Взаимосвязь нервной, эндокринной и иммунной систем

Видео: Трансфер фактор - ключ к здоровью

Как известно, все главные интегративные и адаптивные системы организма – нервная, эндокринная, иммунная – находятся в теснейшем функциональном и трофическом взаимодействии. Иммуноциты обладают рецепторами к различным нейромедиаторам, а иммунная система испытывает регулирующие нервные влияния. Наряду с этим, элементы иммунной системы продуцируют вещества, которые используются нервной системой как трофогены или источники трофогенов. Поэтому заболевания нервной системы нередко обусловлены иммунными расстройствами, которые в некоторых случаях могут быть первичными (Г.Н.Крыжановский, 1997).

Особенностью эмбрионального периода онтогенеза является, то, что во время внутриутробного развития все органы плода имеют около 5-20% терминально дифференцированных соматических клеток вкупе с незрелой иммунной системой (В.С.Репин, Г.Т.Сухих, 1998).

Мозг всегда реагирует на изменение иммунологической ситуации в организме и нарушение постоянства его белкового состава. Само внутриутробное поражение мозга, независимо от его причины, вызывает нарушения и в формирующейся иммунной системе плода. Много современных данных позволяют сделать такой вывод. Появилась даже новая научная дисциплина “психонейроиммунология” (R.Ader, 1981) или “нейроиммуномодуляция” (N.H.Spector, E.A.Korneva, 1981).

Е.А.Корневой (1975) создана и в дальнейшем подтверждена (Е.А.Корнева и др., 1978- Е.А.Корнева В.А.Шекоян, 1982- Е.А.Корнева, Э.К.Шхинек, 1988- Е.А.Корнева и др., 1989) концепция о многозвеньевой, иерархически построенной системе нейрогуморальной регуляции иммунологических процессов в целостном организме, раскрывающая элементы системы и уровни ее организации: системный, органный, клеточный, молекулярный. Разумеется, при анализе деятельности этой системы следует учитывать и значение межсистемных взаимодействий, а также экологические и популяционные механизмы коррекции этой функции. При построении и разработке своей концепции автор исходила из положения, что генетические потенции лимфоидных клеток в целостном организме корригируются, т.е. интенсивность иммунологических процессов неспецифически регулируется нейрогуморальным способом.

В иммунную систему входит костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы и другие скопления лимфоидной ткани (пейеровы бляшки, миндалины, аппендикс и т.д.). Степень обеспечения надежности работы иммунной системы необычайно высока. Сочетанная работа всех элементов системы обеспечивает выполнение главной функции – сохранение генетического постоянства организма.

Пусковым моментом для иммунологических реакций является воздействие антигена – вещества, генетически чужеродного- конечный этап этих реакций – образование защитных факторов, клеточных или гуморальных антител, специфичных для данного антигена, т.е. по своему началу и завершению процесс специфичен, однако в его реализации существенная роль принадлежит неспецифическим реакциям, которые в целостном организме тесно связаны со специфическими механизмами резистентности.

Если качественный характер иммунного ответа определяется свойствами антигена, то интенсивность – не только его качеством и количеством, но и рядом других факторов, в том числе и нейрогуморальных, которые являются неспецифическими компонентами специфических (иммунологических) процессов (Е.А.Коренева с соавт., 1989).

Говоря о морфофункциональных основах взаимодействия нервной и иммунной систем, следует упомянуть об их биологической близости. Биологически обе системы предназначены для реализации взаимодействия с внешней средой, хотя и в разных вариантах. Только эти системы обладают свойством памяти и способностью воспринимать информацию, перерабатывать ее и формировать определенный ответ. Количество клеток, которой располагает каждая из систем, сравнимо (порядка 10 в 12-й степени). В нервной и иммунной системах работают одинаковые белки и пептиды. Так, биологически активные вещества иммунной системы – тимозин и интерлейкин-1 обнаружены в мозгу, показано их функциональное значение (N.R.Hall, A.L.Goldstein, 1985). С другой стороны, лимфоидные клетки продуцируют ряд гормонов (АКТГ, глюкокортикоиды) и регуляторных пептидов (J.E.Blalock, E.M.Smith, 1985). Эти и многие другие данные свидетельствуют о том, что биологическая близость нервной и иммунной систем проявляется в различных вариантах, одним из которых является и нейрогуморальная модуляция функций иммунной системы. Передача модулирующих сигналов от ЦНС к органам и клеткам иммунной системы осуществляется через нервные, нейромедиаторные, эндокринные и нейропептидные механизмы (Е.А.Коренева с соавт., 1989).

