Как температура управляет иммунитетом

Температурная чувствительность помогает иммунной системе бороться с самыми разными болезнями.

Когда в организме появляется инфекция или опухоль, иммунные клетки настраивают активность собственных генов так, чтобы с максимальной эффективностью устранить угрозу.

Для этого в клеточное ядро отправляются специальные белки, которые узнают в ДНК нужные гены, связываются с ними и заставляют другие белки активнее синтезировать на генах матричную РНК. Синтез РНК на ДНК называется транскрипцией, а белки, которые ее регулируют – транскрипционными факторами. Затем РНК-копии подхватывают другие молекулярные машины, которые синтезируют на них нужные белки.

Один из самых известных регуляторов активности иммунных генов – транскрипционный фактор под названием ядерный фактор «каппа-би», или NF-κB (тут нужно уточнить, что NF-κB – название не одного какого-то белка, а целого семейства). Однако работа NF-κB не сводится к тому, чтобы прийти в клеточное ядро, включить иммунные гены и сидеть на них до победного конца.

На деле он ведет себя подобно маятнику, то приходя в ядро, то уходя из него; соответственно, иммунные гены, которыми управляет «каппа-би», то включаются, то выключаются. Если цикл сломать, если «каппа-би» разрегулируется и, приходя в ядро, будет оставаться там дольше обычного, то воспалительная реакция выйдет из-под контроля, и могут начаться такие аутоиммунные болезни, как псориаз, ревматоидный артрит и т. д.

Притом у самого NF-κB есть свои регуляторы. Исследователи из Уорикского университета пишут в своей статье в PNAS, что путешествия «каппа-би» по клетке зависят от температуры: чем она выше, тем чаще он бегает в ядро и обратно. И ритм его работы зависит от другого иммунного белка, который называется А20.

Про А20 известно, что он успокаивает иммунитет, подавляя воспалительные процессы. Если клетку лишали А20, то «каппа-би» в ней переставал чувствовать температуру. Тут можно вспомнить, что температура тела у нас меняется в течение суток: биологические часы слегка охлаждают нас во время сна.

Хотя суточные колебания температуры у нас не очень велики, в пределах полутора градусов, «каппа-би» такие колебания, по словам авторов работы, вполне чувствует. И те проблемы с иммунитетом, вроде неуправляемого воспаления, которые возникают у людей с расстроенными биологическими часами, могут возникать как раз потому, что из-за сломанных часов начинается непорядок в температурных циклах, что, в свою очередь, сказывается на работе иммунного регулятора NF-κB.

С другой стороны, известно, что если мышей содержать при температуре более высокой, чем обычно, они будут более устойчивы к злокачественным заболеваниям, и воспаление они будут переносить легче; а инфекции вроде гриппа или обычной простуды оказываются более тяжелыми в холодное время года. (И мы уже как-то писали о том, что летом наши иммунные гены работают иначе, нежели зимой.)

Очевидно, все это можно объяснить чувствительностью иммунной системы к температуре тела и окружающей среды: в теплой обстановке благодаря более частым циклам «каппа-би» иммунитет справляется с проблемами лучше. И, возможно, такую температурную чувствительность можно использовать при лечении самых разных болезней, от простуды до рака.