遺傳基礎上是異質的,同卵雙胞胎外顯率不同,但通常比兄弟姐妹高,比無關人群高得多。如果免疫系統有酸鹼度方面的問題,這可能涉及細胞泵、通道、轉運蛋白和同工酶水平。這可能是家族遺傳傾向的原因,但卻是多基因的,因為有如此多不同的細胞泵、通道、轉運蛋白和同工酶。每種基因都有多個,所以一個特定的組合會使一個人變得敏感,這可能是遺傳的。細胞泵、通道、轉運體和同功酶也能對環境壓力變化作出反應,這在一定程度上解釋了同卵雙胞胎的差異。

普魯卡因胺和肼屈嗪這兩種藥物幾十年來一直被認為能誘發自身免疫性疾病,特別是狼瘡。普魯卡因胺影響鈉通道,而肼屈嗪影響鈣激活的鉀通道,因此兩者都可能影響酸鹼度。有趣的是,有人稱讚活化和結合在酸性環境中更具反應性。此外,一些白細胞介素似乎更喜歡酸性環境。但是也有一種可能性,極端的鹼性水平也能讓免疫系統發揮作用,至少是通過細胞破壞。

甲狀腺中的碘等強離子可能會影響細胞泵、通道、轉運體和同工酶。事實上,這可能是我們所看到的。隨著甲狀腺內碘含量的增加,橋本甲狀腺炎[的發病率也增加]是最常見的自身免疫性疾病之一。然而,並不是每個人都患高碘的橋本甲狀腺炎,只是一些人。那些細胞泵、通道、轉運蛋白和同功酶混合在一起的人更有可能患橋本甲狀腺炎嗎?一些細胞因子如干擾素也能誘發橋本甲狀腺炎。干擾素可能會影響細胞泵、通道、轉運體和同工酶嗎?是的,它會影響鉀離子通道。最後,如果酸鹼度變化足夠大,可能會產生一種電荷,這種電荷甚至會影響T細胞和B細胞的運動。

關於自身免疫性疾病的另一個有趣的方面是,它們通常在女性中明顯比男性更常見。與男性相比,女性在應對感染、疫苗接種和創傷時抗體產生增加。這可能是由於酸鹼度的差異。睪丸酮被5-α還原酶二型轉化為二氫睪丸酮更有效,例如導致男性禿頂,最適酸鹼度為5.5 。睪丸酮也可以通過芳香酶轉化成雌激素產品。芳香酶的最適pH值為7.4 - 10.4 將雄激素轉化為雌激素。此外,在兔子宮組織中,-β羥基類固醇脫氫酶的最適酸鹼度為9.5 - 10.5 將雌酮轉化為雌酮,而在pH 5.5 - 6.5時,雌酮轉化為雌酮的過程最佳。所以在工作中可能會有酸鹼度偏好。

隨著排卵,女性體溫明顯升高。低溫治療專家(例如心臟手術的冷卻)多年來已經知道,隨著[的冷卻,酸鹼度向鹼性方向上升],所以隨著溫度的升高,酸度可能會降低。事實上,免疫系統可能更喜歡溫度升高。近50年來,我們已經知道癌症和炎症區域變暖,類風溼性關節變暖,手術(有組織的創傷)導致溫度升高,隨癒合而消退。在某些情況下,溫度和酸鹼度會與免疫系統反應有關嗎?

已經發現,對動物進行外部加熱的小鼠胸腺降低了未成熟雙陽性細胞的百分比,並增加了成熟細胞的百分比(沒有更多細胞,而只是混合物中的變化)】。也許這反映了好廚師多年來所知道的。如果一個人在過高的溫度下煮得太快,這頓飯可能就不是最佳的了。也許胸腺處理的T細胞因此受到影響。簡而言之,對當前形勢有利的事情可能會產生長期的負面影響。

眾所周知,棕色脂肪與產熱有關。棕色脂肪位於胸腺周圍的事實可能不是隨機行為。下列物質具有致熱活性也可能不是隨機行為:白介素-1α和β、腫瘤壞死因子-α和β、干擾素α和γ、白介素-2和白介素-6 】。在更高的溫度下,輔助性T細胞也分泌更多的細胞因子。為什麼這麼多免疫系統產品會導致體溫升高,除非這對免疫系統有利?

