Взаимодействие центральной нервной системы и иммунной системы лежит в основе психонейроиммунологии. Этот кластер объединяет понятия, связанные с нейровоспалением, гемато-энцефалическим барьером, микроглией, астроцитами и нейральными путями (в том числе блуждающий нерв и холинергический противовоспалительный путь), по которым иммунные сигналы достигают мозга и наоборот.
Механизмы нейроиммунной коммуникации объясняют, как периферическое воспаление влияет на поведение, настроение и когнитивные функции и как мозг модулирует иммунный ответ. Данные преимущественно обсервационные и доклинические; терапевтические мишени остаются областью исследований.
Основные понятия
- Ось мозг–иммунитет и нейроиммунная коммуникация — двунаправленная связь ЦНС и иммунитета
- Микроглия — резидентные иммунные клетки мозга, роль в нейровоспалении
- Нейровоспаление — воспалительная активность в ЦНС при стрессе и депрессии
- Гемато-энцефалический барьер — ограничение поступления цитокинов и клеток в мозг
- Блуждающий нерв — афференты (сигналы в мозг) и эфференты (холинергическое противовоспаление)
- Холинергический противовоспалительный путь — ограничение системного воспаления через ацетилхолин
- Околожелудочковые органы — участки с проницаемым ГЭБ, восприятие периферических цитокинов
- Астроциты и реактивность астроцитов — поддержка нейронов и участие в нейровоспалении
- Ядро одиночного пути — первая станция передачи сигналов блуждающего нерва в ствол мозга
- Иммунная иннервация — иннервация лимфоидных органов
Биологические механизмы
Периферические цитокины и медиаторы воспаления достигают ЦНС несколькими путями: (1) через околожелудочковые органы (область пострема, OVLT, субфорникальный орган), где гемато-энцефалический барьер проницаем; (2) через афференты блуждающего нерва, активируемые периферическим воспалением; (3) через активацию эндотелия и транспорт. В мозге микроглия и астроциты реагируют на эти сигналы и сами продуцируют цитокины, усиливая или ограничивая нейровоспаление.
Эфферентный путь — холинергический противовоспалительный рефлекс: активация блуждающего нерва приводит к высвобождению ацетилхолина в органах иммунной системы и подавлению продукции провоспалительных цитокинов макрофагами. Симпатическая иннервация селезёнки и других органов модулирует выход лимфоцитов и иммунный ответ при стрессе.
Клиническое значение
Методы визуализации (ПЭТ с лигандами TSPO для оценки активации микроглии) и биохимические маркеры нейровоспаления применяются в исследованиях депрессии и нейродегенерации. Терапевтические мишени (модуляция микроглии, стимуляция блуждающего нерва) и рутинная диагностика остаются в основном в исследовательской стадии.
Стимуляция блуждающего нерва одобрена при части неврологических и психиатрических состояний; применение в контексте воспалительных расстройств изучается.
Связанные термины
Дополнительно: периваскулярные макрофаги, нейроваскулярная единица, менингеальный иммунитет, афференты и эфференты блуждающего нерва, область пострема. Смежные кластеры: Цитокины, Стресс и физиология стресса.
Связанные статьи
Литература
-
Dantzer R et al. From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nature Reviews Neuroscience. 2008. https://doi.org/10.1038/nrn2297
-
Tracey KJ. The inflammatory reflex. Nature. 2002. https://doi.org/10.1038/420853a
-
Pavlov VA, Tracey KJ. The cholinergic anti-inflammatory pathway. Brain, Behavior, and Immunity. 2005. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2005.03.015
-
Dantzer R. Neuroimmune interactions: from the brain to the immune system and vice versa. Physiological Reviews. 2018. https://doi.org/10.1152/physrev.00039.2016
-
Prinz M et al. Microglia and central nervous system-associated macrophages—from origin to disease modulation. Annual Review of Immunology. 2021. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-101320-010405
-
Setiawan E et al. Role of translocator protein density, a marker of neuroinflammation, in the brain during major depressive episodes. JAMA Psychiatry. 2015. https://doi.org/10.1001/jamapsychiatry.2015.0107
-
Irwin MR, Cole SW. Reciprocal regulation of the neural and innate immune systems. Nature Reviews Immunology. 2011. https://doi.org/10.1038/nri3042
-
Miller AH, Raison CL. The role of inflammation in depression: from evolutionary imperative to modern treatment target. Nature Reviews Immunology. 2016. https://doi.org/10.1038/nri.2015.5
-
Slavich GM, Irwin MR. From stress to inflammation and major depressive disorder: a social signal transduction theory of depression. Psychological Bulletin. 2014. https://doi.org/10.1037/a0035302
-
Furman D et al. Chronic inflammation in the etiology of disease across the life span. Nature Medicine. 2019. https://doi.org/10.1038/s41591-019-0675-0
-
Medzhitov R. Recognition of microorganisms and activation of the immune response. Nature. 2007. https://doi.org/10.1038/nature06246
-
Kawai T, Akira S. The role of pattern-recognition receptors in innate immunity: update on Toll-like receptors. Nature Immunology. 2010. https://doi.org/10.1038/ni.1863