Wissenschaftler hinter einer neuen Studie haben möglicherweise den biologischen Grund gefunden, warum wir im Winter häufiger Atemwegserkrankungen haben, und es stellt sich heraus, dass kalte Luft selbst die im Körper stattfindende Immunantwort schädigt. (Caroline Hayeur, Alamy)
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WASHINGTON – Kälte liegt in der Luft, und Sie alle wissen, was das bedeutet – es ist Zeit für die Erkältungs- und Grippesaison, wenn es so aussieht, als ob jeder, den Sie kennen, niest, schnieft oder Schlimmeres. Es ist fast so, als ob diese lästigen Erkältungs- und Grippekeime mit dem ersten Winterhauch eintreffen.
Dabei sind Keime das ganze Jahr über vorhanden – denken Sie an Ihre letzte Sommererkältung zurück. Warum bekommen die Menschen also mehr Erkältungen, Grippe und jetzt COVID-19, wenn es draußen kalt ist?
Was die Forscher einen wissenschaftlichen Durchbruch nennen, haben die Wissenschaftler hinter einer neuen Studie möglicherweise den biologischen Grund gefunden, warum wir im Winter mehr Atemwegserkrankungen haben. Es stellt sich heraus, dass kalte Luft selbst die in der Nase stattfindende Immunantwort schädigt.
„Dies ist das erste Mal, dass wir eine biologische und molekulare Erklärung für einen Faktor in unserer angeborenen Immunantwort haben, der durch kältere Temperaturen eingeschränkt zu sein scheint“, sagte Dr und Nackenchirurgie in Stanford. Medizinische Fakultät der Universität von Kalifornien. Sie nahm an der neuen Studie nicht teil.
Tatsächlich tötet eine Reduzierung der Temperatur in der Nase um nur 9 Grad Fahrenheit fast 50 % der Milliarden von Zellen, die Viren und Bakterien in den Nasenlöchern bekämpfen, so die am Dienstag im Journal of Allergy and Clinical Immunology veröffentlichte Studie.
„Kalte Luft wird mit einer erhöhten Virusinfektion in Verbindung gebracht, weil Sie im Grunde genommen die Hälfte Ihrer Immunität allein durch diesen kleinen Temperaturabfall verloren haben“, sagte der Rhinologe Dr Medizinisch. Bostoner Schule.
„Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass dies In-vitro-Studien sind, was bedeutet, dass, obwohl er menschliches Gewebe im Labor verwendet, um diese Immunantwort zu untersuchen, es sich nicht um eine Studie handelt, die in der Nase von jemandem durchgeführt wird“, sagte Patel in einer E-Mail. „Oft werden die Ergebnisse von In-vitro-Studien in vivo bestätigt, aber nicht immer.“
Ein Hornissennest
Um herauszufinden, warum dies geschieht, begaben sich Bleier und sein Team sowie Co-Autor Mansoor Amiji, Vorsitzender des Department of Pharmaceutical Sciences an der Northeastern University in Boston, auf eine wissenschaftliche Spürhundejagd.
Ein respiratorisches Virus oder Bakterium dringt in die Nase ein, den Haupteintrittspunkt in den Körper. Sofort erkennt die Nasenspitze den Keim, lange bevor die Nasenspitze den Eindringling bemerkt, fand das Team heraus.
An diesem Punkt beginnen die Zellen, die die Nase auskleiden, sofort damit, Milliarden einzelner Kopien von sich selbst herzustellen, die als extrazelluläre Vesikel oder EVs bezeichnet werden.
„EVs können sich nicht wie Zellen teilen, aber sie sind wie kleine Mini-Versionen von Zellen, die speziell entwickelt wurden, um diese Viren zu töten“, sagte Bleier. „EVs verhalten sich wie Köder. Wenn Sie also jetzt einen Virus einatmen, bleibt der Virus an diesen Ködern haften, anstatt an den Zellen zu haften.“
Diese „Mini-Selbste“ werden dann von den Zellen in den Nasenschleim ausgestoßen, wo sie das Eindringen der Keime stoppen, bevor sie ihr Ziel erreichen und sich vermehren können.
„Es ist einer der, wenn nicht sogar der einzige Teil des Immunsystems, der Ihren Körper verlässt, um Bakterien und Viren zu bekämpfen, bevor sie tatsächlich in Ihren Körper gelangen“, sagte Bleier.
