Class Notes (807,079)
Canada (492,587)
Psychology (4,968)
PSYCH 3F03 (141)
Lecture 7

Week 3 (Lecture 7-8) - Jan 21, 23 - Psych 3F03

7 Pages
Unlock Document

McMaster University
Paul W Andrews

LECTURE 7 PSYCH 3F03 Lecture 7 – Adaptation, disorder and the febrile system January 21, 23 2014 Wakefield/Andrews Reap − Andrews­ evolved function is identified by deconstructing the traits structure and figuring out how the components work together o Determine if trait structure and operation is non­random and could not have evolved by chance o Determine whether non­random structure ­­­ Medical Perspective on Fever − Harrisons Principles of Internal Medicine o Most fevers are associated with self­limited infections, such as common viral diseases.  The use of antipyretics is not contraindicated in  these infections: there is no significant clinical evidence that antipyretics delay the resolution of viral or bacterial infections, nor is there  evidence that fever facilitates recovery from infection or acts as an adjuvant to the immune system. In short, routine treatment of fever and  its symptoms with antipyretics does no harm and does not slow the resolution of common viral and bacterial infections o Antipyretic – anti fever drug, fever suppressant; eg/ aspirin, Tylenol o There is no evidence that fever does anything useful  o Cannot claim that antipyretics does no harm based on the fact that there is no significant clinical evidence – there is little evidence because  few do research on it − Components of the febrile system o Preoptic area of the anterior hypothalamus  Sensor and regulator of temperature  Homeostatic control o Cytokines  Chemical messengers of the immune system • Trigger fever • Regulated by fever  o Innate immune system  General defenses (macrophages; attack incoming pathogens, viruses or bacteria) o Adaptive immune system  Pathogen specific defenses (antibodies; slower acting; develops antibodies that target incoming viruses) − Types of Immune Cells o Neutrophils  Target – bacteria  o Eosinophils o Monocytes o Lymphocyes − Normal Febrile Range o Core temperature is homeostatically regulated  o Endotherms – organisms that use own physiology to regulate temperature  o Ectotherms – organisms that use their behaviour to control their core body temperature; eg/ moving into sunlight vs. shade o Human Normal Febrile Range – 31­41˚C; 99­106˚ F − Table 4 – list of benefits of fever; how it affects the immune system o Components of the immune system that we know are useful in responding to pathogens o Not enough to demonstrate adaptation  o Is this evidence sufficient to demonstrate that the febrile system was shaped/modified by natural selection to coordinate various  components of the immune response? o Rate of chemical reactions increases with increased temperature – it is possible that natural selection hasn’t shaped the febrile system to  specifically do these things, they may be a byproduct  − Temperature­dependent phagocytosis of Straphylococcus aureus by human leukocytes  o As temperature increases, the number of bacteria that a phagocyte can digest increases  o Doesn’t seem to be evidence of a simple temp­dependent effect; it is specific to normal febrile range – goes against alternative hypothesis  that it is a byproduct − Cytokines important in bacterial immune response o TNF­a – triggers migration of neutrophils  Phagocytosis 1 LECTURE 7 PSYCH 3F03  Cytoxic proteins  DNA webs that trap microbes o IL­1b – activation of lymphocytes  Natural killer cells • Cytoxic proteins  T­cells • Cytoxins  B cells • Antibodies  − Co­expression of IL­1b and TNF­a can lead to shock, organ failure and death o Mice that were injected with various compounds   TNF­a  IL­1b  Joint injection o When injected with IL­1b ­ no death occurs  o When injected with TNF­a ­ 1 mouse died o When injected with both IL­1b and TNF­a ­ many deaths − Fever staggers cytokine expression o Body needs to produce both, but not at the same time – staggers the production o Newborn mice that have been exposed to some infectious element that will elicit an immune response  o Put exposed mice in environment of either 37˚C or 40˚C  o Normal increase in IL­1b that occurs at 37˚ is suppressed during fever  o Opposite for TNF­a ­ larger peak under fever conditions   o Fever staggers production of cytokines  Normal condition (37˚C) has a peak in IL­1b at 1 hour; fever conditions causes a suppression of IL­1b;  o The peak— *also edit above  − Febrile temperatures promote migration of lymphocytes to peripheral lymph