化學反應需要能量/熱量/電荷,或者釋放能量/熱量/電荷,過量的能量消耗得不夠快可能會引發免疫系統。也許我們需要把能量/溫度想象成水。它有時會以水滴的形式出現,但這些水滴會聚集成大量的水,這些水可能會消散或積聚在水坑中。未能消散並聚集在水坑中的能量會通過熱量改變周圍的環境。因此,任何導致積聚或缺乏消散的東西都會影響周圍的環境。隨著化學反應在人體的每一個細胞中不斷髮生,這怎麼可能不是一個潛在的因素,至少在某些情況下?

如果在某些情況下,熱本身是免疫系統的誘因,那麼小腸中的放熱反應會影響胰臟的頭部,胰臟的三面被小腸覆蓋。這本身或與其他原因引起的發燒一起可能會升高溫度並引發一系列疾病。然而,在胰腺的β胰島細胞中不會發現病毒。幾十年來,研究人員一直在I型糖尿病胰腺中尋找病毒的證據,但沒有成功。此外,隨著小腸產生如此多的碳酸氫鹽,整個胰腺的酸鹼度也會發生變化。因此,有時可能是溫度,而有時是酸鹼度,還有一些是兩者的結合,可能會引發免疫系統。

自二戰後不久,我們就知道皮質類固醇會縮小胸腺。眾所周知,鈉/氫交換活性水平受糖皮質激素的影響。糖皮質激素增加鈉氫交換,降低鈉梯度。這可能會導致酸鹼度變化。也許胸腺退化至少部分是酸鹼度的變化。

所有上述可能只是巧合,但是不太可能。免疫系統似乎對酸鹼度和溫度變化敏感,反之亦然。


軍機處留級生


高體溫,會造成高新陳代謝速度,高能量消耗,高機體器官損耗,結果是,壽命縮短



共創未來之順勢而為


既然體溫升高能提高免疫力,那人類為什麼不朝高體溫進化?我們知道一些細菌病毒等病原體都有著自己的適應條件,高溫環境、強紫外線環境以及人類的消毒物品等對它們都有一定的抑制作用。那麼有人可能就會想,為什麼人類不進化出高體溫,這樣就可以自然的免疫所有病毒了?


這個問題其實很有意思,我們一點點來思考一下。首先說生物進化論,在很多人的理解中生物的進化是有方向的,就是朝著“十全十美”的方向進化,也就是從人到神的一個過程。但實際上並非如此,生物進化的前提是有基因突變或者變異,這些變異的基因表達出不同的性狀。而在自然的環境中,某種性狀更利於存活,因此就被自然所選擇下來。

例如長頸鹿脖子為什麼那麼長?從進化論的角度來考慮,因為基因突變先出現了脖子長的群體,而自然環境的變化食物大量減少,只會脖子長的個體才能吃到更高處的食物,而脖子短的食物不夠就被餓死了,因此長久以往脖子長的長頸鹿基因遺傳下來。還有一種錯誤的理解方式,就是拉馬克的用進廢退學說,他認為長頸鹿的長脖子是因為用的多。



從上邊也可以看出來進化的過程實際上是適應環境的過程,那麼我們為什麼沒有進化出高溫體制來進行阻殺病原體?這還要從幾個方面來考慮,首先是我們現在的免疫系統是否是不堪一擊?這個問題大家都很清楚,人類的免疫系統足夠強大,其實可以應對很多的細菌和病毒入侵,方式就是通過發高燒。並且我們並非時時刻刻都有病毒入侵的,如果一直處於高溫狀態並不合理。

身體溫度並非是想提高就能提高的,需要細胞提升新陳代謝的速度,而這個速度的提高一般就意味著壽命的變短,因為細胞分裂複製的次數是固定的,新陳代謝越快消耗越大,我們的壽命會變短的。在人類的進化過程中身體已經找到應對病原體的方法了,那就是免疫系統。我們在進化的同時,實際上病毒也在不斷的進化。你想著把體溫提升到40攝氏度,那麼病毒最終就可能進化到適應這樣的溫度。



用高溫來抑制病毒在自然界中有一個最典型的例子,那就是蝙蝠,這是翼手目動物的統稱,大約共包含1200種,它們也是哺乳動物下僅次於齧齒目的第二大類群。也是唯一具備飛行能力的哺乳動物,實際上正是需要飛行,同時體型較小散熱較快,因此蝙蝠需要有超高的新陳代謝速度,蝙蝠的心臟每分鐘可以跳1000下,正常體溫可以達到40攝氏度,這些都是為了飛行能力。