Органы иммунной системы и работающие в ней клетки имеют развитые механизмы интраиммунной регуляции и саморегуляции. На мембранах иммуноцитов открыты специфические рецепторы, лигандами которых являются нейромедиаторы, гормоны, опиоидные и другие регуляторные пептиды (В.А.Томилец, 1981- J.W.Hadden, 1986 и др.).

Важным для понимания механизмов взаимодействия нервной и иммунной систем явилось изучение его морфофункциональных основ, в особенности иннервации органов иммунной системы, связи их с ЦНС, распределения нервных волокон и окончаний в паренхиме этих органов, формирование представлений о так называемом “открытом синапсе”, т.е. о возможном механизме передачи сигналов с нервных окончаний на клетки иммунной системы (K.Bulloch, 1986). Крупный комплекс исследований в этом направлении проведен В.М.Клименко и А.П.Пуговкиным (1985), показавшими изменение уровня нейромедиаторов в ткани лимфоидных органов при функциональных нагрузках и дисфункциях нервной системы.

Костный мозг получает вегетативную иннервацию от волокон, связанных с ближайшими сегментами спинного мозга- нервные волокна симпатического характера проникают в него по ходу сосудов (D.L.Felten et al., 1985). Основным источником иннервации тимуса являются нервные ветви, идущие преимущественно от симпатических шейных ганглиев – верхнего и звездчатого. Часть их является аксонами нейронов nucl. ambiguus и nucl. retrofascialis продолговатого мозга и шейных отделов спинного мозга. Парасимпатическую иннервацию вилочковая железа получает от блуждающего нерва (W.Braeucker, 1923- K.Bulloch, 1985). Поэтому спинальная антеперинатальная инфекционная, травматологическая и другая патология может быть причиной различных иммунных нарушений.

Богато иннервирована селезенка, симпатические нервы которой являются ответвлениями солнечного сплетения, а парасимпатические – отходят от правого блуждающего нерва. Лимфатические узлы имеют менее развитую иннервацию (В.М.Клименко, А.П.Пуговкин, 1985).

Таким образом, иннервированы все органы иммунной системы, и морфология распространения и расположения нервных волокон и терминалей подтверждает возможность передачи нервных влияний через нейромедиаторы на мембрану иммуноцитов и далее, посредством реализации лиганд-рецепторного взаимодействия, на работу иммунной клетки.

В нервных волокнах иммунной системы идентифицированы различные регуляторные нейропептиды: интестинальный пептид, субстанция P, нейропептид Y, нейротензин, холецистокинин, мет-энкефалин (Felten et al., 1985), а также серотонин, гистамин и др. Функциональная значимость нервных волокон и окончаний в органах иммунной системы иллюстрируется фактом обнаружения изменения баланса нейромедиаторов в них после иммунизации (V.E.Sergeeva et al., 1984). Кроме этого, показаны значительные изменения содержания нейромедиаторов в этих органах после раздражения определенных структур мозга, в частности, гипоталамуса и синего пятна (В.М.Клименко, А.П.Пуговкин, 1985).

Структуры мозга оказывают корригирующее воздействие на функции иммунной системы путем модуляции интенсивности иммунного ответа. К ним относятся переднее и заднее гипоталамические поля, гиппокамп, ретикулярная формация среднего мозга (С.В.Магаева, 1979), ядра шва, миндалина (Л.В.Девойно, Р.Ю.Ильюченок, 1983) и некоторые другие. Принципиально важно, что все компоненты или этапы формирования иммунного ответа могут корригироваться нейрогуморально, и конечный этап регуляции в большей мере зависит от того, к чему адресован регулирующий сигнал (Е.А.Корнева с соавт., 1989).

В экспериментах В.А.Шекояна и др. (1979) двусторонняя коагуляция заднего гипоталамического поля вызывала резкое уменьшение (в 11 раз по сравнению с контролем) числа антителообразующих клеток. Показано, что передний и задний отдел подбугорья при их двустороннем повреждении оказывают ингибирующее влияние на количество Т-хелперов и Т-супрессоров и их соотношение (M.Katayama et al., 1986), что свидетельствует о том, что эти зоны мозга играют роль в иммуномодуляции, в том числе и через изменение количества регуляторных субпопуляций Т-лимфоцитов. Повреждение заднего гипоталамического поля вызывает выраженные изменения функции макрофагов (Е.А.Корнева, В.А.Шекоян, 1982). Локальное повреждение заднего гипоталамического поля приводит к угнетению колониеобразования в селезенке (В.И.Лесников, Е.Н.Исаева, 1986).

