Инструменты пользователя

Инструменты сайта


нейровоспаление

Нейровоспаление

Нейровоспаление – это воспаление нервной ткани, которое может быть вызвано в ответ на различные сигналы, включая инфекции, черепно-мозговую травму, токсичные метаболиты или аутоиммунные заболевания. 1) В центральной нервной системе, в том числе в головном и спинном мозге, существует микроглия – резидентные врожденные иммунные клетки, которые активируются в ответ на эти сигналы. ЦНС обычно является иммунологически привилегированным участком, поскольку периферические иммунные клетки, как правило, блокируются гематоэнцефалическим барьером (ГЭМ), специализированной структурой, состоящей из астроцитов и эндотелиальных клеток. Однако, циркулирующие периферийные иммунные клетки могут преодолеть скомпрометированный ГЭБ и столкнуться с нейронами и глиальными клетками, экспрессирующими молекулы главного комплекса гистосовместимости, закрепляя иммунный ответ. Несмотря на то, что ответ осуществляется с целью защиты центральной нервной системы от инфекционного агента, эффект может оказаться токсичным и спровоцировать широкое распространение воспаления, а также дополнительную миграцию лейкоцитов через гематоэнцефалический барьер.

Причины

Нейровоспаление – это хроническое (не острое) воспаление центральной нервной системы. 2) Острое воспаление обычно вызывается повреждением центральной нервной системы и характеризуется наличием воспалительных молекул, активацией эндотелиальных клеток, отложением тромбоцитов и отёком тканей. Хроническое воспаление представляет собой устойчивую активацию глиальных клеток и поступление других иммунных клеток в головной мозг. Это хроническое воспаление обычно ассоциируется с нейродегенеративными заболеваниями. Общие причины хронического нейровоспаления включают в себя:

  • Токсичные метаболиты
  • Аутоиммунная реакция
  • Старение
  • Микробы
  • Вирусы
  • Травматическое повреждение мозга
  • Загрязнение воздуха
  • Пассивное курение

Иммунный ответ центральной нервной системы

Глиальные клетки

Микроглия – это врожденные иммунные клетки центральной нервной системы. Микроглия активно исследует свое окружение и значительно изменяет свою клеточную морфологию в ответ на нервную травму. 3) Острое воспаление в головном мозге, как правило, характеризуется быстрой активацией микроглии. Во время этого периода, не наблюдается никакого периферийного иммунного ответа. Со временем, однако, хроническое воспаление приводит к деградации тканей и гематоэнцефалического барьера. В это время, микроглия генерирует активные формы кислорода и высвобождает сигналы для набора периферических иммунных клеток для воспалительной реакции. Астроциты – это глиальные клетки, которые являются наиболее распространенными клетками в головном мозге. Они участвуют в обслуживании и поддержке нейронов и составляют значительную часть гематоэнцефалического барьера. После инсульта головного мозга, например, при черепно-мозговой травме, астроциты могут активироваться в ответ на сигналы, выпускаемыми поврежденными нейронами или активированой микроглией. После активации, астроциты могут высвобождать различные факторы роста и проходить морфологические трансформации. Например, после травмы, астроциты формируют глиальный рубец, состоящий из протеогликанового матрикса, что затрудняет регенерацию аксонов.

Цитокины

Цитокины представляют собой класс белков, которые регулируют воспаление, клеточную сигнализацию, а также различные клеточные процессы, такие как рост и выживаемость. 4) Хемокины являются подмножеством цитокинов, которые регулируют клеточную миграцию, например, привлечение иммунных клеток на место инфекции или травмы. Различные типы клеток в головном мозге могут производить цитокины и хемокины, такие как микроглия, астроциты, клетки эндотелия и другие глиальные клетки. Физиологически, хемокины и цитокины функционируют в качестве нейромодуляторов, которые регулируют процессы воспаления и развития. В здоровом мозге, клетки секретируют цитокины, производя местную воспалительную среду для набора микроглии и очищения от инфекции или травмы. Тем не менее, при нейровоспалении, клетки могут осуществлять пролонгированное высвобождение цитокинов и хемокинов, что может поставить под угрозу гематоэнцефалический барьер. Периферийные иммунные клетки призываются на участки повреждения посредством этих цитокинов и могут мигрировать через скомпрометированный гематоэнцефалический барьер в головной мозг. Общие цитокины, производимые в ответ на повреждение мозга, включают в себя интерлейкин-6 (IL-6), производимый при астроглиозе и интерлейкин-1 бета (IL-1) и фактор некроза опухоли альфа (TNF-альфа), который может индуцировать цитотоксичность нейронов. Хотя провоспалительные цитокины могут привести к гибели клеток и вторичному повреждению тканей, они необходимы для восстановления поврежденной ткани. Например, TNF-α вызывает нейротоксичность на ранних стадиях нейровоспаления, но способствует росту ткани на более поздних стадиях воспаления.

