既然体温升高能提高免疫力,那人类为什么不朝高体温进化?

小静游戏解说


高体温需要更多的能量维持,人每天吃的食物很大一部分都用来维持36.5度的体温,体温再高会加快新陈代谢,缩短寿命。


声扬


你可能对进化这个词有所误解,进化是物竞天择,适者生存没错,但也不是想往哪个方向进化,就能往哪个方向进化。要是能这样随心所欲的进化,人类早就进化成蝙蝠侠,一抖翅膀满天飞,飞行的同时随便也解决了体温的问题。

体温升高,免疫力增强,也没错。你也可能最近听到太多蝙蝠百毒不侵的故事了。蝙蝠就是个飞行的病毒库,随身携带上百种病毒,从狂犬病毒,到SARS、埃博拉病毒,各个都是让人闻风丧胆的存在,但蝙蝠却能百毒不侵,这就归功于其高体温以及强大的免疫系统。

蝙蝠是地球上唯一能飞的哺乳动物,想要飞起来,那消耗的热量之大,可想而知。蝙蝠飞行时,心率号称可达1000词每分钟,这样高强度的运动使得蝙蝠的体温,日常维持在40度及以上。蝙蝠只所以称为流动的病毒库,而自身不受影响,它高体温下的强大免疫系统可以控制病毒的繁殖,能够在有限的程度和病毒共生。

而我们人类只有在发烧时才能提高体温,发烧相当于最高级别的动员,让免疫系统开组马力,在这期间要么免疫系统把病毒杀掉,要么高烧把自己杀掉。就像下面的对话一样:

人类:免疫系统,为什么我发高烧了?免疫系统:我提高了你身体的温度,因为病菌无法在高体温下存活很长时间。我:可是我也无法在高烧下,存活很长时间啊。免疫系统:我打赌病菌比你先死,如果赌输了,那么希望下辈子还有机会合作。

量子实验室



既然体温升高能提高免疫力,那人类为什么不朝高体温进化?也许免疫系统的某些部分对酸碱度和温度敏感。如果是真的,在某些条件下可能会出现酸碱度和/或温度的变化,从而影响免疫系统,反之亦然。自身免疫性疾病的虚幻病因可能部分是由于酸碱度和/或温度的变化。

大多数人可能会同意,人类免疫系统的设计是为了消灭外来入侵,如感染和/或去除不可存活的组织,如创伤造成的损伤。显然,上述两种情况都更有可能至少涉及一种酸性更强的局部环境。

大多数人也会同意,自身免疫性疾病是指免疫系统出现错误,系统开始攻击并破坏活组织。因此,自身免疫性疾病的病因学可能是由于酸碱度和/或温度变化导致的修复系统出错吗?如果癌症是修复系统在替代细胞的过度生产方面出了问题,那么自身免疫性疾病可能是修复系统在受损细胞去除方面出了问题,导致疾病,这可能是由于酸碱度和/或温度的变化。


当出现细胞损伤时,炎症会随着某些细胞渗透到该区域而发展,同时某些介质也是免疫系统的一部分。已经注意到创伤后会出现自身抗体,有些人怀疑这是清除细胞碎片的一种机制。然而,自身抗体的存在表明将来可能会出现自身免疫性疾病,但不是诊断性的,因为许多正常人的抗体水平较低。例如,对于1型糖尿病,可能有一种自身抗体存在多年(甚至一生),但从未出现任何明显的疾病。简而言之,自身免疫可能伴随着低水平抗体的组织损伤,但不一定是伴随着活组织破坏的真正的自身免疫疾病。因此,这类似于其他情况,有些事情可能发生,但不是必须发生,或者更确切地说,有些事情更有可能发生,但仍不确定。未知第二步可能必须发生,第二步是否会涉及到酸碱度和/或温度的变化是个问题。

