Взаимодействие иммунной и нервных систем. Иннервация иммунитета

Все органы иммунной системы (тимус, костный мозг, селезенка, лимфатические узлы) обладают двумя вариантами иннервации — симпатической и парасимпатической. В настоящее время изучены основные нервные пути и структуры ЦНС, связанные с иннервацией органов иммунной системы.

Различными исследователями описаны изменения иммунологических процессов при локальном повреждении глубоких структур мозга, изменения интенсивности иммунного ответа при стимуляции определенных структур ЦНС, условно-рефлекторная модуляция интенсивности иммунологических реакций, нейрофизиологические процессы в мозге в динамике развития иммунных реакций (импульсивная активность нейронов, реакции на иммунизацию и др.), роль важнейших нейромедиаторов в регуляции функций иммунной системы, а также связь между стрессом и иммунитетом.

Так называемая «иммунопривилегированность» (изоляция от воспаления) — незаменимое качество для защиты ЦНС с ее высокой чувствительностью к повреждению и плохой способностью к регенерации, но при этом иммунные привилегии нервной системы не являются абсолютными.

Новейшие данные демонстрируют, что ЦНС, взаимодействующая с иммунной системой, не является ни изолированной, ни пассивной:
1) периферические иммунные клетки могут пересекать ГЭБ;
2) нейроны ЦНС и глия активно регулируют реакции лимфоцитов и макрофагов;
3) клетки микроглии иммунокомпетентны, хотя и отличаются от других макрофагов/дендритных клеток по способности направлять нейропротективные лимфоцитарные реакции.

Способность иммунных клеток к проникновению через ГЭБ строго ограничена и тщательно контролируется, так как при неконтролируемой экспансии активированных лимфоцитов создается провоспалительное местное окружение в ЦНС, приводящее к иммуноопосредованным заболеваниям. Иммунопривилегированность ЦНС активно поддерживается в результате иммунорегуляторных свойств резидентных клеток ЦНС и их микроокружения. В адаптивном иммунитете ЦНС имеется своя специфика, в частности отсутствие вымывания (оттока) клеточно-опосредованных антигенов в шейные лимфоузлы, хотя имеется диффузное попадание в эти узлы («просачивание»).

ЦНС демонстририует признаки вовлеченности в воспалительный процесс; при повреждении, инфекции или ином поражении резидентные клетки ЦНС генерируют воспалительные медиаторы (провоспалительные цитокины, простагландины, свободные радикалы и комплемент), которые, в свою очередь, индуцируют хемокины и молекулы адгезии, рекрутируют иммунные клетки, а также активируют клетки глии.

Практически любое повреждение тканей ЦНС, включая процессы дегенерации, инфекции, образования опухолей и аутоиммунные реакции, сопряжено с наличием значительного клеточного воспалительного компонента. Хотя ГЭБ препятствует диффузии гидрофильных (иммунных) молекул через капилляры головного мозга, активированные лимфоциты без затруднений проходят через эндотелиальный слой посткапиллярных венул.

Нервной и иммунной системам присущ ряд общих свойств и функций. Они обеспечивают взаимодействие организма со средой, обладают способностью воспринимать сигналы из внешней и внутренней среды (при этом нервная система воспринимает сенсорные сигналы, а иммунная — генетически чуждые), поддерживают постоянство внутренней среды организма, сохранение его гомеостаза. Для различных нозологических форм патологии нервной и иммунной систем у новорожденных характерны именно сочетанные неврологические и иммунологические расстройства.

В свете трансформации представлений об иммунной изолированности головного мозга следует считать, что «резидентные» клетки ЦНС, нейроны, астроглия, микроглия, паравентрикулярные макрофаги и эндотелий мозговых капилляров выполняют целый ряд иммунных процессов: синтез хемокинов, цитокинов и нейротрофических факторов; экспрессию антигенов главного комплекса гистосовместимости и экспрессию молекул костимуляции или иммунодепрессии и адгезии; представление антигена; фагоцитоз; клеточную цитотоксичность, а также апоптоз.

