High body temperature makes it better fight infection and tumors
The higher our body temperature, the faster our bodies can create a major defense system, which fights tumors, wounds, inflammation and infection, and this is what new research by a multidisciplinary team of mathematicians and biologists from the Universities of Warwick and Manchester has found, where researchers have shown that even small increases in temperature (such as during a fever), speeds up the cellular "clock" that controls the response to infection, and this new understanding may lead to more effective and faster drugs that target a key protein involved in this process.
What scientists discovered during this new research
The biologists found that inflammatory signals activate NF-κB proteins to initiate the 'clock' clustering. NF-κB proteins move back and forth to and from the cell nucleus, where they turn genes on and off, which in turn allows cells to respond On a tumor, wound, or infection, and when NF-κB is uncontrolled, it is associated with inflammatory diseases, such as Crohn's disease, psoriasis and rheumatoid arthritis.
(NF-κB) “to start the clump of the clock.” NF-κB proteins move back and forth to and from the cell nucleus, turning genes on and off, which in turn allows cells to respond to a tumor, wound, or infection. When NF-κB is Uncontrolled, it is associated with inflammatory diseases, such as Crohn's disease, psoriasis and rheumatoid arthritis.
At a body temperature of 34 degrees, the NF-κB clock slows, and at temperatures above the normal body temperature of 37 degrees (for example, during a fever of 40 degrees Celsius), the NF-κB clock speeds up, mathematicians calculate At the University of Warwick Biology Center how temperature increases make the cycle speed up, researchers speculated that a protein called A20 - which is essential to avoid inflammatory diseases - might be critically involved in this process. The NF-kB watch has lost its sensitivity to the increase in temperature.
Research team statements
Leading mathematics professor David Rand, a professor of mathematics and a member of the Zeeman Institute for Biology and Infectious Diseases at the University of Warwick, has explained that in normal life the clock body is controlled around the clock by small changes in body temperature (1.5 degrees), commenting: “The lower body temperature during sleep may provide a great explanation for how disturbed work or sleep disturbances can lead to an increase in inflammatory diseases.”
"This is a good example of how mathematical modeling of cells can lead to a useful new biological understanding," said mathematician Dan Woodcock of the University of Warwick.
heat sensitivity
While the activities of many genes controlled by NF-kB were not affected by temperature, a major group of genes showed changes at different temperatures. This study shows that temperature alters inflammation in cells and tissues in a biologically regulated manner, and suggests that new drugs may alter the inflammatory response more precisely by targeting the A20 protein.
Professor Mike White, a biologist from the University of Manchester, said the study offers a possible explanation for how environmental and body temperature affects our health. He said: 'We've known for some time that colds and epidemics tend to be worse in winter when temperatures are cooler. And mice that live at higher temperatures suffer less inflammation and cancer, and these changes can now be explained by altered immune responses at different temperatures.”
Source: Science Daily
ارتفاع حرارة الجسم تجعله يحارب العدوى والأورام بشكل أفضل
كلما زادت درجة حرارة أجسامنا كلما زادت سرعة أجسامنا في خلق نظام دفاعي رئيسي، يحارب الأورام والجروح والالتهابات والعدوى، وهذا ما اكتشفه ووجده بحث جديد أجراه فريق متعدد التخصصات من علماء الرياضيات وعلماء الأحياء من جامعات وارويك ومانشستر، حيث أظهر الباحثون أن الارتفاعات البسيطة في درجات الحرارة ( مثلما يحدث أثناء الحمى )، تسرع من سرعة ” الساعة ” الخلوية التي تتحكم في الاستجابة للعدوى، وهذا الفهم الجديد قد يؤدي إلى عقاقير أكثر فاعلية وسرعة، والتي تستهدف بروتين رئيسي مشارك في هذه العملية .