Einmal erzeugt und in Nasensekreten verteilt, beginnen die Milliarden von Elektrofahrzeugen, in plündernde Keime einzudringen, sagte Bleier.
“Es ist, als würde man in ein Wespennest treten, was ist los? Sie sehen vielleicht ein paar Hornissen fliegen, aber wenn Sie dagegen treten, fliegen sie alle aus dem Nest, um anzugreifen, bevor dieses Tier nicht in das Nest selbst eindringen kann.” er sagte. „So wäscht der Körper diese eingeatmeten Viren auf, damit sie gar nicht erst in die Zelle gelangen können.“
Ein starker Anstieg der Immunkraft
Laut der Studie erhöht die Nase bei einem Angriff die Produktion extrazellulärer Vesikel um 160 %. Es gab weitere Unterschiede: Die EVs hatten viel mehr Rezeptoren auf ihrer Oberfläche als die ursprünglichen Zellen, was die Virus-Stopp-Fähigkeit der Milliarden extrazellulärer Vesikel in der Nase verstärkte.
„Stellen Sie sich die Rezeptoren einfach als kleine Arme vor, die herausragen und versuchen, die Viruspartikel zu greifen, während Sie sie einatmen“, sagte Bleier. “Und wir fanden heraus, dass jedes Vesikel bis zu 20-mal mehr Rezeptoren auf der Oberfläche hat, was sie super klebrig macht.”
Körperzellen enthalten auch einen Virenkiller namens microRNA, der eindringende Keime angreift. Die EVs in der Nase enthielten jedoch 13-mal mehr microRNA-Sequenzen als normale Zellen, so die Studie.
Die Nase kommt also mit ein paar zusätzlichen Superkräften in die Schlacht. Aber was passiert mit diesen Vorteilen, wenn es kalt wird?
Um das herauszufinden, setzten Bleier und sein Team vier Studienteilnehmer 15 Minuten lang Temperaturen von 40 Grad Fahrenheit aus und maßen dann die Bedingungen in ihren Nasenhöhlen.
„Was wir herausgefunden haben, ist, dass die Temperatur in Ihrer Nase, wenn Sie kalter Luft ausgesetzt sind, um bis zu 9 Grad Fahrenheit sinken kann. Und das ist genug, um alle drei Immunvorteile der Nase auszuschalten“, sagte Bleier. sagte.
Tatsächlich reichte dieses bisschen Kälte in der Nasenspitze aus, um fast 42% der extrazellulären Vesikel des Kampfes abzutöten, sagte Bleier.
„In ähnlicher Weise haben Sie fast die Hälfte dieser Killer-microRNAs in jedem Vesikel, und Sie können die Anzahl der Rezeptoren auf jedem Vesikel um bis zu 70 % verringern, wodurch sie viel weniger klebrig werden“, sagte er.
Was bedeutet dies für Ihre Fähigkeit, Erkältungen, Grippe und COVID-19 abzuwehren? Dies halbiert die Fähigkeit Ihres Immunsystems, Atemwegsinfektionen zu bekämpfen, sagte Bleier.
Sie müssen keine Nasensocken tragen
Letztendlich hat uns die Pandemie genau das gegeben, was wir brauchen, um gegen die kalte Luft anzukämpfen und unsere Immunität hoch zu halten, sagte Bleier.
„Masken schützen nicht nur davor, Viren direkt einzuatmen, sondern es ist auch so, als würde man einen Pullover über der Nase tragen“, sagte er.
Patel stimmte zu: „Je wärmer Sie die intranasale Umgebung halten können, desto besser kann dieser angeborene Immunabwehrmechanismus arbeiten. Vielleicht ein weiterer Grund, Masken zu tragen!“
Für die Zukunft erwartet Bleier die Entwicklung topischer Nasenmedikamente, die auf dieser wissenschaftlichen Entdeckung aufbauen. Diese neuen Arzneimittel werden „die Nase im Wesentlichen dazu bringen, zu glauben, sie habe gerade einen Virus gesehen“, sagte er.
„Wenn Sie diese Exposition haben, werden all diese zusätzlichen Hornissen in Ihre Schleimhäute fliegen, um Sie zu schützen“, fügte er hinzu.
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