ФГОУ ВПО

МГАВМ и Б им. К. И. Скрябина

РЕФЕРАТ

по иммунологии

на тему:

«ИММУННАЯ СИСТЕМА МОЗГА»

Выполнила:

студентка III курса

группы

Москва 2008

Введение

Нервная и иммунная системы имеют некоторые общие черты в прин­ципах функционирования, только эти системы способны рас­познавать и запоминать объект, то есть мозг и иммунная система - две организменные структуры, обладающие памятью. Взаимодействие между нервной и иммунной системами осуществляется с помощью растворимых медиаторов. Лимфоциты имеют рецепторы для ряда нейромедиаторов, таких как ацетилхолин, дофамин, энкефалины и эндорфины. В то же время мозг изолирован от иммунной системы и относится к так называемым «забаръерным» органам, в которых в нормальных условиях развитие иммунного ответа практически невозможно. Это связано с отсутствием обычного лимфатического дренирования мозга, низким уровнем экспрессии молекул МНС на клетках мозга, наличием гемато-энцефалического барьера.

Все эти факторы и особенно наличие четкого анатомического разграничения между иммунной системой и нервной тканью, дают основание рассматривать ЦНС как иммунологически привилегированный орган. Тем не менее, несмотря на отсутствие или почти отсутствие в ЦНС дендритных клеток, Т- и В-лимфоцитов, различные формы иммунного ответа могут возникать и развиваться при соответствующих условиях, как в центральной, так и в периферической нервной системе. Для этого имеются следующие предпосылки:

• ЦНС имеет развитую фагоцитарную систему, представленную

глиальными клетками, способными при активации продуцировать

различные цитокины;

• активированные Т-лимфоциты могут преодолевать гемато-энцефалический барьер и проникая в ЦНС обеспечивать иммунологический надзор.

Вместе с тем, формирование любого типа иммунного ответа в ЦНС является нежелательным явлением и всегда ведет к возникновению того или иного патологического процесса.

Антигены ЦНС

Наиболее выраженными иммуногенными свойствами в ЦНС обладают белки белково-липидной мембраны - миелина, покрывающего нервные клетки и нервные волокна. К ним относятся гидрофобный протеолипидный белок, гидрофильный основной белок миелина (ОБМ) и др.

Протеины и гликопротеины являются аутоантигенами для собственного организма, причем из этих веществ ОБМ обладает наибольшими иммуногенными свой­ствами. Механизм, с помощью которого белки и гликопро­теины мозга становятся иммуногенными, неясен.

Антиген представляющие клетки ЦНС

Мозг сравнительно беден АПК. Однако при соответству­ющих условиях такие клетки, интенсивно экспрессирующие молеку­лы МНС, могут появляться в ЦНС в повышенных количествах. АПК в ЦНС характеризуются экзогенным и эндогенным происхождением. К первым относятся дендритные клетки, ко вторым - олигодендроциты, клетки микроглии и астроглии, а также клетки эндотелия сосудов.

Дендритные клетки, играя ведущую роль в представлении антигена лимфоцитам, делятся на три подтипа: миелоидные, лимфоидные ден­дритные клетки. Для всех подтипов этих клеток характерен высокий уро­вень экспрессии молекул МНС (главный комплекс гистосовместимости) класса I, МНС класса II и костимулирующих молекул (вспомогательные молекулы на дендритных клетках).

Клетки астроглии происходят из нейроэктодермы и имеют общие черты в развитии с клетками олигодендроглии. Экспрессия этого белка резко увеличивается при активации астрог­лии - характерного развития поражений ЦНС воспалительной, ишемической или травматической природы.

Клетки астроглии - астроциты, находятся в тесном контакте с клетками эндотелия, являются частью гематоэнцефалического барьера, обладают способностью реагировать на ряд стимулирующих воздей­ствий, но более медленно по сравнению с микроглией. Астроциты об­ладают способностью представлять антиген, секретируют in vitro цитокины, а также ряд биологически активных молекул, обладающих нейротропными свойствами. К ним относятся фактор роста нервов (NGF), фактор роста фибробластов (FGF), глиальный фактор роста (GDGF) и др. Эти молекулы стабилизируют и под­держивают гомеостаз внутри мозга, участвуют в процессах зажив­ления мозговой ткани, удаляют клеточный детрит из пораженных участков, контролируют образование нейротоксинов и регулируют внутриклеточные сигналы, осуществляемые кальцием. Астроциты про­являют также способность понижать функциональную активность Т-клеток и тем самым уменьшать цитотоксический эффект этих кле­ток в участках воспаления мозговой ткани. Cреди эндогенных компонентов иммунной системы ЦНС астро­циты играют ведущую роль в восстановлении нервной ткани при раз­витии заболевания или при действии на нее каких-либо повреждаю­щих факторов.

Клетки микроглии принадлежат к линии мононуклеарных фаго­цитов костномозгового происхождения. Для покоящейся микроглии характерна ветвистая форма, но при активации они прини­мают биполярную амебоидную форму. По локализации клетки микроглии можно подразделить на периваскулярные и паренхима­тозные. В отличие от периваскулярной, паренхиматозная микроглия имеет более продолжительный период жизни и она не заменяется моноцитами периферической крови.

