Czym jest gorączka.

Dawid Ciemięga

26.05.2020

Dlaczego kiedy zażyje się paracetamol, gdy nie mamy gorączki nasza temperatura się nie obniży ?

Dlaczego, kiedy mamy gorączkę to jest nam zimno?

Kto ustalił normę temperatury ciała?

Jaka była najwyższa temperatura ciała odnotowana u człowieka ?

Dlaczego dzieci w czasie gorączki mają chłodne rączki i nóżki?

 

To wcale nie jest takie proste, jaka jest prawidłowa temperatura ciała człowieka. Wszystko zaczęło się w 1851 roku, kiedy niemiecki lekarz Carl Wunderlich dokonał analizy temperatury 25 000 pacjentów i stwierdził, że norma to 37 stopni Celsjusza, mierzona pod pachą. Ten wynik przez lata był uważany za normę, choć wielu z nas przywykło do wartości 36,6 oC. Aktualnie uważa się, że prawidłowy zakres temperatury ludzkiego ciała waha się od 36,5 do 37,5oC, choć i tutaj można znaleźć drobne różnice w zależności od źródeł.

W lutym 2020 opublikowano wyniki analizy pomiarów temperatury u ludzi od 1860 roku i stwierdzono, że nasze ciała stają się nieco chłodniejsze, a zakres normy może aktualnie zaczynać się od 36,3 stopni C.

  • Decreasing human body temperature in the United States since the Industrial Revolution
    doi: 10.7554/eLife.49555

Jedno jest pewne, nie ma czegoś takiego jak jedna prawidłowa temperatura ciała. Jest to cecha indywidualna. Zależy m.in. od wieku, płci, pory dnia, aktywności, chorób przewlekłych, alergii. Noworodki i niemowlęta mają zwykle ok. 37,5 stopni i jest to wartość prawidłowa.

Kwestia gorączki nie jest też dla wielu czymś oczywistym. Regularnie zdarzają się pacjenci, którzy nie wiedzą czy to już gorączka czy nie, więc i to warto wyjaśnić. Przyjmuje się, że jako gorączkę uznajemy temperaturę powyżej 38 stopni C.

Gorączka jest reakcją obronną organizmu i polega nie tylko na prostym zwiększeniu temperatury ciała, ale przede wszystkim na przestawieniu termostatu organizmu na inny tzw. „set point”. Tym termostatem jest cześć mózgu zwana podwzgórzem i jak sama nazwa sugeruje, znajduje się uwaga – pod wzgórzem !

Poza funkcją termostatu, podwzgórze łączy działanie układu nerwowego z endokrynnym, inaczej mówiąc – pełni funkcje konwertera, który zamienia informacje z układu nerwowego na odpowiedzi hormonalne.

Substancje, które wpływają na ten termostat i powodują gorączkę, nazywane są pirogenami. Docierają one z krwią do mózgu i przestawiają naszą klimę. Dzielą się na:

  • egzogenne – to te dostające się zewnątrz, są to między innymi cząsteczki na powierzchni bakterii

  • endogenne – cząsteczki wydzielane w organizmie, np. przez leukocyty

 

Bakterie mają na swojej powierzchni liczne cząsteczki, które wywołują gorączkę. Wśród nich jest np. lipopolisacharyd (LPS), który jest silnym pirogenem. Występuje u bakterii gram ujemnych (salmonella, e.coli, chlamydia) i służy bakteriom do ich normalnego funkcjonowania, czyli pomaga np. przyczepić się bakterii do gardła, naszego oczywiście.

Kiedy komórka bakterii umiera, LPS jest uwalniany i krąży w żyłach, ale nie może dostać się do podwzgórza – termostatu, bo nie przechodzi przez barierę krew mózg, może natomiast aktywować receptory tam zlokalizowane. Ważny jest też mechanizm układowy, różne fragmenty bakterii i wirusów w naszym organizmie są wyłapywane przez leukocyty, które gdy je znajdą, wydzielają sygnały chemiczne, np. cytokiny spełniające różne funkcje, jedną z nich jest funkcja zmiany ustawień podwzgórza (termostatu), a więc są one pirogenami.

 

Biochemia gorączki.

Aby odpowiedź na pytanie, dlaczego leki obniżające gorączkę nie obniżają nam normalnej temperatury, trzeba omówić kilka procesów biochemicznych. A ponieważ pewne zagadnienia będą pojawiać się przy okazji innych tematów, to warto im poświęcić kilka minut.