Первичной функцией иммунного ответа является защита организма от инфекций, вызываемых различными патогенами (включая вирусы). Поскольку вирусы способны инфицировать любой локус, включая ЦНС, клетки иммунной системы должны аналогичным образом иметь доступ ко всем тканям организма, хотя головной и спинной мозг в определенной степени «иммунопривилегированы». Когда иммунные процессы в ЦНС все же происходят, они нередко ассоциированы с воспалительной и/или демиелинизирующей патологией (аутоиммунное воспаление).

дифференциация стволовых клеток крови
Дифференциация стволовых клеток крови

Среди систем иммунного надзора (наряду с кожной и др.) рассматривается подсистема головного мозга. В качестве материального субстрата ткани головного мозга, ответственного за иммунный биологический надзор, выступают клетки микроглии (клетки системы мононуклеарных фагоцитов) и астроциты (клетки нейроглии). Не исключено, что в систему иммунобиологического надзора входят Т- и В-лимфоциты, а также иные типы клеток.

На мембране Т-лимфоцитов и нейронов имеется общий антиген Тх-1, подтверждающий общность ЦНС и иммунной системы. В крови и лимфе обнаруживается немало нейропептидов (нейротензин, субстанция Р, энкефалины, эндорфины, пептид-дельта сна и т.д.), которым предположительно принадлежит ведущая роль в интегративной деятельности нервной, иммунной и эндокринной систем. Это обусловлено наличием на их клетках одинаковых рецепторов, через которые осуществляется описываемая взаимосвязь.

Уникальное иммунологическое окружение ЦНС регулирует основную часть местных воспалительных реакций, хотя в ряде случаев происходит иммунно-опосредованное поражение головного мозга. Экспериментальные данные свидетельствуют, что Т-клетки ЦНС вырабатывают интерферон гамма (ИФН-у), ИЛ-4, ИЛ-10, но продукция ИЛ-2 у них дефицитарна (по сравнению с периферическими Т-клетками).

Эндогенные клетки самой ЦНС (микроглия, астроглия, периваскулярные клетки и др.) могут инициировать, регулировать и поддерживать реакции иммунного ответа: представление антигена Т-лимфоцитам, поляризация цитокинового ответа этих клеток и т.д. Помимо фагоцитарной функции, клетки микроглии (внутренние макрофаги ЦНС) участвуют в регуляции неспецифического воспаления, а также в реакциях адаптивного иммунитета. Контроль глиальных иммунных функций осуществляется нейронами.

Периваскулярные клетки центральной и периферической нервной системы (гетерогенная популяция) являются иммунорегуляторами, обеспечивающими взаимодействие между этими двумя отделами нервной системы.

Апоптоз Т-лимфоцитов — обычный механизм прекращения аутоиммунной реакции в ЦНС. До настоящего времени не вполне ясно, в какой степени различные глиальные клетки вовлечены в процесс устранения апоптотических.
Существует межорганная коммуникация, установившаяся в человеческом организме между нервной, эндокринной и иммунной системами, а также факторами окружения и генетическими влияниями — так называемая «нейроэндокринная-иммунная сеть». Изменения функций нервной системы могут влиять на состояние иммунитета, приводя к обострениям инфекций, злокачественным новообразованиям и другим иммунно-опосредованнным проблемам. Много- и разнонаправленные связи между нервной, иммунной и эндокринной системами приводят к нарушениям гомеостаза под воздействием химических, физических или эмоциональных стрессорных факторов.

В частности, наряду с изменениями со стороны показателей гуморального иммунитета (наличием аутоантител), в иммунологическом статусе у детей с миастенией присутствуют и другие изменения (лимфоидные субпопуляции, продукция ИЛ), т.е. цитокины играют немаловажную роль в иммунопатогенезе миастении.