如果一个人患上了自身免疫性疾病,他们比其他病人更有可能患上第二种自身免疫性疾病。自身免疫性疾病似乎也在家族中传播。似乎有遗传易感性。有人说自身免疫性疾病是多基因的,在遗传基础上是异质的,同卵双胞胎外显率不同,但通常比兄弟姐妹高,比无关人群高得多。如果免疫系统有酸碱度方面的问题,这可能涉及细胞泵、通道、转运蛋白和同工酶水平。这可能是家族遗传倾向的原因,但却是多基因的,因为有如此多不同的细胞泵、通道、转运蛋白和同工酶。每种基因都有多个,所以一个特定的组合会使一个人变得敏感,这可能是遗传的。细胞泵、通道、转运体和同功酶也能对环境压力变化作出反应,这在一定程度上解释了同卵双胞胎的差异。

普鲁卡因胺和肼屈嗪这两种药物几十年来一直被认为能诱发自身免疫性疾病,特别是狼疮。普鲁卡因胺影响钠通道,而肼屈嗪影响钙激活的钾通道,因此两者都可能影响酸碱度。有趣的是,有人称赞活化和结合在酸性环境中更具反应性。此外,一些白细胞介素似乎更喜欢酸性环境。但是也有一种可能性,极端的碱性水平也能让免疫系统发挥作用,至少是通过细胞破坏。

甲状腺中的碘等强离子可能会影响细胞泵、通道、转运体和同工酶。事实上,这可能是我们所看到的。随着甲状腺内碘含量的增加,桥本甲状腺炎[的发病率也增加]是最常见的自身免疫性疾病之一。然而,并不是每个人都患高碘的桥本甲状腺炎,只是一些人。那些细胞泵、通道、转运蛋白和同功酶混合在一起的人更有可能患桥本甲状腺炎吗?一些细胞因子如干扰素也能诱发桥本甲状腺炎。干扰素可能会影响细胞泵、通道、转运体和同工酶吗?是的,它会影响钾离子通道。最后,如果酸碱度变化足够大,可能会产生一种电荷,这种电荷甚至会影响T细胞和B细胞的运动。

关于自身免疫性疾病的另一个有趣的方面是,它们通常在女性中明显比男性更常见。与男性相比,女性在应对感染、疫苗接种和创伤时抗体产生增加。这可能是由于酸碱度的差异。睾丸酮被5-α还原酶二型转化为二氢睾丸酮更有效,例如导致男性秃顶,最适酸碱度为5.5 。睾丸酮也可以通过芳香酶转化成雌激素产品。芳香酶的最适pH值为7.4 - 10.4 将雄激素转化为雌激素。此外,在兔子宫组织中,-β羟基类固醇脱氢酶的最适酸碱度为9.5 - 10.5 将雌酮转化为雌酮,而在pH 5.5 - 6.5时,雌酮转化为雌酮的过程最佳。所以在工作中可能会有酸碱度偏好。

随着排卵,女性体温明显升高。低温治疗专家(例如心脏手术的冷却)多年来已经知道,随着[的冷却,酸碱度向碱性方向上升],所以随着温度的升高,酸度可能会降低。事实上,免疫系统可能更喜欢温度升高。近50年来,我们已经知道癌症和炎症区域变暖,类风湿性关节变暖,手术(有组织的创伤)导致温度升高,随愈合而消退。在某些情况下,温度和酸碱度会与免疫系统反应有关吗?

已经发现,对动物进行外部加热的小鼠胸腺降低了未成熟双阳性细胞的百分比,并增加了成熟细胞的百分比(没有更多细胞,而只是混合物中的变化)】。也许这反映了好厨师多年来所知道的。如果一个人在过高的温度下煮得太快,这顿饭可能就不是最佳的了。也许胸腺处理的T细胞因此受到影响。简而言之,对当前形势有利的事情可能会产生长期的负面影响。

众所周知,棕色脂肪与产热有关。棕色脂肪位于胸腺周围的事实可能不是随机行为。下列物质具有致热活性也可能不是随机行为:白介素-1α和β、肿瘤坏死因子-α和β、干扰素α和γ、白介素-2和白介素-6 】。在更高的温度下,辅助性T细胞也分泌更多的细胞因子。为什么这么多免疫系统产品会导致体温升高,除非这对免疫系统有利?