​​

Na rysunku powyżej pokazałem, że pirogeny mogą działać pośrednio – jak fragmenty bakterii, które płynąc w żyłach (może bardziej w tętnicach) docierają do mózgu i tam dają sygnał – „jesteśmy, odpalać gorączkę”. Ale najważniejsza droga to ta przez nasz układ immunologiczny, ponieważ to leukocyty wyłapują szkodliwe substancje krążące w naszych ciałach, a kiedy je znajdują, zaczynają wydzielać cząsteczki sygnałowe informując pozostałe komórki o tym, co się dzieje. Niektóre z tych sygnałów docierają do mózgu a dokładniej do naszego termostatu i aktywują włącznik o nazwie – receptor. Do takich substancji sygnałowych należy np. Interleukina1 (IL-1). Interleukiny to jedne z podstawowych substancji służących do komunikowania się komórek ze sobą.

Kiedy taka IL-1 dotrze do mózgu i aktywuje swój receptor, to wtedy zaczyna się główny proces prowadzący do przestawienia klimy naszego ciała. Jest to sygnał to tego, aby wytworzyć w mózgu kluczową w tym wszystkim cząsteczkę PGE2 (prostaglandyna E2), która jest głównym czynnikiem uruchamiającym gorączkę. I teraz dochodzimy do ważnego momentu w tym całym opisie, ponieważ powstanie tego kluczowego dla sprawy PGE2 jest możliwe dzięki enzymowi COX-2 na który działa właśnie paracetamol i ibuprofen.


Trochę trudniej:

Cykl powstawania PGE2 jest nieco bardziej złożony, ponieważ między kwasem arachidonowym a końcową prostaglandyną E2 jest jeszcze etap pośredni, katalizowany przez peroksydazę (POX), która jest drugą domeną enzymu COX2. Czyli enzym ten ma dwie działające strony, jedna to COX a druga to POX. Paracetamol hamuje aktywność strony POX, a inne leki np. ibuprofen, działa na COX.

Enzym COX występuje również w tkankach, a powstałe tam prostaglandyny wywołują stan zapalny, jednak paracetamol nie ma działania przeciwzapalnego jakie ma ibuprofen. Dzieje się tak, ponieważ kiedy w tkance inicjowana jest kaskada stanu zapalnego, stężenie POX jest duże i paracetamol hamuje ten enzym słabo. Stąd działanie przeciwzapalne paracetamolu jest mało znaczące.

Leki przeciwgorączkowe nie obniżają temperatury ciała w dosłownym znaczeniu, hamują one wytwarzanie PGE2, które temperaturę ciała podnosi. W przypadku braku pirogenów nie dochodzi do zwiększania ilości PGE2 w podwzgórzu, dlatego paracetamol czy ibuprofen nie mają na co zadziałać gdy nie ma gorączki i nie obniżają prawidłowej temperatury ciała.  

Jak organizm podnosi temperaturę:

  1. Zahamowanie utraty ciepła poprzez skurcz małych naczyń blisko powierzchni skóry, dzięki czemu mniej krwi przepływa przez rejony, z których organizm łatwo oddaje ciepło – np. dłonie i stopy, dlatego w czasie gorączki są chłodne. Może to również powodować odczucie zimna. Głównym źródłem ciepła ciała są organy wewnętrzne, tam też w czasie gorączki jest kierowany większy przepływ krwi. Gęsia skórka jest jednym ze sposobów hamowania utraty ciepła, ponieważ uniesione włosy zatrzymują warstwę powietrza działającą jak przestrzeń izolacyjna.

  2. Drżenia mięśnia – kiedy organizm podkręca nasz termostat, ale jeszcze nie osiągamy nastawionej temperatury, odczuwamy, że jest nam zimno, bo mamy np. 38oC ale termostat jest nastawiony na 39oC. Zaczyna się wydzielanie ciepła poprzez drżenia mięśni.

  3. Termogeneza w brunatnej tkance tłuszczowej, gdzie na drodze spalania kwasów tłuszczowych wytwarzane jest ciepło. Dotyczy to głównie dzieci, ponieważ z wiekiem ten rodzaj tkanki tłuszczowej zanika.

 

Po co jest gorączka?

Każdy wie, że organizm podnosi temperaturę aby walczyć z infekcją. Ale pewnie nie każdy wie, w jaki dokładnie sposób to działa. Zacznijmy od tego, że przy wyższej temperaturze zwiększa się aktywność białych krwinek. We krwi zaczyna krążyć ich więcej. W czasie gorączki zachodzi proliferacja limfocytów, czyli rozmnażanie się komórek, a szczególnie limfocytów T typu cytotoksycznego CD8, które zabijają zarazki. Dlatego, w wyniku morfologii podczas infekcji, mamy zwykle zwiększony poziom leukocytów. Ale nie jest to stała reguła, ponieważ przy infekcjach wirusowych u dzieci często występuje obniżony poziom leukocytów.