В отличие от астроцитов, клетки микроглии характеризуются быстрой активацией при действии даже слабых раздражающих воздействий. Поэтому эти клетки играют важную роль в защите паренхимы мозга от инфекционных агентов, от развития опухолей и нейродегенерации, ишемии, травмы и воспаления. Как и другие клетки фагоци­тарного ряда, клетки микроглии выполняют в ЦНС функции «мусор­щиков и восстановителей» поврежденной мозговой ткани.

Следует отметить, что такие иммунологически инертные клетки, как нейроны при активации иммунной системы (ротационный стресс, внутривенное введение антигена - столбнячного анатоксина) сущест­венно усиливают экспрессию генов. Нейроны могут проявлять и некоторые другие функции, значимые в функционировании иммун­ной системы ЦНС. В частности, при совместном культивировании нейроны подавляют экспрессию молекул МНС класса II на поверх­ности астроцитов, тогда как экспрессия этих молекул на поверхно­сти микроглиальных клеток остается не измененной.

Главным показателем антигенпредставляющей функции является способность изучаемых клеток после контакта со специфическим антигеном стимулировать пролиферацию Т-лимфоцитов. Таким образом, динамическое состояние микроокружения из глиальных клеток является важнейшей переменной, определяющей возмож­ность и состояние иммунного ответа в ЦНС.

Механизмы проникновения лимфоцитов в цнс

Гемато-энцефалический барьер является сложным мультиклеточным комплексом, защищающим мозг от проникновения лейкоцитов и создающим в нем относительное постоянство внутренней среды. Ба­рьер состоит из эндотелия сосудов мозга, базальной мембраны, пери­цитов, клеток периваскулярной микроглии и астроцитов, прилегающих основанием к эндотелию. Эндотелий в мозгу, в отличие от других органов и тканей, характеризуется наличием плотных соединений между клетками, что создает механическую преграду для проникнове­ния лимфоцитов.

Лимфоциты периферической крови имеют исходно пониженный авидитет (т. е. скорость, полноту и прочность соединения антитела с антигеном) к эндотелию сосудов мозга: они прикрепляются к клеткам эндотелия сосудов мозга, культивируемым in vitro, значительно сла­бее, чем к эндотелию сосудов из других органов. Иными словами, имеется и механический, и функциональный барьер для миграции лимфоцитов в мозг.

Миграция лейкоцитов из кровяного русла в ЦНС осуществляется на уровне капилляров. Для этого, помимо активации лимфоцитов, важным является повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера, что проявляется в активации его эндотелия.

Повышение проницаемости их барьера индуцируется провоспалительными цитокинами, синтезируемы­ми активированными моноцитами-макрофагами и Т-клетками. По­мимо цитокинов в повышении проницаемости гемато-энцефалического барьера принимает участие ряд других биологически активных веществ, например, металлопротеазы, синтезируемые эндотелиальными клетками капилляров, клетками астрогии и микроглии. Эти ферменты могут также разрушать межклеточный матрикс, способствуя продвижению антигенспецифических Т-клеток к своим мишеням. В повышении проницаемости гемато-энцефалического барьера принимает участие гистамин.

Как правило, Т-клетки, мигрировавшие в воспалительный очаг мозга, продолжают оставаться в периваскулярной области и не двига­ются дальше в паренхиму мозга. Эти Т-клетки, а также моноциты-макрофаги являются главным источником цитокинов, повышающих проницаемость гемато-энцефалического барьера. Эти же клетки, на­ходящиеся в периваскулярной области, синтезируют хемокины - хемоаттрактанты, способствующие привлечению большого числа лейкоцитов в воспалительный очаг. Активированный эндотелий сам начинает продуцировать ряд провоспалительных цитокинов и хемо­кинов, усиливая дальнейшую активацию клеток эндотелия и лейкоци­тов и дальнейший приток клеток в ЦНС. Создание лекарственных средств, подавляющих синтез цитокинов, является одним из совре­менных актуальных направлений в лечении воспалительных забо­леваний ЦНС.

Регуляция иммунных процессов в цнс

Главными регуляторами иммунных процессов, развивающихся в любом органе или в любой ткани организма человека и млекопитающих, являются цитокины. Их действие может носить отрицательный и положительный характер; они могут быть и активными участниками терминации этих патогенных процессов.

Основные эндогенные продуценты цитокинов и хемокинов в ЦНС, влияющих на развитие иммунного ответа в этой системе – глиальные клетки.

При анализе взаимодействия различных цитокинов было установлено, что клетки микроглии продуцируют большие количества супрессивных (ИЛ-10), чем провоспалительных (ИЛ-1b, ИЛ-6, ИЛ-12) цитокинов. Преимущественный синтез цито­кинов, подавляющих развитие иммунного ответа и воспаления, созда­ет в ЦНС здоровое физиологическое микроокружение, что имеет ис­ключительно важное значение для нормального функционирования этой системы и, вероятно, является одной из ведущих причин, ограничивающих развитие иммунного ответа в ЦНС. Развитие воспа­лительного процесса или его подавление зависит от соотношения синтеза провоспалительных и ингибирующих цитокинов, а это в свою очередь зависит от функционального состояния микроглии, степени ее активации, экспрессии рецепторов для цитокинов и ряда факторов, которые еще предстоит изучить.

Цитокины, синтезируемые в нервной ткани глиальными клетками, участвуют не только в регуляции иммунных процессов, но и влияют па функции мозга. Они могут регулировать нейро-эндокринную активность, сон, температуру тела, поведение животного и др. ИЛ-1 и ИЛ-6 могут индуцировать пролиферацию астроглии.