化学反应需要能量/热量/电荷,或者释放能量/热量/电荷,过量的能量消耗得不够快可能会引发免疫系统。也许我们需要把能量/温度想象成水。它有时会以水滴的形式出现,但这些水滴会聚集成大量的水,这些水可能会消散或积聚在水坑中。未能消散并聚集在水坑中的能量会通过热量改变周围的环境。因此,任何导致积聚或缺乏消散的东西都会影响周围的环境。随着化学反应在人体的每一个细胞中不断发生,这怎么可能不是一个潜在的因素,至少在某些情况下?

如果在某些情况下,热本身是免疫系统的诱因,那么小肠中的放热反应会影响胰脏的头部,胰脏的三面被小肠覆盖。这本身或与其他原因引起的发烧一起可能会升高温度并引发一系列疾病。然而,在胰腺的β胰岛细胞中不会发现病毒。几十年来,研究人员一直在I型糖尿病胰腺中寻找病毒的证据,但没有成功。此外,随着小肠产生如此多的碳酸氢盐,整个胰腺的酸碱度也会发生变化。因此,有时可能是温度,而有时是酸碱度,还有一些是两者的结合,可能会引发免疫系统。

自二战后不久,我们就知道皮质类固醇会缩小胸腺。众所周知,钠/氢交换活性水平受糖皮质激素的影响。糖皮质激素增加钠氢交换,降低钠梯度。这可能会导致酸碱度变化。也许胸腺退化至少部分是酸碱度的变化。

所有上述可能只是巧合,但是不太可能。免疫系统似乎对酸碱度和温度变化敏感,反之亦然。


军机处留级生


高体温,会造成高新陈代谢速度,高能量消耗,高机体器官损耗,结果是,寿命缩短



共创未来之顺势而为


既然体温升高能提高免疫力,那人类为什么不朝高体温进化?我们知道一些细菌病毒等病原体都有着自己的适应条件,高温环境、强紫外线环境以及人类的消毒物品等对它们都有一定的抑制作用。那么有人可能就会想,为什么人类不进化出高体温,这样就可以自然的免疫所有病毒了?


这个问题其实很有意思,我们一点点来思考一下。首先说生物进化论,在很多人的理解中生物的进化是有方向的,就是朝着“十全十美”的方向进化,也就是从人到神的一个过程。但实际上并非如此,生物进化的前提是有基因突变或者变异,这些变异的基因表达出不同的性状。而在自然的环境中,某种性状更利于存活,因此就被自然所选择下来。

例如长颈鹿脖子为什么那么长?从进化论的角度来考虑,因为基因突变先出现了脖子长的群体,而自然环境的变化食物大量减少,只会脖子长的个体才能吃到更高处的食物,而脖子短的食物不够就被饿死了,因此长久以往脖子长的长颈鹿基因遗传下来。还有一种错误的理解方式,就是拉马克的用进废退学说,他认为长颈鹿的长脖子是因为用的多。



从上边也可以看出来进化的过程实际上是适应环境的过程,那么我们为什么没有进化出高温体制来进行阻杀病原体?这还要从几个方面来考虑,首先是我们现在的免疫系统是否是不堪一击?这个问题大家都很清楚,人类的免疫系统足够强大,其实可以应对很多的细菌和病毒入侵,方式就是通过发高烧。并且我们并非时时刻刻都有病毒入侵的,如果一直处于高温状态并不合理。

身体温度并非是想提高就能提高的,需要细胞提升新陈代谢的速度,而这个速度的提高一般就意味着寿命的变短,因为细胞分裂复制的次数是固定的,新陈代谢越快消耗越大,我们的寿命会变短的。在人类的进化过程中身体已经找到应对病原体的方法了,那就是免疫系统。我们在进化的同时,实际上病毒也在不断的进化。你想着把体温提升到40摄氏度,那么病毒最终就可能进化到适应这样的温度。



用高温来抑制病毒在自然界中有一个最典型的例子,那就是蝙蝠,这是翼手目动物的统称,大约共包含1200种,它们也是哺乳动物下仅次于啮齿目的第二大类群。也是唯一具备飞行能力的哺乳动物,实际上正是需要飞行,同时体型较小散热较快,因此蝙蝠需要有超高的新陈代谢速度,蝙蝠的心脏每分钟可以跳1000下,正常体温可以达到40摄氏度,这些都是为了飞行能力。


而恰巧这样的高温体制也让蝙蝠成为了大多数病毒的自然宿主,什么是自然宿主?这就意味着宿主是可以和病毒共生的,蝙蝠的寿命最高可以达到30年,这在它们那个重量级的绝对是超高寿命。科学家在数百种蝙蝠身上共发现了大约4100多种病毒,现在的新冠病毒的源头大概率是蝙蝠。而其他一些常见的如埃博拉病毒、马尔堡病毒、SARS病毒等等都来源于蝙蝠。

每种生物都有自己应对自然的办法,都不是十全十美的,并非是缺什么就会进化出什么?那岂不是比神仙还厉害了?