Przy zwiększonej temperaturze leukocyty zwiększają produkcje substancji pomagających w ich walce z patogenami, wydzielają tlenek azotu, cytokiny i białka szoku cieplnego (Hsps), które odgrywają rolę w lokalizowaniu stanu zapalnego i zwalczaniu zarazków powodujących infekcje. Ale powoduje to również lepszą komunikacje między różnymi komórkami układu immunologicznego, tak jakby się one zwoływały do jednej wielkiej ustawki. Prosto mówiąc, układ odpornościowy zwiększa swoje obroty. 

 

Skoro gorączka jest taka super, to dlaczego ją zbijamy ?

To prawda, że korzystniej jest trochę pogorączkować niż od razu sięgać po leki przeciwgorączkowe. Robimy to, żeby się lepiej poczuć, bo gorączka to stan męczący, który powoduje odwodnienie i osłabienie. Każdy wzrost temperatury o 1 stopień C to wzrost metabolizmu i wydatku energetycznego organizmu o 10%. Ważne jest wtedy regularne przyjmowanie płynów. W czasie choroby apetyt zwykle jest mniejszy, dlatego dobrym sposobem na dostarczenie kalorii i składników odżywczych są zupy, które rozgrzewają, nawadniają i odżywiają. Chyba, że jesteśmy już rozgrzani jak piec, wtedy po ciepłej zupie to jest ogień.

Nasz organizm ma mechanizmy zabezpieczające przed zbyt wysoką temperaturą, dlatego przy infekcji górny poziom gorączki to najczęściej 40-41 stopni C. Powyżej tych wartości może dochodzić do uszkodzeń mózgu. W 1980 roku odnotowano rekordowo wysoką temperaturę: 46 stopni Celsjusza u 52 letniego pacjenta z udarem cieplnym, który przeżył.

U dzieci mechanizm termoregulacji jest nieco mniej sprawnym, dlatego panowanie nad gorączką jest o wiele bardziej konieczne niż u dorosłych. Można pozwolić dziecku gorączkować, nie trzeba podawać leków kiedy temperatura wynosi 38 stopni C, bo taki poziom zwykle przyjmujemy jako gorączkę i przyjęło się to za moment sięgnięcia po lek przeciwgorączkowy. Ale nie będzie błędem, kiedy zaczeka się z tym do temperatury 38,5 stopni C, bo takie postępowanie jest również praktykowane.

U dzieci do 5 roku życia mogą występować drgawki gorączkowe, które najczęściej pojawiają się przy temperaturze 39-40 stopni C, choć zdarza się, że występują w momencie, kiedy temperatura dopiero zaczyna się podnosić. Drgawki gorączkowe przebiegają z utratą świadomości, dziecko odpływa, nie ma z nim kontaktu, co wygląda dramatycznie, ale nie wiąże się z negatywnymi konsekwencjami ze strony układu nerwowego. Określa się to jako drgawki gorączkowe proste. Ich druga odmiana, drgawki gorączkowe złożone, trwają powyżej 15 minut, powtarzają się w ciągu 24 godzin i wymagają zawsze diagnostyki szpitalnej.  U dziecka, które miało już drgawki gorączkowe, postępowanie z gorączką jest inne. Chodzi o to, aby nie dopuszczać do wzrostu temperatury i podawać leki wcześniej.

Gorączka u dzieci poniżej 3 miesiąca życia bezwzględnie wymaga konsultacji z lekarzem. Często wiąże się ona z infekcją wymagającą leczenia, np. zakażeniem dróg moczowych.

Procesy biochemiczne prowadzące do powstania gorączki:

https://www.nature.com/articles/d41586-019-00175-0

Differentiation of CD8+ T cells into effector cells is enhanced by physiological range hyperthermia. Journal of Leukocyte Biology, 2011; 90 (5): 951

Fever and the thermal regulation of immunity: the immune system feels the heat
Nat Rev Immunol. 2015 Jun; 15(6): 335–349. https://jcs.biologists.org/content/117/13/2641

 

The pathophysiological basis and consequences of fever
Crit Care. 2016; 20: 200.

Prostaglandin E2 that triggers fever is synthesized through an endocannabinoid- dependent pathway

doi: 10.1080/23328940.2015.1130520

 

New Insights into the Role of Glutathione in the Mechanism of Fever

https://doi.org/10.3390/ijms21041393

 

Fever: Links with an ancient receptor
https://doi.org/10.1016/S0960-9822(02)00013-1

©2020 by Dawid Ciemiega