Показано корригирующее влияние фронто-париетальной коры на функции Т-зависимых клеток, причем эти структуры левого полушария генерируют сигналы, повышающие активность Т-лимфоцитов, а правое полушарие оказывает противоположное влияние (G.Renoux et al., 1986). Билатеральное повреждение фронто-париетальной коры приводит к понижению количества клеток в тимусе и селезенке, торможению ответа Т-клеток на митоген. Существенно подчеркнуть, что количество субпопуляций Т-клеток, интерферона и интерлейкина-2 в крови у человека коррелирует с особенностями эмоционального поведения, например, при стрессе (R.Glaser, J.K.Kiecolt-Glaser, 1989).

Метаболизм иммуноцитов зависит от уровня катехоламинов в организме (R.G.Coffey, J.W.Hadden, 1985). Одним из механизмов реализации нейромедиаторной модуляции активности лимфоцитов является изменение количества рецепторов к нейромедиаторам адрено- и холинергической природы. Например, количество рецепторов на мембране В-лимфоцитов к адреналину и ацетилхолину возрастает после иммунизации (A.D.Ado, M.M.Goldstein, 1986). Л.В.Девойно и Р.Ю.Ильюченок (1983) обнаружили стимулирующее влияние активации дофаминергических структур мозга на иммуногенез и, напротив, угнетающее воздействие серотонинергических механизмов мозга на этот процесс.

F.Zavala et al. (1986) обнаружили на макрофагах бензодиазепиновые рецепторы.

Центральная мозговая модуляция функций иммунной системы осуществляется и через эндокринную систему посредством центрально обусловленных изменений уровня различных гормонов крови. Показано, что практически все гормоны оказывают корригирующее влияние на иммунный ответ, т.е. гормональный механизм передачи сигналов от ЦНС к иммунной системе должен рассматриваться как один из важнейших (Е.А.Корнева с соавт., 1989).

Обнаружено влияние отдельных нейропептидов на развитие иммунного ответа или отдельных этапов иммуногенеза, а также выявлены рецепторы к этим факторам на мембране клеток иммунной системы (Enkephlins and endorphins, 1986). Физиологическую роль в опосредовании взаимодействия между иммунной, эндокринной и нервной системами приписывают мет-энкефалину (J.Wybran, L.Schandene, 1986), который повышает резистентность к вирусным заболеваниям (R.E.Faith et al., 1986). Бета-эндорфин и мет-энкефалин стимулируют активность гранулоцитов (E.G.Fischer, N.E.Falke, 1986). Мет-энкефалин увеличивает также хемотаксис нейтрофилов человека (S.S.Sich, S.D.Stinnett, 1986).

E.M.Smith et al. (1986) установили факт продукции эндорфинов лейкоцитами, а Р.В.Петров с соавт. (1985) обнаружили в миелопептидах (биологически активных факторах костного мозга) эндорфиноподобную активность. J.E.Blalock, E.M.Smith (1985) показали, что макрофаги, В- и Т-лимфоциты при различных видах стимуляции продуцируют эндорфиноподобные пептиды, например, В-лимфоциты продуцируют гамма-эндорфин. Эти авторы отмечают роль опиоидных пептидов в обеспечении взаимодействия между нервной и иммунной системами, оперирующими общими молекулами и рецепторами. Так, гормоны тимуса не только регулируют активность иммуноцитов, но и оказывают существенное влияние на функции мозга (Е.А.Корнева с соавт., 1989).

С участием гипоталамо-гипофизарного комплекса происходит реализация гормональных, в частности, глюкокортикоидных реакций: гипофизэктомированные животные теряют способность отвечать повышением уровня глюкокортикоидов в крови на антигенные стимулы (Е.Е.Фомичева, 1985). Изменение уровня ряда гормонов сказывается на развитии иммунного ответа. Т-зависимые иммунологические реакции более подвержены действию глюкокортикоидных гормонов по сравнению с Т-независимыми реакциями (E.Mantzouranis, Y.Borel, 1979). Физиологические дозы эстрогенов стимулируют иммунологические реакции (Ю.И.Шилов, 1984), в частности, in vitro стимулируют функции В-клеток и существенно угнетают функции Т-супрессоров. Тестостерон не вызывает такого эффекта, чем T.Paavonen et al. (1981) объясняют более высокую продукцию антител у самок, чем у самцов.