Периферийный иммунный ответ

Гематоэнцефалический барьер – это структура, состоящая из эндотелиальных клеток и астроцитов, которая образует барьер между мозгом и циркулирующей кровью. Физиологически, он осуществляет защиту мозга от потенциально токсичных молекул и клеток в крови. Астроциты формируют плотные соединения и, следовательно, могут регулировать прохождение веществ через гематоэнцефалический барьер и вхождение в тканевую жидкость. После травмы и длительного высвобождения воспалительных факторов, таких как хемокины, гематоэнцефалический барьер головного мозга может быть нарушен, став проницаемым для циркулирующих компонентов крови и периферических иммунных клеток. Клетки, участвующие во врожденном и адаптивном иммунном ответах, такие как макрофаги, Т-клетки и В-клетки, могут затем проникнуть в мозг. Это усиливает воспалительную среду мозга и способствует процессам хронической нейродегенерации и нейровоспаления.

Травматическое повреждение мозга

Черепно-мозговая травма – это травма головного мозга, вызванная значительным ударом по голове. После ЧМТ запускаются репаративные и дегенеративные механизмы, которые приводят к возникновению воспалительной среды. В течение нескольких минут после травмы высвобождаются про-воспалительные цитокины. Провоспалительный цитокин ИЛ-1β является одним из таких цитокинов, который усугубляет повреждение ткани, вызванное ЧМТ. ЧМТ может причинить значительный ущерб жизненно важным компонентам в мозгу, включая гематоэнцефалический барьер. ИЛ-1β вызывает фрагментацию ДНК и апоптоз, а вместе с TNF-альфа может привести к повреждению гематоэнцефалического барьера и инфильтрации лейкоцитов.

Старение

Старение часто связано с когнитивными нарушениями и увеличением риска нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. В стареющем мозге, при отсутствии очевидных заболеваний, наблюдается хронически повышенный уровень провоспалительных цитокинов и снижение уровня противовоспалительных цитокинов. Гомеостатический дисбаланс между противовоспалительными и провоспалительными цитокинами в процессе старения является одним из факторов, повышающих риск развития нейродегенеративных заболеваний. Кроме того, с возрастом в мозгу увеличивается количество активированной микроглии, благодаря чему увеличивается экспрессия главного комплекса гистосовместимости II (МНС II), ионизированного кальций связывающего адаптера-1 (Iba1), CD86, антигена макрофагов ED1, CD4 и общего лейкоцитарного антигена. 5) Активированная микроглия уменьшает способность нейронов проходить долгосрочное потенцирование (LTP) в гиппокампе, тем самым уменьшая способность формировать воспоминания.

Нейродегенеративные заболевания

Болезнь Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера исторически характеризуется двумя основными признаками: нейрофибриллярными клубками и амилоидными-бета бляшками. 6) Нейрофибриллярные клубки являются нерастворимыми агрегатами тау-белков, а бета-амилоидные бляшки являются внеклеточными отложениями бета-амилоидных белков. В настоящее время считается, что патология болезни Альцгеймера выходит за рамки этих двух типичных признаков, что позволяет предположить, что значительная часть нейродегенерации при болезни Альцгеймера связана с нейровоспалением. Активированная микроглия в изобилии наблюдается в мозге пациентов с БА после смерти. Считается, что в присутствии воспалительных цитокинов активированная микроглия не может фагоцитировать бета-амилоид, что может способствовать накоплению бляшек. Кроме того, при болезни Альцгеймера активируется воспалительный цитокин IL-1β, что связано со снижением синаптофизина и последующей синаптической потерей. Еще одним свидетельством того, что воспаление связано с прогрессированием заболевания при болезни Альцгеймера, является то, что лица, которые регулярно принимают нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), имеют меньший риск развития болезни Альцгеймера позже в жизни.

Болезнь Паркинсона

Ведущая гипотеза касательно развития болезни Паркинсона включает нейровоспаление в качестве основного компонента. 7) Эта гипотеза, известная как «гипотеза Браака», предусматривает, что 1-й этап болезни Паркинсона начинается в кишечнике, о чем свидетельствует большое количество случаев, которые начинаются с запора. Воспалительная реакция в кишечнике может играть определенную роль в агрегации альфа-синуклеина и неправильном сворачивании, что является характеристикой патологии болезни Паркинсона. При наличии баланса между хорошими и плохими бактериями в кишечнике, бактерии могут оставаться в животе. Тем не менее, дисбактериоз хороших бактерий и вредных бактерий может привести к синдрому «дырявой кишки», создавая воспалительный ответ. Этот отклик способствует неправильному сворачиванию α-Syn и нейронной передаче, а белок добирается до самой ЦНС. Ствол мозга является уязвимым к воспалению, что объяснило бы второй этап гипотезы Браака, в том числе нарушения сна и депрессию. На 3 стадии гипотезы, воспаление воздействует на черную субстанцию, клетки мозга, продуцирующие допамин, из-за чего развивается характерный двигательный дефицит при болезни Паркинсона. Этап 4 болезни Паркинсона включает дефициты, вызванные воспалением в ключевых областях мозга, которые регулируют исполнительную функцию и память. В подтверждение гипотезы Браака, пациенты на стадии 3 (с двигательным дефицитом), которые не испытывают когнитивного дефицита, демонстрируют нейровоспаление коры. Это говорит о том, что нейровоспаление может быть предшественником дефицита при болезни Паркинсона.