而恰巧這樣的高溫體制也讓蝙蝠成為了大多數病毒的自然宿主,什麼是自然宿主?這就意味著宿主是可以和病毒共生的,蝙蝠的壽命最高可以達到30年,這在它們那個重量級的絕對是超高壽命。科學家在數百種蝙蝠身上共發現了大約4100多種病毒,現在的新冠病毒的源頭大概率是蝙蝠。而其他一些常見的如埃博拉病毒、馬爾堡病毒、SARS病毒等等都來源於蝙蝠。

每種生物都有自己應對自然的辦法,都不是十全十美的,並非是缺什麼就會進化出什麼?那豈不是比神仙還厲害了?



科學黑洞


人類本來可以的,可惜發明了空調!

那些年40度高溫都勉強能耐的住,自從有了空調27度就覺得熱,30度就想用空調吹了


愛麗莎的故事


因為人類運動越來越少,所以體溫一直在降低。幾十年前正常體溫37攝氏度。現在正常體溫36.6攝氏度,降低了0.4度。而蝙蝠正常體溫40度。因為蝙蝠每天拼命在飛。人體每降低1攝氏度,免疫力降低30%,而且低溫有利於癌細胞生存。所以要變熱性體質就要每天做運動。


含有無意義的字母


第一、蛋白質到達40度以上就開始變性,這就是為什麼人發燒超過42度直接死亡的原因。地球上的生物絕大多數都是碳基生命,碳基和氮基構成生物本質。第二假如生物不受蛋白質變性的問題,那病毒本質也是蛋白質,你即使體溫到100度,病毒也能忍受100度的體溫。第三、世間萬物的存在都是有合理性,本身就是一個平衡狀態,這次無非是打破生態環境的平衡而已。


仍是鹹魚


既然體溫升高能提高免疫力,那人類為什麼不朝高體溫進化?這是個好問題,隨著體溫的升高,使侵入身體病毒數量死亡的概率也會隨之提升,這就是通常為何我們生病會發燒的原因。那麼既然體溫高能夠抑制或者殺死更多的病毒,為何我們人類不進化為體溫更高的情形呢?

原因就出在生存成本上。地球上的任何生物,在長期的進化過程中,為了適應自然環境的變化,自身基因都在發生著變異,這種變異是沒有方向性的,當適合環境的變化、有利於提高種群數量的突變則是有利突變,會在自然選擇進程中更好地被保留下來;而不利於環境的變化的突變,則適應環境變化的能力會明顯下降,在自然選擇中會逐漸被淘汰,這就是我們常說的“特競天擇、適者生存”的道理。

在生物進化時,還有一個方面需要考慮,那就是突變帶來的生存成本問題,即所有的有利突變,在符合適應自然變化的同時,必須需要以更小的生存代價來換取最高的生存資源。有的突變雖然有利於適應自然,但對食物的獲取、能量的獲得、新陳代謝的速度等如果不利於機體健康或者加重了維持機體健康所承載的資源負擔,那也是不可持續的。

體溫調節機制就屬於這個生存成本優化的進化問題。當體溫升高以後,雖然能夠殺死的病毒、細菌、真菌等的數量,但同時也會帶來消耗能量的大幅提升,需要更多地來獲取各種食物、水、礦物質等來保障機體的正常運轉,同時也需要更加有效的體溫恆定機制來避免體內熱量的無效散失,這無疑加大了自身生存的負擔和代價。

另外,當體溫繼續升高之後,體內大量的有益細菌也會因為體內環境的不適應,而大批量死亡,反而不利於身體健康。通過長期的進化,所有恆溫動物的體溫,都處在36-42攝氏度這個區間之內,而人體的恆定溫度則保持在37攝氏度左右,在這個溫度之下,絕大多數的入侵病毒是不能夠生存的,也就是說,對於人體的37攝氏度,是一個最優化的生存成本溫度。

此外,人體還有著複雜有效的免疫系統,包括皮膚、黏膜組織、吞噬細胞、淋巴系統等等,對侵入的病毒和細菌有著強大的干擾和抵抗機制,因此更不需要以提高體溫這種高成本的方式來對付病毒的入侵了。


優美生態環境保衛者


既然體溫升高能提高免疫力,那人類為什麼不朝高體溫進化?