科学黑洞


人类本来可以的,可惜发明了空调!

那些年40度高温都勉强能耐的住,自从有了空调27度就觉得热,30度就想用空调吹了


爱丽莎的故事


因为人类运动越来越少,所以体温一直在降低。几十年前正常体温37摄氏度。现在正常体温36.6摄氏度,降低了0.4度。而蝙蝠正常体温40度。因为蝙蝠每天拼命在飞。人体每降低1摄氏度,免疫力降低30%,而且低温有利于癌细胞生存。所以要变热性体质就要每天做运动。


含有无意义的字母


第一、蛋白质到达40度以上就开始变性,这就是为什么人发烧超过42度直接死亡的原因。地球上的生物绝大多数都是碳基生命,碳基和氮基构成生物本质。第二假如生物不受蛋白质变性的问题,那病毒本质也是蛋白质,你即使体温到100度,病毒也能忍受100度的体温。第三、世间万物的存在都是有合理性,本身就是一个平衡状态,这次无非是打破生态环境的平衡而已。


仍是咸鱼


既然体温升高能提高免疫力,那人类为什么不朝高体温进化?这是个好问题,随着体温的升高,使侵入身体病毒数量死亡的概率也会随之提升,这就是通常为何我们生病会发烧的原因。那么既然体温高能够抑制或者杀死更多的病毒,为何我们人类不进化为体温更高的情形呢?

原因就出在生存成本上。地球上的任何生物,在长期的进化过程中,为了适应自然环境的变化,自身基因都在发生着变异,这种变异是没有方向性的,当适合环境的变化、有利于提高种群数量的突变则是有利突变,会在自然选择进程中更好地被保留下来;而不利于环境的变化的突变,则适应环境变化的能力会明显下降,在自然选择中会逐渐被淘汰,这就是我们常说的“特竞天择、适者生存”的道理。

在生物进化时,还有一个方面需要考虑,那就是突变带来的生存成本问题,即所有的有利突变,在符合适应自然变化的同时,必须需要以更小的生存代价来换取最高的生存资源。有的突变虽然有利于适应自然,但对食物的获取、能量的获得、新陈代谢的速度等如果不利于机体健康或者加重了维持机体健康所承载的资源负担,那也是不可持续的。

体温调节机制就属于这个生存成本优化的进化问题。当体温升高以后,虽然能够杀死的病毒、细菌、真菌等的数量,但同时也会带来消耗能量的大幅提升,需要更多地来获取各种食物、水、矿物质等来保障机体的正常运转,同时也需要更加有效的体温恒定机制来避免体内热量的无效散失,这无疑加大了自身生存的负担和代价。

另外,当体温继续升高之后,体内大量的有益细菌也会因为体内环境的不适应,而大批量死亡,反而不利于身体健康。通过长期的进化,所有恒温动物的体温,都处在36-42摄氏度这个区间之内,而人体的恒定温度则保持在37摄氏度左右,在这个温度之下,绝大多数的入侵病毒是不能够生存的,也就是说,对于人体的37摄氏度,是一个最优化的生存成本温度。

此外,人体还有着复杂有效的免疫系统,包括皮肤、黏膜组织、吞噬细胞、淋巴系统等等,对侵入的病毒和细菌有着强大的干扰和抵抗机制,因此更不需要以提高体温这种高成本的方式来对付病毒的入侵了。


优美生态环境保卫者


既然体温升高能提高免疫力,那人类为什么不朝高体温进化?