nodes (PLN) o Pathogens are particularly likely to be found in PLN  o L­selectin receptors cause lymphocytes to slow down and adhere to PLN venules o Want cells to reach lymph tissue, and stay there (not be removed by fluid that flows there) o In lymphatic tissue, there are receptors (L­selectin) – when lymphocytes reach tissue, the molecules on the lymphocytes adhere to the  receptors and slow down  o Human Results – at high temperature in the febrile range, significant increase in lymphocytes bound to receptor o Does not occur in other vascular tissues  o Some kind of coordinated design of the febrile system to target and promote immune response to pathogens − Boltana et al (2013) o How does fever affect gene expression? What kinds of genes are influenced by fever? o Wanted to induce fever with the use of a pathogenic­like intervention; didn’t use viruses, but many viruses are composed of dsRNA  (correction to figure) o By injected the fish with dsRNA, mya be able to elicit an immune response from the fish o Experimental Treatments  10 fish per condition • Controls – not injected, no heat gradient o No ability to move into warmer water • Shams – injected with saline but no dsRNA, heat gradient o Ability to move into warmer water • Injected with dsRNA but no heat gradient – kept at 29˚C o No ability to move into warmer water • Injected with dsRNA and heat gradient  o Ability to move into warmer water o Behavioural Fever  2 LECTURE 7 PSYCH 3F03  Heat Gradient – chambers that have different temperature  Fish tend to prefer 29˚C  Fish injected with dsRNA – many are present in 33˚C • Demonstration of behavioural fever – given immune challenge, seek out warmer water   Is this enough to trigger normal immune responses?  • Measures prostaglandin E2? o Significant increase in prostaglandin E2 – immune response is elicited  o Calculations  Ti = transcription in fish injected with dsRNA (no heat gradient) minus transcription in controls and shams • Net effect of injection of dsRNA  Td = transcription in fish injected with dsRNA (heat gradient) minus transcription in controls and shams   If there is a temperature dependent effect of gene expression, then Td>Ti • If ratio higher than 2 or higher, then it is significant  Nearly all the genes whose expression was uniquely unregulated by behavioural fever involved in immune response to virus  − Summary o Febrile temperatures enhance many aspects of immune response  Does not rule out the byproduct hypothesis o At least some immune processes (phagocytosis) show n­shaped enhancements that corresponds to the febrile range  Enhancement is specific to the normal febrile range  Inconsistent with byproduct hypothesis o Temporal staggering of cytokines  Febrile temperature suppresses the peak in IL­1b  Inconsistent with byproduct hypothesis o Lymphocyte trafficking specific to tissues where pathogens are likely to occur  Suggests that febrile temperatures enhance immune processes in tissues where they are likely to do th most good  Inconsistent with byproduct hypothesis  o Pattern of gene expression that is highly against byproduct hypothesis   Only the genes involved in immune response to viruses was upregulated by fever − Conclusion, pt 1 o The febrile system is an adaptation o Its function is to coordinate components of the immune response to infection − How do we arrive at this conclusion? o Identified the components of the febrile system  o Figured out enough of how thecompoennts work together  To rule out alternative hypotheses to selection • Sdfhaslfjsalkfjasfjs − What do anti­fever medications do to people with infections? o Febrile response performs a crucial biological function  o Disrupting the febrile system with antifever drugs – unlikely to not cause harm  ▯but must look at evidence − Prolong the infection o Malaria, chickenpox, influenza, rhinovirus (common cold)  Taking drugs prolongs the infection  Bradnts et al (1997)  Doran et al (1989)  ­  ­  Taking drug increases number of parasites in blood stream − Increases viral shedding o Common cold 3 LECTURE 7 PSYCH 3F03  Stanley et al (1975) o Influenza  Husseini et al (­­) o # of viral particles in snot in ferrets increases with the intake of aspirin o More viral particles in snot  ▯easier to transmit o Influenza is one of the leading causes of death due to infection ­ ~44,000 deaths in US per year due to influenza o Increased viral particles in snot due to 
More Less

Related notes for PSYCH 3F03

Log In


Don't have an account?

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.