任何一種得以長期生存的生物,都是基於自身的生物學特徵實現對環境最大小程度適應的結果。

俗話說,有一利必有一弊。

適應,本質將就是利與弊的平衡。

生物的體溫也是一種“利益最大化”的適應。

本問題涉及的體溫與免疫反應性(國內通常稱免疫力)也是一種適應性的平衡。

體溫升高的確可以提高免疫反應性

這一點獲得了越來越多證據的支持。

發燒,是動物對付微生物感染的一種生理性反應。

研究發現,發燒造成的核心體溫(深部體溫)1°C至4°C的升高,可以大大提高遭遇感染時的存活率;相反,如果使用退燒藥來硬性退燒,反而增加死亡危險。在流感感染者的研究發現,使用退燒藥降低體溫,可以致死流感人群死亡率增加5%,並增加重症住院的比例。

動物實驗也有類似發現。

比如,對感染牛瘟病毒的兔子使用阿司匹林退熱,死亡率達到70%。而任由其自然發燒組死亡率只有16%。

研究還發現,不止是溫血動物在遭遇感染時可以通過體內神經內分泌調節來啟動發燒這種戰時動員,即使是冷血動物,也觀察到在遭遇感染時會通過行為改變——曬太陽——來尋求升高體溫,哪怕是這種行為極大地增加被獵食的風險也在所不惜。

至於升高體溫的保護機制,目前認為有兩種:

一種是調動免疫系統的反應性。這一點已經得到大量實驗的證明。

另一種是,發燒可以直接抵禦病原體的入侵。

道理很簡單,病原體也是生物,它們也有其自身的最佳適應環境,就溫度來說,微生物普遍喜冷惡熱。

恆溫動物不惜代價維持高體溫的一個“動機”(提高適應性)就是降低被微生物寄生和感染的風險。

這一點在防止真菌方面最為突出。

隨便檢查一種爬行類動物的身上都會有無以數計的真菌存在或者感染。而恆溫動物身體上攜帶或感染的真菌就少得多得多。

而當從原本就高的恆溫進一步發燒時,會增強低於感染的能力。

比如,研究發現,40-41°C的高溫,會降低脊髓灰質炎病毒在哺乳動物細胞內複製速率200倍以上。

維持高體溫,以及通過發燒進一步升高體溫,都需要巨大的代價

世界上沒有免費的早、午、晚餐。

恆溫動物維持高體溫本身就需要付出極高的代價。

這種代價之一,就是需要消耗大量的熱量,也就意味著需要攝取大量的能量物質。

除了近現代科學技術高度發達下的人類,而不管是什麼動物要獲取維持生命活動——其中對恆溫動物來說,最主要的就是維持核心體溫穩定——所需要的食物都不是容易事。

所謂“鳥為食亡”,說的就是這事,甚至可以不洗犧牲生命。

如果需要發燒進一步主動升高體溫,則需要進一步大幅度增加能量消耗作為代價。

比如,恆溫動物體溫每升高1°C,新陳代謝率就會提高10%~12.5%。

假設一種動物,在目前體溫基礎上,在升高1°C,那麼,整個生命期間代謝率都要提高10%~12.5%,這是何等沉重的代價啊。

再者,體溫也不是越高越好。

研究已經證實,超過42℃的溫度對人類就會造成傷害,被稱為傷害性高溫。

如果你想驗證,非常簡單,把手泡在42℃水中,時間長了就會感到疼痛;低於42℃,就不會疼痛。

而且,已經從分子機制上證明了這一點,即42℃是所謂辣椒素受體(TRPV1)的感受溫度,而只有傷害性感覺神經上才分布有TRPV1受體。

另一方面,人發燒時的最高體溫也是存在“天花板”的,這個天花板就是42℃。

當體溫失去調節後,比如熱射病,體溫升高超過42℃就會造成傷害甚至死亡。

因此,生物適應環境的一個最基本原則就是高效和節省。


就人體基礎體溫和發燒所能達到的體溫來說,“恰好就好”,而不是越好越高。

恆溫動物維持高體溫另一個動機是可以最大限速提高能量利用效率。

這一點,在需要連續高能量消耗的鳥類體現的淋漓盡致。這也是鳥類體溫普遍高於其他動物,在長距離飛行時,體溫可以達到和超過43℃的原因。

當然,雞的 高體溫,也是我國打雞血創立者當時靈感的源泉。

在人類,沒有這麼高的能量消耗要求,體溫也不需要更高。


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