任何一种得以长期生存的生物,都是基于自身的生物学特征实现对环境最大小程度适应的结果。

俗话说,有一利必有一弊。

适应,本质将就是利与弊的平衡。

生物的体温也是一种“利益最大化”的适应。

本问题涉及的体温与免疫反应性(国内通常称免疫力)也是一种适应性的平衡。

体温升高的确可以提高免疫反应性

这一点获得了越来越多证据的支持。

发烧,是动物对付微生物感染的一种生理性反应。

研究发现,发烧造成的核心体温(深部体温)1°C至4°C的升高,可以大大提高遭遇感染时的存活率;相反,如果使用退烧药来硬性退烧,反而增加死亡危险。在流感感染者的研究发现,使用退烧药降低体温,可以致死流感人群死亡率增加5%,并增加重症住院的比例。

动物实验也有类似发现。

比如,对感染牛瘟病毒的兔子使用阿司匹林退热,死亡率达到70%。而任由其自然发烧组死亡率只有16%。

研究还发现,不止是温血动物在遭遇感染时可以通过体内神经内分泌调节来启动发烧这种战时动员,即使是冷血动物,也观察到在遭遇感染时会通过行为改变——晒太阳——来寻求升高体温,哪怕是这种行为极大地增加被猎食的风险也在所不惜。

至于升高体温的保护机制,目前认为有两种:

一种是调动免疫系统的反应性。这一点已经得到大量实验的证明。

另一种是,发烧可以直接抵御病原体的入侵。

道理很简单,病原体也是生物,它们也有其自身的最佳适应环境,就温度来说,微生物普遍喜冷恶热。

恒温动物不惜代价维持高体温的一个“动机”(提高适应性)就是降低被微生物寄生和感染的风险。

这一点在防止真菌方面最为突出。

随便检查一种爬行类动物的身上都会有无以数计的真菌存在或者感染。而恒温动物身体上携带或感染的真菌就少得多得多。

而当从原本就高的恒温进一步发烧时,会增强低于感染的能力。

比如,研究发现,40-41°C的高温,会降低脊髓灰质炎病毒在哺乳动物细胞内复制速率200倍以上。

维持高体温,以及通过发烧进一步升高体温,都需要巨大的代价

世界上没有免费的早、午、晚餐。

恒温动物维持高体温本身就需要付出极高的代价。

这种代价之一,就是需要消耗大量的热量,也就意味着需要摄取大量的能量物质。

除了近现代科学技术高度发达下的人类,而不管是什么动物要获取维持生命活动——其中对恒温动物来说,最主要的就是维持核心体温稳定——所需要的食物都不是容易事。

所谓“鸟为食亡”,说的就是这事,甚至可以不洗牺牲生命。

如果需要发烧进一步主动升高体温,则需要进一步大幅度增加能量消耗作为代价。

比如,恒温动物体温每升高1°C,新陈代谢率就会提高10%~12.5%。

假设一种动物,在目前体温基础上,在升高1°C,那么,整个生命期间代谢率都要提高10%~12.5%,这是何等沉重的代价啊。

再者,体温也不是越高越好。

研究已经证实,超过42℃的温度对人类就会造成伤害,被称为伤害性高温。

如果你想验证,非常简单,把手泡在42℃水中,时间长了就会感到疼痛;低于42℃,就不会疼痛。

而且,已经从分子机制上证明了这一点,即42℃是所谓辣椒素受体(TRPV1)的感受温度,而只有伤害性感觉神经上才分布有TRPV1受体。

另一方面,人发烧时的最高体温也是存在“天花板”的,这个天花板就是42℃。

当体温失去调节后,比如热射病,体温升高超过42℃就会造成伤害甚至死亡。

因此,生物适应环境的一个最基本原则就是高效和节省。


就人体基础体温和发烧所能达到的体温来说,“恰好就好”,而不是越好越高。

恒温动物维持高体温另一个动机是可以最大限速提高能量利用效率。

这一点,在需要连续高能量消耗的鸟类体现的淋漓尽致。这也是鸟类体温普遍高于其他动物,在长距离飞行时,体温可以达到和超过43℃的原因。

当然,鸡的 高体温,也是我国打鸡血创立者当时灵感的源泉。

在人类,没有这么高的能量消耗要求,体温也不需要更高。


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