Оказывают влияние на функции различных иммунных клеточных популяций и тиреоидные гормоны. Показано стимулирующее влияние Т4 на фагоцитарную активность (В.И.Иванов, 1975), активирующее действие Т3 на цитотоксические функции лимфоцитов, а также стимулирующее влияние на фагоцитарную активность палочкоядерных лейкоцитов (C.Balazs et al., 1980).

Введение мелатонина в организм полностью восстанавливает нарушения иммунных реакций, наблюдающихся после блокады функций эпифиза, вызванной сменой светового режима (G.J.M.Maestroni et al., 1986).

Существующие данные свидетельствуют, что практически все гормоны активны по отношению к иммунной системе и могут при определенных условиях участвовать в реализации взаимодействия нервной и иммунной систем. Переключение нервных механизмов на эндокринные может происходить посредством активации продукции рилизинг-факторов в ЦНС, стимуляции синтеза и выброса тропных гормонов гипофизом, а в некоторой мере может осуществляться через изменение притока сигналов по нервным путям к эндокринным органам. Поступление гормонов с кровотоком в органы иммунной системы в какой-то мере регулируется опосредованно, через изменение их кровоснабжения (Е.А.Коренева с соавт., 1989).

Таким образом, гормональные пути относятся, наряду с нервными и нейропептидными, к основным способам передачи модулирующих сигналов от мозга к иммунной системе (Е.А.Коренева с соавт., 1989).

Значима роль заднего гипоталамического поля в реакциях специфической и неспецифической резистентности (Е.А.Корнева, Л.М.Хай, 1963- N.Belluardo et al., 1987- др.). Разрушение в области заднего гипоталамического поля не только влияет на уровень циркулирующих антител в крови, но и угнетает антителообразующую функцию иммунокомплексных клеток (Б.А.Сааков и др., 1971), изменяет клеточные реакции в лимфатических узлах, вызывает инверсию коркового и мозгового вещества в тимусе (Л.Д.Марцинкевич, 1977), замедляет отторжение аллотрансплантанта (В.А.Михайлов, В.Я.Соловьева, 1968), изменяет течение анафилактического шока (В.В.Зотова, 1968).

R.L.Cross et al. (1984) описали изменения иммунологических реакций при повреждении передних отделов гипоталамуса. Его разрушение сопровождается уменьшением количества циркулирующих антител, снижением гуморального иммунного ответа и числа иммунокомплексных клеток и ослаблением течения анафилактического шока, снижением числа спленоцитов и уменьшение их митогенной активности. На этом основании авторы исследований (R.L.Cross et al., 1984) предполагают существование специализированной нейроэндокринной системы, модулирующей иммунные процессы. Медиальное преоптическое поле гипоталамуса участвует в поддержании температурного гомеостаза (И.С.Репин, 1963- H.Hensel, 1973).

Е.А.Кореневой с соавт. (1989) получены данные о взаимосвязанной перестройке функционального состояния латеральной миндалины и заднего гипоталамического поля в процессе иммунного ответа. Заднее гипоталамическое поле, полагают эти авторы, является, по концепции Н.П.Бехтеревой (1974), одним из “жестких звеньев” в центральной архитектуре системы регуляции иммунологических процессов. Именно заднее гипоталамическое поле участвует в регуляции функций костного мозга – так называемой стратегической регуляции функциональных возможностей и резервов иммунной системы (С.Б.Аджиева и др., 1986- В.И.Лесников, Е.Н.Исаева, 1986)- повреждение этой зоны гипоталамуса влечет за собой и подавление активности макрофагов, интенсивности иммунного ответа и т.д. (Е.А.Корнева, Э.К.Шхинек, 1988), т.е. изменение так называемой тактической модуляции функций иммунной системы. В целом гипоталамус является связующим звеном в широком кругу лимбических структур переднего и среднего мозга и играет ведущую роль в перестройке функционального состояния подкорковых структур в процессе иммунного ответа.

С.В.Магаевой (1979) показано участие гиппокампа в иммунобиологических реакциях, автор полагает, что эта интегративная область высокого уровня оказывает общие модулирующие влияния, в том числе и на гипоталамус.

