既然體溫升高有助於提高免疫力,人類為什麼不進化出更高的體溫?

掙脫枷鎖的囚徒 發佈 2020-02-12T06:13:16+00:00

研究發現,發燒造成的核心體溫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。對於人類,沒有鳥類連續飛行那麼高的能量消耗要需求,體溫也不需要比目前的更高。

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既然體溫升高有助於提高免疫力,人類為什麼不進化出更高的體溫?

任何一種得以長期生存的生物,都會基於自身的生物學特徵實現對環境最大程度的適應。

俗話說,有一利必有一弊。

適應,本質就是利與弊的平衡。

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)也同樣不例外。

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。

比如,在流感感染者的研究發現,使用退燒藥降低體溫,可以導致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機制升高體溫,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,哪怕這種行為可能會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,在相對高溫環境更不活躍,感染力隨之降低。

流感容易在冬季流行,就是一個很好的例子。

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,會進一步增強抵禦感染的能力。

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外,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,為了獲取能量物質,甚至可以不惜犧牲生命。

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,再升高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。

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。

科學家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存在「天花板」效應,這個天花板就是42℃。

當體溫失去調節後,比如熱射病,體溫升高才會超過42℃,才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。

就人體基礎狀態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度提高能量利用效率。

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,體溫可以超過43℃,甚至47℃的原因。

目前記錄到的鳥類最高體溫是一隻白冠麻雀的47.7℃

和一隻藍胸鶉的47.0℃。


即使是不會飛的土雞,體溫也常年在38℃以上,甚至可以達到43℃以上。

據說,打雞血就是因為上海醫生俞昌時在1950年代偶爾發現雞肛門內體溫可以高達43℃,認為雞可能具有更高的生命活性,打雞血就可以激發人的生命活性。

對於人類,沒有鳥類連續飛行那麼高的能量消耗要需求,體溫也不需要比目前的更高。

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