細胞への温熱療法の基本原理

一般に細胞は43℃以上では死滅し、42℃以下では生存する。
この43℃と42℃の1度の差が生死を決めるのである。

43℃以上では、以下に比べ温度による感受性の変化が大きく異なる。
これが癌などの細胞への温熱療法の基本原理の1つである。
即ち、癌細胞・癌組織を43℃以上に加温し、正常組織は42℃以下になるよう加温すれば癌細胞のみが死滅し、正常細胞は生存する。

もう1つが、癌と正常組織との血管構築の違いである。
癌細胞は自身の栄養補給のため血管内皮増殖因子を産生して多数の血管を新生する。
この癌細胞由来の血管は正常血管とは異なり自律神経系の支配を受けず、加温しても拡張しない。
よって、熱を加えても血流で熱を放散できず、腫瘍組織に熱がこもって正常組織が熱くなる。
癌組織を43℃以上になるまで加熱し死滅させても、正常組織は血管が拡張し、熱が血流にのり放散されるので、43℃には上がらない。
この結果、癌細胞・組織は死滅し、正常細胞・組織は生存する。
この1℃の差を利用して癌を死滅させる療法が癌の温熱療法である。

細胞の致死温度43℃より少し低いマイルドな温度40~42℃で細胞を加温し、細胞に熱ストレスを与えHSPを誘導させ、HSPの持つ生理作用を利用してストレスや病気から体を守る治療をマイルド加温療法と呼んでいる。
これは基本的には健康を守る、予防医学的方法である。

しかし、特にHSPの免疫増強作用であるNK細胞の活性化、樹状細胞の増加、抗原提示能の増強、癌ワクチン作用などは、癌治療での免疫力低下に対する対策の1つとして癌免疫に大いに貢献する。
アレニウスプロットでの編曲点付近でHSPは多く発現する。
44℃での加温と42℃での加温では明らかに細胞に発現する遺伝子が異なり、42℃加温では細胞を守るHSP関連の遺伝子が多数発現すると報告している。

実はこの43℃であるが、細胞の生死を決める温度と言うだけでなく、いろいろな反応の臨界温度なのである。

血小板凝集はコラーゲン凝集、ADP凝集ともに、43℃を境に有意に抑制された。
血小板の走査電顕による形態も43℃から表面は短い足が多くなり、丸みを帯びた形態に変化した。
血小板脂質の高速液体クロマトグラフィーによる分析から、不飽和脂肪酸のアラキドン酸は40℃より減少し、45℃加温では約半分に減少した。
逆に、飽和脂肪酸のパルミチン酸は 43℃ 加温より軽度増加した。
約43℃で、血小板の脂質は不飽和脂肪酸から飽和脂肪酸へ移行した。

血小板のエネルギー代謝過程をリン-MRS(磁気共鳴装置)で測定した結果、温度上昇とともにATPの3つのリンは減少し、無機リンのピークが増加した。
このATPと無機リンのピークが逆転するのが 43℃であった。
43℃での血小板凝集の抑制は、43℃で起こる脂質の変化や ATPの減少が関与すると思われた。
また血管内皮細胞においても、43℃から急に蛍光が強くなり 障害が認められた。

このように、凝固時間、凝固因子、線溶因子、フィブリン形態、血小板凝集・形態など多くのものが3℃でその活性・形態が変化し、43℃は血液凝固・線溶系の臨界温度でもあることが明らかになっている。

43℃と42℃。

この43℃と42℃の1度の差が生体に大きな変化を与える1℃になるのである。

 

 

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