Нейромедиаторные системы активно участвуют в регуляции функций иммунной системы. Так, серотонинергическая система при ее стимуляции приводит к снижению интенсивности иммунного ответа, оказывая тормозное действие на функции иммунной системы. При этом ингибирующие эффекты центрального генеза реализуются через ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Дофаминергическая система, напротив, характеризуется стимулирующим влиянием на иммунные функции, для реализации которого необходимы гипоталамус-гипофиз-вилочковая железа. ГАМК-эргическая система обладает двунаправленным иммуномодулирующим действием (усиление или ослабление иммунных реакций).

Е.А. Корнева подчеркивает, что взаимодействие перечисленных нейромедиаторных систем (серотонин-, дофамин- и ГАМК-эргической), имеющее значение для конечного результата нейромодуляции иммунного ответа, осуществляется в центральных нейрохимических структурах мозга.

Общеизвестно влияние стресса на иммунные процессы. Разнонаправленность указанных эффектов у детей первого месяца жизни обусловлена различиями в нейрогуморальных компонентах стрессорных реакций и особенностями иммунного ответа со стороны клеточных (лимфоидных) популяций в различных ситуациях. Имеются веские основания констатировать позитивные и негативные изменения в формировании и осуществлении клеточного и гуморального иммунного ответа, которые зависят от происхождения стрессорных факторов, интенсивности и продолжительности его воздействия на ЦНС и организм в целом. Стрессы небольшой выраженности способствуют у новорожденных стимуляции активности иммунной системы, а глубокий хронический стресс (дистресс) обычно приводит к угнетению иммунологических функций.

Аутоиммунитет нервной системы имеет прямое отношение к нейроиммунопатологии. Аутоиммунитет характеризуется частичной или полной утратой толерантности (или естественным отсутствием реакции) по отношению к собственным антигенам организма, вследствие чего вырабатывающиеся аутоантитела и/или цитотоксичные клетки могут приводить к развитию заболеваний. Именно формирование иммунотолерантности в ЦНС (in situ) выполняет роль механизма, который предотвращает феномен аутоиммунитета. Инициация аутоиммунного процесса требует комплексного взаимодействия нейроэндокринной системы со специфическими факторами иммунной системы.

Воспалительные цитокины ИФН-у и ФНО-а (цитопатический цитокин, цитотоксичный по отношению к олигодендроцитам in vitro) обнаруживаются при различных аутоиммунных заболеваниях, и предполагается, что они участвуют в индукции и патогенезе этих форм патологии.

Нейроиммунные процессы чаще не индуцируют патологию ЦНС, а возникают на стадии прогрессирующей неврологической патологии неиммунного генеза и становятся одним из компонентов ее патогенеза, поскольку для формирования истинной нейроимунопатологии необходимы такие патофизиологические предпосылки, как повреждение нейрональных структур и нарушение ГЭБ или их сочетание.

Аутоиммунные заболевания представляют разнородную группу нарушений преимущественно неизвестной этиологии с плохо изученным патогенезом. При многих системных аутоиммунных заболеваниях может наблюдаться демиелинизация ЦНС, являющаяся следствием сосудистых, гранулематозных или постинфекционных поражений нервной системы. Следует помнить, что у новорожденного может быть более одного органоспецифического или системного аутоиммунного заболевания.

Аутоиммунные заболевания могут поражать любые органы и системы у пациентов всех возрастов, при этом их мишенями нередко оказываются центральная и периферическая нервная система. В соответствии с современными представлениями, аутоиммунные болезни представлены двумя группами патологии: органоспецифические и системные заболевания. В подавляющем большинстве случаев заболевания, рассматриваемые с позиций нейроиммунологии, относятся к числу системных.

