Biologia hipertermii

Biologiczne efekty hipertermii są szeroko omawiane w artykułach badawczych i poglądowych (patrz dział „Literatura”).
Synteza tej wiedzy przedstawia się następująco:

A – Ekspresja ligand i innych molekuł na powierzchni komórek nowotworowych
zwiększenie obecności białek głównego układu zgodności tkankowej MHCI, receptorów NKG2D i NKG2DL oraz ligand receptorowych MICA

B – Białka szoku cieplnego
wzmożona ekspresja białek szoku cieplnego z grupy HSP (przeważnie HSP70) oraz antyonkogenu w postaci białka APC;

C – Egzosomy
uwolnienie przez komórki nowotworowe egzosomów – mikropęcherzyków błonowych odgrywających ważną rolę w komunikacji międzykomórkowej i modulacji

D – Bezpośrednie oddziaływanie hipertermii na przeciwciała
wpływ ciepła na same komórki układu odpornościowego, ich aktywność i ruchliwość

E – Perfuzja i adhezja

F – Wpływ hipertermii ogólnoustrojowej na mitochondria
⦁ Mitochondria są pierwszym celem podczerwieni A. IR-A (InfraRed A = podczerwień bliska, w zakresie od 780 μm do ok. 1450 μm)  zapobiega apoptozie fibroblastów skóry wzbudzanej przez mitochondria.
Źródło: Frank S. et al. J Invest Dermatol (2004); 123: 823-831
⦁ IR-A prowadzi do wielu zmian w komórkach. Bezpośrednim efektem jest „pobudzenie energetyczne” przy którym wzrasta poziom ATP oraz napięcie elektryczne błony mitochondrialnej. Aktywacja łańcucha oddechowego.
⦁ W dalszej kolejności: wzrost syntezy DNA- RNA w jądrze komórkowym.
Źródło: Karu TI. Photochem Photobiol (2008) 84: 1091-1099
⦁ IR-A o niskiej spójności chroni fibroblasty ludzkiej skóry przed szkodliwością promieniowania ultrafioletowego.
Źródła: Menezes S, i uczniowie. J Invest Dermatol 1998; 111:629-633
Frank S. et al. Exp Dermatol (2006) 15: 130-137

G – Poziom hormonalny przy umiarkowanej hipertermii ogólnoustrojowej

• Hormon wzrostu przy ↑1ºC tymp: wzrost GH o 2.2 mg/l do poziomu 8.9 mg/l
• Prolaktyna przy ↑1ºC tymp: wzrost PRL o 8.5 mg/l do poziomu 12.0 mg/l
Źródło: Koska, J. , Rovensky, J. , Zimanova, T. and Vigas, M. (2003), Growth hormone and prolactin responses during partial and whole body warm‐water immersions. Acta Physiologica Scandinavica, 178: 19-23

• Katecholaminy przy ↑1,2ºC subl: wzrost poziomu adrenaliny o 150%
• wzrost poziomu noradrenaliny o 58%
Źródło: U. Lange , G. Thielen , G. Neeck , K. L. Schmidt; Effects of Whole Body Hyperthermia on Plasma Cortisol, (…); Phys Med Rehab Kuror 2005; 15(1): 44-47

H – Granulocyty
Hipertermia ogólnoustrojowa wykonana do 1 h po radioterapii całego ciała wzmacnia hematopoezę i zapobiega neutropenii stymulując produkcję granulocytów w szpiku kostnym.
Źródło: E.A. Repasky et al., Elevating body temperature enhances hematopoiesis and neutrophil recovery after total body irradiation in an IL-1–, IL-17–, and G-CSF–dependent manner; Blood (2012) 120 (13): 2600-2609.