A legtöbb ember életében valamikor lépett fel lázzal. Amikor a testhőmérséklet 37 ° C fölé emelkedik, olyan tüneteket tapasztalunk, mint izzadás, hidegrázás és gyengeség. De miért tapasztaljuk a lázat és hogyan okozhatják a pirogének?
A láz biológiája
Gyakran úgy érzékeljük a lázat, mint a fertőzésekből eredő káros tünetet. A láz azonban valójában egy összetett jelenség, amely több mint 600 millió év alatt alakult ki a fertőző ágensek felszámolására. Sok kórokozónak ugyanis túléléséhez és szaporodásához meghatározott hőmérsékleti tartományra van szükség. Ezért a testhőmérséklet normál tartomány fölé emelésével a kórokozók eléggé meggyengülnek, hogy az immunrendszer megszüntesse azokat.
A láz első lépése a behatoló kórokozó kimutatása. Például E. Coli az ételmérgezés egyik gyakori oka. Az E. coli külső sejtfala tartalmaz egy lipopoliszacharid (LPS) nevű molekulát, amelyet a különböző immunsejtek felismernek a Toll-szerű receptorokon keresztül. Ezeket a sejteket az LPS detektálásával aktiválják.
Aktiválás után az immunsejtek különféle jelzőmolekulákat, például pirogén citokineket szabadítanak fel. A "pirogén" kifejezés azt jelzi, hogy egy molekula kiválthatja a lázat, és a citokinek az immunrendszerben használt jelzőmolekulák osztályát jelentik.
Ezen pirogén citokinek közül kettő interleukin-1 (IL-1) és IL-6 néven ismert. Ezek addig utaznak a véráramon, amíg el nem jutnak az agy hipotalamusznak nevezett részéhez. Ott a citokinek kölcsönhatásba lépnek az agyi ereket szegélyező endothelsejtekkel, és stimulálnak egy másik szignálmolekulát, az úgynevezett ciklooxigenáz-2-t (COX-2). A COX-2 pedig katalizálja az agyba szállított prosztaglandin E2 (PGE2) termelését.
A PGE2 az agyláz fő szabályozója. Amikor a PGE2-receptort expresszáló neuronokhoz kötődik, ezek a neuronok aktiválják az immunrendszert a noradrenalin felszabadítása érdekében. A noradrenalin növeli a termogenezist azáltal, hogy megégeti a zsírszövetet, és elősegíti az érszűkületet, emelve ezzel a testhőmérsékletet.
A pirogén expozíció veszélyei
Ideális esetben a láz gyengíti a behatoló kórokozókat annyira, hogy az immunrendszer megölhesse őket. A testhőmérséklet emelkedése azonban sejtjeinkre is veszélyes, különösen 40,5 ° C feletti hőmérsékleten. Ez a sejtjeinkben lévő fehérjék denaturálódását okozhatja, ami sejtstresszhez vezet. A hosszan tartó láz kiszáradást, rohamokat vagy delíriumot okozhat. Extrém esetekben a súlyos láz halálhoz vezethet.
A külső pirogénekkel, például az LPS-szel (más néven endotoxinnal) kapcsolatos egyik probléma az, hogy életképes kórokozók hiányában jelen lehetnek. Az LPS rendkívül hőmérséklet-stabil, ezért sok általános sterilizálási módszer, például autoklávozás vagy száraz hő, elegendő LPS immunitást hagy az immunválasz kiváltásához.
Az LPS-szennyezés komoly problémát jelent az orvosi, gyógyszerészeti és biotechnológiai ágazatokban. Élő baktériumok hiányában is a maradék LPS okozhat lázat. A magas szintű szennyezés súlyos immunreakcióhoz vezethet, amelyet szepszisnek neveznek. A szepszisben szenvedő betegek körülbelül fele szeptikus sokkot fog tapasztalni, amelynek halálozási aránya 30-45%.
Ezen kockázatok miatt az endotoxin szintjét szigorúan az FDA szabályozza. Ezek a határok az alkalmazás módjától függenek. Például a parenterálisan injektált gyógyszereknek kevesebb, mint 5 endotoxin egységet (EU) kell tartalmazniuk testtömeg-kilogrammonként, míg az intrathecalis gyógyszerek határértéke 0,2 EU/kg. Az orvostechnikai eszközök felső határa 20 EU/kg.
Hatékony és robusztus módszer az endotoxin-szennyezés számszerűsítésére az Amebocyte Limulus Lysate (LAL) vizsgálat, amely a patkó rákból származó vért használ. A véred alvadási reakción megy keresztül, amikor endotoxinoknak vannak kitéve, és az alvadás mértéke meghatározható az endotoxinszint nagyon pontos becsléséhez. Emiatt az LDA teszt az FDA által ajánlott endotoxin vizsgálati módszer.
Összefoglalva: a láz az emberi test hatékony eszköze a káros kórokozók elleni küzdelemben. Az endotoxin-szennyezés esetén azonban a láz ellenünk hat, és életveszélyes lehet. Ezért létfontosságú, hogy a gyógyszerek és az orvostechnikai eszközök átfogó tesztelésen esjenek át az endotoxin-szint meghatározásához annak biztosítása érdekében, hogy azok biztonságos határokon belül legyenek.