Иммунная защита мозга

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИММУННАЯ ЗАЩИТА МОЗГА

белый нервный иммунный микроглия

Мозг занимает привилегированное положение и в обычных условиях отделен от периферической иммунной системы. Основным элементом, обеспечивающим эту автономность, является ГЭБ. Однако микроглия и астроциты способны обеспечивать многие иммунные функции.

Микроглия представляет собой специализированные клетки, входящие в моноцитарно-макрофагическую систему, что позволяет определить их основную функцию как иммунную. Хорошо известно, что повреждения и воспалительные процессы любой природы сопровождаются активацией и миграцией этих клеток в измененные зоны мозга. Активированные микроглиоциты обладают высокой фагоцитарной активностью. Они, наряду с астроцитами, выполняют антигенпрезентирующую функцию и способны к выведению на свою поверхность МНС II класса, что, как известно, необходимо для активации иммунокомпетентных клеток лимфоидного ряда (Giulian D., 1995; Schilling M. et al., 2003).

Содержание микроглиоцитов в белом веществе центральной нервной системы взрослого человека составляет около 13% от общего количества глиальных клеток. Наряду с классическими фагоцитарными свойствами, показана их важность в процессе синтеза значительного числа цитокинов в центральной нервной системе (Righi М., 1991), блокирующих апоптозы и стимулирующих регенераторные процессы (Stella M.C. et al., 2001).

Предположение о роли микроглии, как немаловажном факторе во многих повреждениях мозга, подтверждается рядом исследований. Это может иметь место не только при органических нарушениях мозга, но и при эндогенных психозах, которые ранее рассматривались как функциональные расстройства. В частности, микроглиоциты повышают свою активность при таком эндогенном психическом расстройстве, как шизофрения (Тиганов А.С., 1999; Чехонин В.П., 1999), что косвенно указывает на возможность иммунологического конфликта эндогенной природы при данном заболевании.

Доказана возможность синтеза активированными микроглиоцитами оксида азота, а также бета-эндорфина (Betz-Corradin S., 1993; Sacerdote P., 1993), функции которых рассматривались нами выше, и указывалось на модулирующее влияние этих веществ как на нейроны, так и на глиально-сосудистое окружение (Licata F. et al., 1998), что может вызвать значимые эффекты на активность отдельных зон, так и мозга в целом, особенно при диффузных повреждениях его паренхимы. Цитокины и растворимые факторы микроглии, астроцитов и инфильтрирующих клеток (нейтрофилы и лимфоциты) играют важную роль в реакциях центральной нервной системы в процессе заболеваний. Важна микроглия при повреждениях нейронов (Cross A.H. et al., 1991; Benveniste E.N., 1995; Wekerle H., 1995; Constantinescu C.S. et al., 2000).

В последние годы разделение групп клеток, считавшихся ранее единой популяцией, становится все более распространенным. Причиной для этого деления является применение в гистологической практике иммуногистохимических методик, гибридизаций in situ и т. д. В частности показано, что периваскулярные макрофаги в мозге способны к выделению специфического маркера - CD163. Эти клетки являются непрерывно рециркулирующим пулом клеток, восстанавливающихся за счет перемещения из крови. Это отличает их от резидентных клеток микроглии мозга (Kim W.K. et al., 2006). CD163 входит в семейство рецепторных белков гемоглобина, богатых цистеином. Предполагается его значение как маркера рециркулирующего пула моноцитов крови и формируемых из них макрофагов, что подтверждает гематогенное происхождение данной популяции клеток (Aristoteli

L.P. et al., 2006). В последние годы делаются попытки активизировать регенераторные процессы после аксотомии, в связи с чем часть авторов предполагает возможное положительное влияние клеток моноцитарно-макрофагического происхождения на эти процессы, что особенно значимо для СD163+ периваскулярных макрофагов. Так, при имплантации перитонеальных макрофагов, достаточно близких к указанным клеткам мозга, в зону повреждения они стимулируют развитие поврежденных аксонов, что проявляется на морфологическом и иммуногистохимическом уровне в спинном мозге у половозрелых крыс (Franzen R., 1998).

Как уже описывалось выше, иммуннокомпетентные функции в ЦНС принадлежат не только клеткам микроглиальномакрофагического происхождения, но в определенной степени осуществляются и астроцитами. Предполагается, что астроглия специализирована на локальной антигенпрезентирующей функции (Гилерович Е.Г., 1993; Акмаев И.Г., 1996; Benveniste E.N., 1995), что позволяет им поддерживать очаговые реакции при повреждениях мозга. В дополнение к этим данным было обнаружено, что эмбриональные астробласты и клетки астроцитом способны к образованию перфорина - белка, специфичного для лимфоцитов-киллеров, собственно обеспечивающего цитолитический эффект при взаимодействии лимфоцитов с клетками-мишенями. Перфорины выявлены в 40-50% клеток, способных к экспрессии глиального фибриллярного кислого белка, и были характерны для участков повреждения и дегенерации мозговых структур. Таким образом, предположение, что синтез перфоринов является уникальным для лимфоидных популяций клеток, является дополненным аналогичной функцией астроцитов. Это типично для реактивных клеток при нарушениях мозговых функций (Benveniste E.N., 1995).

Астроциты могут индуцировать выделение факторов некроза опухолей, эйконазоидов. Эйконазоиды - обширная группа биологически активных соединений, включающая простагландины и родственные им соединения. Эйконазоиды, как известно, существенно влияют на степень иммунных реакций в зоне повреждения, модулируя сосудистые и лейкоцитарные ответы (Акмаев И.Г., 1996; Benveniste E.N., 1995). Фактор некроза опухоли (ФНО), в свою очередь, является цитокином, влияющим на функциональные реакции эндотелия, и оказывает мощный иммуномодулирующий и провоспалительный эффект (Giulian D., 1995). Кроме того, астроциты способны к выделению интерферона, который повышает выделение интерлейкина-2 в структурах мозга (Акмаев И.Г., 1996). Интерлейкин-2, наряду с общеизвестной его ролью в поддержании иммунного ответа, является модулятором клеточного роста нейронов и нейроглии, переживания клеток, выделения гормонов, модулирует синаптическую передачу и контролирует нейроиммунные взаимодействия. Он стимулирует внедрение Ти В-лимфоцитов в головной мозг и внутрикраниальную агглютинацию большого числа МНСII-позитивных клеток, что может вызвать декорацию глиальных клеток и нейронов экзогенными антителами (Hanisch U.K. et al., 1996, 1997). Рецепторы к последнему также выявляются в структурах головного мозга. Он способен влиять на созревание олигодендроглиоцитов, периферических нейронов симпатического отдела нервной системы и эндотелия (Haugen P.K., Letoumeau P.C., 1991, Hanisch U.K., et al., 1997).

Таким образом, в ЦНС имеются свои, весьма специфичные механизмы иммунного контроля и защиты, представленные микроглией и родственными им клетками, клетками астроцитарного ряда. Эти клетки в значительной степени могут эффективно выполнять указанные функции. Однако при прорыве ГЭБ и грубых повреждениях мозга значение приобретают и популяции лейкои лимфопоэтического ряда, дополняя автономные защитно-иммунологические системы мозга.

Список литературы

1. Акмаев, И.Г. Современные представления о взаимодействиях регулирующих систем : нервной, эндокринной и иммунной / И.Г. Акмаев // Успехи физиологических наук. - 1996. - № 1. - С. 3-19.

2. Гилерович, Е.Г. Ксенотрансплантация эмбриональных нервных тканей (морфологические и иммунологические аспекты) / Е.Г. Гилерович // Морфология. - 1993. - № 3-4. - С. 11-26.

3. Тиганов, А.С. Современное состояние учения о шизофрении / А.С. Тиганов // Вестник РАМН. - 1999. - № 1. - С. 7-11.

4. Чехонин, В.П. Клинико-иммунологические исследования при пограничных психических расстройствах : проблемы и решения / В.П. Чехонин // Вестник РАМН. - 1999. - № 7. - С. 12-29.

5. Aristoteli L.P. The monocytic lineage specific soluble CD163 is a plasma marker of coronary atherosclerosis / L.P. Aristoteli, H.J. Moller, B. Bailey, S.K. Moestrup, L.Kritharides// Atherosclerosis. - 2006. - Vol. 184. - P. 342-347.

6. Benveniste, E.N. Cytokine production. Neuroglia / E.N. Benveniste. - New York: Oxford University Press, 1995. - P. 700-716.

7. Betz-Corradin, S. Inducible nitric oxide synthase activity of cloned murine microglial cells / S. Betz-Corradin [et al.] // Glia. - 1993. - N 7. - P. 255-262.

8. Constantinescu, C.S. Murine macrophages stimulated with central and peripheral nervous system myelin or purified myelin proteins release inflammatory products

/ C.S. Constantinescu [et al.] // Neuroscience Letters. - 2000. - Vol. 287. - P. 171-174.

9. Cross, A.H. Hypothesis: Antigen-specific T-Cells prime central nervous system endothelium for recruitment of non specific inflammatory cells to affect autoimmune demielination / A.H. Cross [et al.] // Journal of Neuroimmunology. - 1991. - Vol. 33. - P. 237-244.

10. Franzen, R. Effects of macrophage transplantation in the injured adult rat spinal cord: a combined immunocytochemical and biochemical study / R.Franzen [et al.] // Journal of Neuroscience Research. - 1998. - Vol. 51. - N 3. - P. 316-327.

11. Gasque, P. Identification of an Astrocyte Cell Population from Human Brain that Expresses Perforin, a Cytotoxic Protein Implicated in Immune Defense / P. Gasque [et al.] // Journal of experimental medicine. - 1998. - Vol. 187. - P. 451- 460.

12. Giulian, D. Microglia and neuronal dysfunction / D. Giulian: // Neuroglia. - New York: Oxford University Press, 1995. - P. 671-684.

13. Hanisch, U.K. Neurotoxic consequences of central long-term administration of interleukin-2 in rats / U.K. Hanisch [et al.] // Neuroscience. - 1997. - Vol. 79. - P. 799-818.

14. Hanisch, U.K. Neurotoxicy induced by interleukin-2: involvement of infiltrating immune cells / U.K. Hanisch [et al.] // Synapse. - 1996. - Vol. 24. - 104-114.

15. Haugen, P.K. Interleukin 2 enhanced chick and rat sympathetic, bat not sensory neurite outgrowth / P.K. Haugen [et al.] // Journal of Neuroscience Research. - 1991. - Vol. 25. - P. 443-452.

16. Kim, W.K. CD163 Identifies Perivascular Macrophages in Normal and Viral Encephalitic Brains and Potential Precursors to Perivascular Macrophages in Blood

/ W.K. Kim [et al.] // American Journal of Pathology. - 2006. - Vol. 168. - P. 822-834.

17. Licata, F. 5-Hydroxytryptamine modifies neuronal responses to glutamate in the red nucleus of the rat / F. Licata [et al.] // Experimental Brain Research. - 1998.

- Vol. 118. - P. 61-70.

18. Murray, P.D. Perforin-Dependent Neurologic Injury in a Viral Model of Multiple Sclerosis / P.D. Murray [et al.] // Journal of Neuroscience. - 1998. - Vol. 18. - P. 306-314.

19. Righi, M. The microglial cell: a cytokine source in the CNS / M. Righi [et al.] // Journal of chemotherapy. - 1991. - Vol. 3. - P. 41-43.

20. Sacerdote, P. Cloned microglial cells but not macrophages synthesize B-endorphin in response to CRH activation / P. Sacerdote [et al.] // Glia - 1993. - N 9. - P. 305-310.

21. Schilling, M. Microglial activation precedes and predominates over macrophage infiltration in transient focal cerebral ischemia: a study in green fluorescent protein transgenic bone marrow chimeric mice / M. Schilling [et al.] // Experimental Neurology. - 2003. - Vol. 183. - P. 25-33.

22. Schiltz, J.C. Distinct brain vascular cell types manifest inducible cyclooxygenase expression as a function of the strength and nature of immune insults / J.C. Schiltz, P.E. Sawchenko // Journal of Neuroscience. - 2002. - Vol. 22. - P. 606- 618.

23. Stella, M.C. Macrophage Stimulating Protein Is a Novel Neurotrophic Factor /

M.C. Stella [et al.] // Molecular biology of the cell. - 2001. - Vol. 12. - P. 341- 352.

24. Wekerle, H. Antigen presentation by central nervous system glia / H. Wekerle // Neuroglia. - 1995. - P. 685-699.

25. Zhang, J. A functional analysis of EP4 receptor-expressing neurons in mediating the action of prostaglandin E2 within specific nuclei of the brain in response to circulating interleukin-1beta / J. Zhang, S. Rivest // Journal of Neurochemistry. - 2000. - Vol. 74. - P. 134-145.

Размещено на Allbest.ru