В электрофизиологических экспериментах Е.А.Корневой с соавт. (1989) получены данные, что изменение функционального состояния задних гипоталамических полей происходит раньше, чем других структур подбугорья, и является результатом афферентного притока информации о поступлении антигена и начале инициированных антигеном реакций в иммунной системе. Существует промежуточное звено между реакцией мозговых структур и действием антигена. По мнению этих авторов, учитывая уникальную способность гипоталамических нейронов трансформировать гуморальные процессы в нервные, можно думать, что подобный механизм афферентации может быть представлен и в рассматриваемой системе- материальной основой этого механизма, т.е. трансмиттерами информации, могут быть вещества типа лимфокинов.

По данным некоторых авторов (В.К.Козлов, 1973- Е.П.Фролов, 1974), формирование иммунных реакций происходит при участии адренергических механизмов гипоталамуса. Е.А.Корнева (1979) также приписывает особую роль активации адренергических механизмов гипоталамуса в реакции его образований в ответ на введение антигена.

При развитии первичного иммунного ответа в динамике активности гипоталамических структур Е.А.Корнева с соавт. (1989), на основании своих экспериментов, выделяют три сменяющие друг друга фазы. Первая развивается вслед за введением антигена в течение первых суток контакта организма с антигеном. На 2-е сутки функциональное состояние большинства гипоталамических структур нормализуется. Затем, начиная с 3-х суток первичного иммунного процесса, динамика функционального состояния гипоталамических структур имеет двухволновой характер. Каждая волна включает в себя последовательное изменение активности ряда структур. В течение первой волны изменения функционального состояния, начинаясь с заднего гипоталамического поля, последовательно захватывают медиальное преоптическое поле, затем вентромедиальное и заднемедиальное ядра гипоталамуса- заканчивается эта волна к 10-м суткам развития иммунной реакции.

Вторая волна, начало которой приходится на 13-15-е сутки иммуногенеза, состоит из последовательности изменений функционального состояния отдельных структур гипоталамуса, которая различна при иммунизации антигенами разного вида. Иммунизация корпускулярными антигенами – эритроцитами барана и крысы – сопровождается последовательными изменениями в функциональном состоянии задних гипоталамических полей, вентро- и заднемедиальных ядер- при иммунизации нормальным лошадиным глобулином эта последовательность начинается с вентромедиальных ядер, а для задних гипоталамических полей характерно затяжное течение реакции во вторую волну. Общим отличием течения второй волны от первой является отсутствие изменений функционального состояния медиальных преоптических полей.

Продемонстрированное в этих экспериментах фазовое течение нейродинамических процессов в структурах гипоталамуса при развитии иммунного процесса находится в соответствии с данными В.Б.Винницкого (1980), которым выделены две фазы изменений нейрогуморального статуса организма. Первую фазу, совпадающую с индуктивным периодом иммуногенеза, автор связывает с развитием первой стадии стресс-реакции, которая характеризуется как стадия мобилизации энергетических ресурсов и пластических резервов организма. Такое представление находится в соответствии с концепцией Н.А.Аладжаловой (1979), выделявшей в процессе регулирования этап множественного вовлечения структур головного мозга в активность в ответ на предъявление нового систематического или чрезвычайного возмущения. Это необходимый механизм вовлечения в деятельность множества структур, который служит общей мобилизации резервов организма, отмеченной В.Б.Винницким (1980), и ряду других активных процессов, обеспечивающих поддержание иммунного гомеостаза. Функциональные перестройки в гипоталамусе и структурах лимбической системы связаны с формированием регулирующих (корригирующих) посылок от мозга к иммунной системе непосредственно или опосредовано, через гормоны и регуляторный нейропептиды.

Выявление Е.А.Корневой с соавт. (1989) комплекса электрофизиологических и нейрохимических перестроек в мозгу при антигенном воздействии в сочетании с данными о влиянии мозга, гормонов и стресса на функции иммунной системы создает основу для понимания и формирования на современном уровне роли поведения в работе защитных механизмов. Речь идет о возможности использования организации поведения и реагирования на среду в целях сохранения здоровья и стимуляции естественных механизмов борьбы с болезнью. Решение этой задачи, полагают авторы, потребует, прежде всего, разработки системы тестирования реакций, определения шкалы возможных гормональных или нейрофизиологических коррелятов, выход за пределы которой ведет к появлению дисфункций иммунной системы и требует вмешательства.<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!