Рассеянный склероз

Рассеянный склероз является очень распространенным нейрогенным заболеванием. Он характеризуется демиелинизацией и нейродегенерацией, которые способствуют общим симптомам когнитивного дефицита, слабости конечностей и усталости. 8) При рассеянном склерозе, воспалительные цитокины нарушают гематоэнцефалический барьер и позволяют периферическим иммунным клеткам мигрировать в центральную нервную систему. При проникновении в ЦНС, В-клетки и плазматические клетки продуцируют антитела против миелина на нейронах, расщепляя миелин и замедляя проводимость в нейронах. Кроме того, Т-клетки могут проникать через гематоэнцефалический барьер, активируясь местными антигенпрезентирующими клетками, и атаковать миелиновую оболочку. Это также влияет на расщепление миелина и замедление проводимости. Как и при других нейродегенеративных заболеваниях, активированная микроглия производит цитокины, которые способствуют широкому распространению воспаления. Было показано, что ингибирование микроглии снижает выраженность склероза.

Роль нейровоспаления в качестве терапевтической мишени

Медикаментозное лечение

Поскольку нейровоспаление связано с различными нейродегенеративными заболеваниями, ученые хотят определить, обратит ли снижение воспаления нейродегенерацию. Ингибирование воспалительных цитокинов, таких как IL-1, снижает потерю нейронов при нейродегенеративных заболеваниях. Современные способы лечения рассеянного склероза включают интерферон-B, глатирамер ацетат и митоксантрон, которые функционируют за счет уменьшения или ингибирования активации Т-клеток, но имеют побочный эффект в виде системного иммунитета.9) При болезни Альцгеймера, использование нестероидных противовоспалительных препаратов снижает риск развития болезни. Современные методы лечения болезни Альцгеймера включают НПВС и глюкокортикоиды. НПВП блокируют преобразование простагландина Н2 в другие простагландины (ПГ) и тромбоксан (ТХ). Простагландины и тромбоксан действуют как медиаторы воспаления и повышают проницаемость капилляров.

Упражнения

Физические упражнение являются перспективным механизмом профилактики и лечения различных заболеваний, характеризующихся нейровоспаление. Аэробные упражнения широко используются для уменьшения воспаления на периферии. Доказано, что упражнения снижают пролиферацию микроглии в головном мозге, снижают экспрессию гиппокампом генов, связанных с иммунитетом, и снижают экспрессию провоспалительных цитокинов, таких как TNF-альфа.

:Tags

Список использованной литературы:


1) Gendelman, Howard (2002). «Neural immunity: Friend or foe?». Journal of NeuroVirology 8: 474–479. doi:10.1080/13550280290168631.
2) Streit, Wolfgang (July 2004). «Microglia and neuroinflammation: a pathological perspective». Journal of Neuroinflammation 1: 14. doi:10.1186/1742-2094-1-14.
3) Garden, Gwen (2013). «Epigenetics and the Modulation of Neuroinflammation». Neurotherapeutics 10: 782–788. doi:10.1007/s13311-013-0207-4.
4) Ramesh, Geeta (July 2013). «Cytokines and Chemokines at the Crossroads of Neuroinflammation, Neurodegeneration, and Neuropathic Pain». Mediators of Inflammation 2013: 1–20. doi:10.1155/2013/480739.
5) Kohman, Rachel (September 2013). «Exercise reduces activation of microglia isolated from hippocampus and brain of aged mice». Journal of Neuroinflammation 10: 114. doi:10.1186/1742-2094-10-114.
6) Meraz-Rios, Marco (August 2013). «Inflammatory process in Alzheimer's Disease». Frontiers in Integrative Neuroscience 7. doi:10.3389/fnint.2013.00059.
7) Tansey, Malu (May 2012). «Neuroinflammation and Non-motor Symptoms: The Dark Passenger of Parkinson's Disease?». Curr Neurol Neurosci Rep 12: 350–358. doi:10.1007/s11910-012-0283-6.
8) Zindler, Eva (December 2010). «Neuronal injury in chronic CNS inflammation». Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology 24: 551–562. doi:10.1016/j.bpa.2010.11.001.
9) McPherson, Rhoanne (2013). «Adaptive Immune Responses in CNS Autoimmune Disease: Mechanisms and Therapeutic Opportunities». J Neuroimmune Pharmacol 8: 774–790. doi:10.1007/s11481-013-9453-9.
  • Поддержите наш проект - обратите внимание на наших спонсоров:

  • Отправить "Нейровоспаление" в LiveJournal
  • Отправить "Нейровоспаление" в Facebook
  • Отправить "Нейровоспаление" в VKontakte
  • Отправить "Нейровоспаление" в Twitter
  • Отправить "Нейровоспаление" в Odnoklassniki
  • Отправить "Нейровоспаление" в MoiMir
  • Отправить "Нейровоспаление" в Google
  • Отправить "Нейровоспаление" в myAOL
нейровоспаление.txt · Последние изменения: 2015/11/24 17:03 — nataly