Гормональная регуляция иммунного ответа обычно рассматривается с позиций влияния гормонов эндокринной системы на иммунитет и касается роли гормонов и медиаторов, вырабатаваемых самой иммунной системой (для регуляции созревания, взаимодействия и функционирования ее клеток). Имеются все основания констатировать существование единой регуляторной системы организма, объединяющей нервную, иммунную и эндокринную системы.

Иммунная система, как и ЦНС, способна распознавать, запоминать и извлекать информацию из памяти. Нейроны анализаторной и лимбической систем головного мозга являются носителями функций неврологической памяти. К носителям функции иммунологической памяти относятся определенные субпопуляции Т- и В-лимфоцитов (лимфоциты памяти).

Помимо других влияний, иммунная система новорожденных находится также под контролем эндокринной (нейроэндокринной) системы. Гормоны и нейротрансмиттеры взаимодействуют с иммунокомпетентными клетками посредством соответствующих рецепторов. На лимфоцитах, моноцитах, гранулоцитах и тучных клетках имеются опиоидные рецепторы, которые также влияют на иммунный ответ. Так, предполагается, что опиоидные пептиды, выделяемые при стрессе, способны оказывать супрессивное действие на иммунологическую функцию клеток, могут влиять на натуральные киллеры опосредованно — модулируя выделение ряда гормонов (АКТГ, адренокортикоидов), подавляющих различные иммунологические реакции (в том числе активность NK).

Иммунная система распознает внешние и внутренние антигенные сигналы разной природы, запоминая и передавая полученную информацию через кровоток в ЦНС при помощи цитокинов. ЦНС, обработав поступивший сигнал, оказывает регуляторное влияние на иммунную систему при помощи нейропептидов и ряда гормонов гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси.

Цитокиновая система в ЦНС является не аномалией, а важным компонентом ее нормального функционирования. Цитокины способны оказывать влияние на поведение, память, стрессорные реакции, повреждение мозга. Гормоны, пептиды и нейротрансмиттеры принимают участие в регуляции иммунной системы, во врожденном и адаптивном иммунитете.

Активация нейроэндокринной системы приводит к генерализованному изменению гомеостаза и иммунного ответа в организме человека. Взаимодействие этих двух систем создает систему «замкнутого круга», поскольку продукты иммунной системы могут модулировать реакции нервной и нейроэндокринной систем. Поскольку нейроэндокринными и иммунными клетками вырабатываются различные гормоны/растворимые медиаторы, специфические изменения происходят под влиянием индуцирующих стимулов.

На мембранах лимфоцитов обнаружены рецепторы к медиаторам — b-эндорфину, метэнкефалину, белку Р, адренергическим веществам. Установлено, что иммунокомпетентные клетки способны продуцировать эндорфин, энкефалин и кортикотропин.

Многообразие иммунных реакций, происходящих в ЦНС, как и их регуляция, осуществляются в ходе взаимодействия представителей различных молекулярных «посредников» (цитокинов, хемокинов, нейропептидов, нейротрансмиттеров, гормонов и др.) и экспрессии молекул системы HLA, а также костимуляции и адгезии на клетках нервной и иммунной систем, которые обеспечивают новорожденным иммунотрофический статус ЦНС в норме и при различной неврологической патологии.

- Читать "Последствия гемолитической болезни новорожденных (ГБН)"

Оглавление темы "Неврология новорожденных детей":
  1. Витамин D-дефицитный рахит у новорожденных - причины, диагностика, лечение
  2. Рахит недоношенных детей - причины, диагностика, лечение
  3. Гипотиреоз у новорожденных детей - причины, диагностика, лечение
  4. Боль у новорожденных детей - развитость ноцицепции
  5. Причины боли у новорожденных детей
  6. Лекарства для лечения болей у новорожденных детей
  7. Оценка и диагностика боли у новорожденных детей
  8. Формирование иммунной системы плода - эмбриогенез
  9. Взаимодействие иммунной и нервных систем. Иннервация иммунитета
  10. Последствия гемолитической болезни новорожденных (ГБН)

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: