- •Нейроиммунология
- •Вступление
- •Часть I Экспериментальная нейроімунологія/Нейроімунофізіологія
- •Микроглиальные клетки.
- •Часть іі Нероимунопатология
- •Вывод. Тема №1. Нейроиммунология – самостоятельная научная дисциплина.
- •Общие свойства нервной и иммунной систем организма
- •Морфофункциональни и гуморальные аспекты взаимодействия нервной и иммунной систем
- •Нейроиммунология – новая комплексная междисциплинарная наука
- •Тема № 2. Филогенез и онтогенез нейроиммунной системы
- •Этапы эволюционного развития нервной и иммунной систем
- •Молекулярная эволюция белков нейроиммунной системы
- •2.1. Лектини как общее звено в филогенезе нейроиммунной системы
- •2.1.1. Лектини s-типу
- •2.1.2. Лектини с-типу
- •2.2. Сверхсемья иммуноглобулинов
- •Эволюция структур мозга, который определяет особенности функционирования нейроиммунной системы
- •3.1. Гематоенцефаличний барьер (геб)
- •3.2. Мозговые оболочки и субарахноидальные пространства
- •3.3. Ликвор
- •Свойства нейроиммунной системы, которые обусловлены онтогенетический ранней изоляцией центральной нервной системы.
- •5. Вывод
- •Важность связей нервной, эндокринной и иммунной систем.
- •2. Гуморальные факторы иммунной системы.
- •3. Влияние эндокринной системы на нервную и иммунную.
- •4. Влияние нервной системы на эндокринную и иммунную.
- •5. Вывод.
- •Тема № 4. Иммунные свойства клеток головного мозга
- •1. Местная иммунная система мозга как следствие его иммунологической изолированности.
- •2. Макрофаги мозга.
- •3. Микроглиальные клетки.
- •4. Астроциты
- •5. Олигодендроцити
- •6. Нейроны
- •7. Иммунная толерантность в цнс
- •8. Иммунный ответ в цнс
- •9. Экспрессия нервными клетками молекул, которые принимают участие в иммунном ответе.
- •Микроглиальные клетки.
- •9.2. Астроциты
- •9.3. Нейроны
- •10. Роль цитокинов в развитии патологических иммунных реакций в цнс
- •11. Вывод
- •Тема № 5. Влияние клеток головного мозга на клеточный и гуморальный иммунный ответ
- •1. Представление о механизмах нейроиммунного взаимодействия.
- •2. Симпатичный и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы и регуляция иммунного ответа.
- •3. Гипоталамо-гипофизарно-наднирникова система
- •Молекулярные механизмы влияния клеток головного мозга на клетки иммунной системы.
- •5. Влияние изменений в центральной нервной системе на иммунную систему.
- •6. Презентация антигенов в центральной нервной системе.
- •Тема № 6. Влияние клеток головного мозга на функциональную активность фагоцитирующих клеток
- •Молекулярные основы взаимодействия полімофноядерних лейкоцитов с клетками головного мозга.
- •2. Роль нейтрофилов и макрофагов при развитии патологических процессов, которые возникают в головном мозге.
- •3. Влияние разных фракций клеток головного мозга на фагоцитарную активность клеток иммунной системы.
- •Механизмы центральной регуляции функциональной активности нейтрофилов нервными клетками.
- •5. Вывод
- •1. Понятие о гематоенцефалічний барьере и его транспортные функции.
- •2. Морфология и формирование гематоенцефалічного барьера
- •3. Физиология гематоенцефалічного барьера
- •4. Метаболические функции гематоенцефалічного барьера
- •5. Механизмы нарушения проницаемости гематоенцефалічного барьера при некоторых заболеваниях цнс.
- •5.1. Острая церебральная ишемия.
- •5.2. Опухоли головного мозга.
- •5.3. Рассеянный склероз.
- •6. Вывод
- •Тема № 8. Влияние иммунной системы на функциональную активность нервной системы
- •Гуморальные факторы, общие для нервной и иммунной системы
- •2. Влияние мононуклеарных клеток на синтез гамк и катехоламинов нейронами мозга.
- •3. Влияние разных популяций клеток иммунной системы на синтез нейромедиаторов и фактора некроза опухолей.
- •3.1. Катехоламины.
- •3.2. Гамк
- •4. Вековые особенности взаимодействия клеток нервной и иммунной систем in vitro.
- •5. Вывод
- •Тема № 9. Влияние иммунной системы на активность нервных клеток при развитии патологических процессов в цнс на примере экспериментального аллергического энцефаломиелита
- •Локальная иммунная система цнс
- •2. Микроглия
- •3. Астроциты.
- •4. Функционирование микроглии и астроцитов при условиях развития патологии
- •5. Цитотоксическая активность и синтез цитокинов клетками иммунной и нервной систем.
- •6 Вывод
- •Тема № 10. Нарушение функций нейроиммунной системы в состоянии стресса и стресіндукованої патологии.