ما اكتشفه العلماء خلال هذا البحث الجديد
وجد علماء البيولوجيا أن الإشارات الالتهابية تنشط بروتينات ” العامل النووي الرئيسي ( NF-κB ) ” لبدء تكتل ” الساعة “، حيث تتحرك بروتينات NF-backB إلى الخلف وإلى الأمام من وإلى نواة الخلية، حيث تحول الجينات إلى إيقاف، وهذا بدوره يسمح للخلايا بالرد على الورم أو الجرح أو العدوى، وعندما يكون NF-is غير متحكم فيه، فإنه يرتبط بالأمراض الالتهابية، مثل داء كرون، الصدفية و التهاب المفاصل الروماتويدي
( NF-κB ) ” لبدء تكتل ” الساعة “، حيث تتحرك بروتينات NF-backB إلى الخلف وإلى الأمام من وإلى نواة الخلية، حيث تحول الجينات إلى إيقاف، وهذا بدوره يسمح للخلايا بالرد على الورم أو الجرح أو العدوى، وعندما يكون NF-is غير متحكم فيه، فإنه يرتبط بالأمراض الالتهابية، مثل داء كرون، الصدفية و التهاب المفاصل الروماتويدي .
وفي درجة حرارة الجسم التي تبلغ 34 درجة، تتباطأ ساعة NF-κB، وفي درجات الحرارة الأعلى من درجة حرارة الجسم العادية التي تبلغ 37 درجة ( مثلا أثناء الحمى التي تكون فيها الحرارة 40 درجة مئوية )، تسرع ساعة NF-κB، ويحسب علماء الرياضيات في مركز علم الأحياء في جامعة وارويك كيف أن زيادات درجة الحرارة تجعل الدورة تسرع، حيث توقع الباحثون أن بروتينا يسمى A20 – وهو أمر ضروري لتجنب الأمراض الالتهابية – قد يكون متورطا بشكل حاسم في هذه العملية، وقام التجريبيون بعد ذلك بإزالة A20 من الخلايا، ووجدوا أن ساعة NF-kB فقدت حساسيتها للزيادة في درجة الحرارة .
تصريحات فريق البحث أستاذ الرياضيات الرائد ديفيد راند، وهو أستاذ الرياضيات وعضو في معهد زيمان لعلوم الأحياء وعلم الأمراض المعدية في جامعة وارويك، قد أوضح أنه في الحياة الطبيعية يتحكم جسم الساعة على مدار الساعة في تغيرات صغيرة في درجة حرارة الجسم بمقدار ( 1.5 درجة )، وعلق قائلا : ” قد توفر درجة حرارة الجسم السفلية أثناء النوم شرحا رائعا، لكيفية تسبب اضطرابات العمل أو
اضطرابات النوم في زيادة أمراض الالتهابات ” .
وقال عالم الرياضيات دان وودكوك من جامعة وارويك : ” هذا مثال جيد لكيفية أن تؤدي النمذجة الرياضية للخلايا إلى فهم بيولوجي جديد مفيد ” .
التأثر بالحرارة
في حين أن أنشطة العديد من الجينات التي تسيطر عليها NF-kB لم تتأثر بالحرارة، فإن مجموعة رئيسية من الجينات أظهرت تغيرات في درجات الحرارة المختلفة، وشملت هذه الجينات الحساسة لدرجات الحرارة منظمات تحريضية رئيسية وأجهزة تحكم في الاتصالات الخلوية يمكن أن تغير استجابات الخلية، وتظهر هذه الدراسة أن درجة الحرارة تغير الالتهابات في الخلايا والأنسجة بطريقة منظمة بيولوجيا، وتشير إلى أن الأدوية الجديدة قد تغير الاستجابة الالتهابية بشكل أكثر دقة من خلال استهداف البروتين A20 .
وقال البروفيسور مايك وايت عالم الأحياء من
جامعة مانشستر، إن الدراسة تقدم شرحا محتملا لكيفية تأثير درجة الحرارة البيئية والجسم على صحتنا، حيث قال : ” لقد عرفنا لبعض الوقت أن النزلات الوافدة والأوبئة الباردة تميل إلى أن تكون أسوأ في الشتاء عندما تكون درجات الحرارة أكثر برودة، كما أن الفئران التي تعيش في درجات حرارة أعلى تعاني أقل من الالتهاب والسرطان، ويمكن تفسير هذه التغيرات الآن عن طريق الاستجابات المناعية المتغيرة عند مختلف الحالات في درجات الحرارة ” .