- •1. Фазы стресса
- •2. Изменения функционирования организма в условиях стресую
- •3. Иммуносупрессивные эффекты стресса
- •4. Влияние стресса на взаимоотношения нервной, иммунной и гуморальной систем организма.
- •5. Вывод
- •Часть іі Нероимунопатология Тема №11. Черепномозговая травма и травматическая болезнь мозга. Нейроиммунологические аспекты проблемы.
- •1. Общая классификация травматических повреждений.
- •Сотрясение головного мозга
- •Контузия головного мозга
- •1.3.Сдавливание вещества мозга
- •1.4.Открытые травмы черепа
- •2. Посттравматические патофизиологические процессы.
- •2.1. Патогенез первых стадий повреждения мозга
- •2.2. Кислородное голодание и отек мозгу (едема).
- •2.3. Оедема
- •2.4. Воспаление.
- •2.5. Патогенез разрушения клеток.
- •2.5.1. Цитолиз клеток.
- •2.5.2. Ексайтотоксичнисть.
- •2.5.3. Окисел азота.
- •2.5.4. Реактивные производные кислорода.
- •2.6. Механизмы клеточной смерти.
- •2.7.Демиелинизация нервных волокон.
- •2.8.Аксотомия.
- •2.9. Развитие аутоімунних процессов
- •3. Взаимосвязь нервной и иммунной системы и их участие в патофизиологических процессах после травматического повреждения мозга.
- •4. Роль цитокинов.
- •5. Клеточный компонент нейровоспаления.
- •6. Система комплемента.
- •7. Заживление ран. Регенерация.
- •8. Вывод
- •Тема №12 Острая и хроническая недостаточность мозгового кровообращения и их протекания
- •Общая характеристика острой недостаточности мозгового кровообращения.
- •Патофизиологические механизмы инсульта
- •Развитие воспаления при ишемическом инсульте
- •Иммунный компонент патогенеза инсульта.
- •4.1.Роль сосудистой стенки в регуляции клеточного и гуморального иммунитета при инсульте.
- •Иммунная реакция.
- •Механизм гибели нейронов.
- •Вековое и половое влияние на степень и вид нервных нарушений при инсультах.
- •Нарушение трофики нейронов.
- •8. Вывод
- •Тема № 13. Нейроиммунные нарушения, которые развиваются при демиелинизирующих заболеваниях цнс (на примере рассеянного склероза)
- •1. Демиелинизирующие заболевания цнс человека.
- •2.1.Эпидемиология.
- •2.2. Механизм патогенеза рс.
- •2.2.1.Генетическая обусловленность.
- •2.2.2.Роль иммунной системы.
- •3. Моделирование демиелинизирующих заболеваний.
- •Тема № 14. Воспалительные инфекционные процессы в цнс.
- •1.Инфекционно воспалительные процессы головного мозга
- •2.Энцефалит
- •2.1.Клещевой энцефалит
- •2.2. Эпидемический энцефалит
- •2.3. Гриппозный энцефалит
- •2.4.Диагностика
- •3.Менингит
- •3.1.Бактериальные формы менингитов.
- •3.1.1.Цереброспинальный менингит.
- •3.1.2.Вторичные гнойные менингиты.
- •3.1.3.Лечение.
- •3.1.4.Туберкулезный менингит.
- •3.2.Вирусные формы менингитов.
- •3.2.1.Лимфоцитарний хориоменингит.
- •3.2.2.Ентеровирусний менингит.
- •4.Нейроиммунопатология при инфекционных заболеваниях в цнс
- •5.Вывод
- •1.Морфо-функціональні изменения мозга при старении.
- •2.Вековые изменения нервов.
- •3.Старение епіфіза.
- •4.Старение гипоталамуса.
- •5.Молекулярные механизмы клеточного старения.
- •6.Роль дерегуляції апоптоза в патогенезе дегенеративных заболеваний цнс.
- •7.Нейроиммунные и эндокринные вековые нарушения.
- •8.Цитокины и старения.
- •9.Механизмы антистарения.
- •10.Иммунотерапевтические средства противодействия старению.
- •11.Вывод
- •Тема № 16. Нейродегенеративни и вековые заболевания. Особливости нейроиммунологических нарушений.
- •1.Общие характеристика болезни Альцгеймера
- •1.1.Этиология и патогенез.
- •1.2.Генетические механизмы.
- •1.3.Молекулярные аспекты.
- •2. Нейроиммунологические нарушения при болезни Альцгеймера.
- •3. Иммунный статус у пациентов с болезнью Альцгеймера.
- •4. Роль антител в патогенезе болезни Альцгеймера.
- •5. Связь иммунологического статуса с когнитивными нарушениями.
- •6. Вывод.
- •Тема №17. Нейроаутоимунни основы развития органических поражений мозга у детей раннего возраста
- •1.Изменения в нейроиммунной системе при некоторых расстройствах нервной регуляции в детском возрасте
- •2. Причины развития дцп.
- •3.Классификация дцп.
- •4.Синдромы физиологичных нарушений у больных на дцп.
- •5.Патолого-анатомічна картина у больных на дцп.
- •6.Нейроимунопатологични механизмы формирования дцп.
- •7.Иммунный статус и детей из дцп.
- •8.Гормональный статус у больных на дцп.
- •9.Роль нейроспецифических белков в патогенезе дцп.
- •10.Вывод
- •Тема №18. Нейроиммунные нарушения при нейроонкологических заболеваниях
- •Особенности развития злокачественных новообразований в мозге.
- •Нейроиммунные процессы при нейроонкологических заболеваниях.
- •3.Иммунотерапия и иммунопрофилактика злокачественных новообразований мозга.
- •4.Вывод
- •Тема №19. Механизмы нейроиммунных нарушений при нейроэндокринной патологии.
- •1.Общая этиология и патогенез эндокринных расстройств.
- •2. Гипофункция эндокринных желез.
- •3.Гиперфункция эндокринных желез и избыток гормонов.
- •4.Продукция аномальных гормонов.
- •5.Резистентность к действию гормонов.
- •6.Механизм иммунных нарушений при аутоімунних заболеваниях щитообразной железы.
- •6.1.Патогенез азщз.
- •6.2. Иммуногенетика азщз.
- •Тема №20. Нейроиммунные нарушения при психических заболеваниях.
- •1.Классификация, этиология и патогенез депрессий.
- •2.Нейроиммунные механизмы в патогенезе развития депрессий.
- •3.Общая этиология и патогенез шизофрении.
- •4.Нейроиммунные реакции при шизофрении.
- •5.Вывод
5. Цитотоксическая активность и синтез цитокинов клетками иммунной и нервной систем.
На данное время патогенез ЕАЕ изучен достаточно хорошо. Главным событием для запуска процессов демиелинизации является активация и приобретение способности експресувати антигены II класса главного комплекса гистосовместимости потенциальными антигенпрезентуючими клетками ЦНС - резидентной микроглией и, в меньшей степени, астроцитами. Другим важным механизмом патогенеза ЕАЕ является інтратекальна продукция TNF? активированными микроглиальными клетками, привлеченными в ячейку моноцитами/макрофагами и антигенспецифічними Т-лімфоцитами, что предшествует заострению болезни и предопределяет тяжесть клинических проявлений.
В развитии ЕАЕ можно условно выделить несколько этапов:
I этап - это пролиферация клонов антигенспецифічних Т- и В- лимфоцитов;
II этап - миграция антигенспецифічних цитотоксических Т- лимфоцитов в ткань ЦНС из системного кровообращения, их прямая цитотоксическое действие и продукция цитокинов - TNF?, IL-2 и IFN?;
III этап - клиническое выздоровление животных, которые выжили, после острой фазы ЕАЕ, когда снова происходит перераспределение клеточных популяций, гибель и миграция антигенспецифічних Т-лімфоцитів из ЦНС. В разные периоды после индукции ЕАЕ изменяются как соотношение клеточных популяций в иммунной системе, так и продукция цито- и лимфокина.
Результаты исследований фагоцитарной активности микроглиальной фракции клеток головного мозга, при индукции ЕАЕ путем иммунизации гомогенатом мозга в полном ад’юванті Фрейнда, указывают на повышение активности внутриклеточных ферментов с 5-ї суток после индукции (табл.5.1.).
Таблица 5.1. Фагоцитарная активность микроглиальных клеток головного мозга и мононуклеаров селезенки крыс после индукции ЕАЕ.
Срок после индукции ЕАЕ, сутки
|
Показатель НСТ-тесту, ум. од.
|
|
Микроглия
|
Спленоцит
|
|
5 |
47,4 ± 5,2
|
37,6 ± 4,1
|
12 |
85,2 ± 7,3
|
54,1 ± 4,9
|
19 |
29,6 ± 3,8
|
131,3 ± 11,4
|
Контроль
|
16,3 ± 4,5
|
71,2 ± 6,0
|
Максимальное повышение фагоцитарной активности микроглиальных клеток отмечается на 12-ые сутки. В дальнейшем фагоцитарная активность этих клеток снижается. Несколько другая картина наблюдается относительно активности спленоцита. В ранние сроки (на 5-ые сутки) наблюдается снижение фагоцитарной активности этих клеток, но в дальнейшем она повышается. Активация фагоцитарных фракций микроглиальных клеток свидетельствует о развитии клеточного ответа на введенный антиген. Снижение фагоцитарной активности в общей системе иммунитета, в частности в селезенке, вызванное миграцией из селезенки активных фагоцитирующих клеток в зону иммунизации в ранние сроки.
После иммунизации также растет активность синтеза фактора некроза опухолей мікрогліальноми клетками (табл. 5.2.).
Таблица 5.2. Спонтанная и индуктируемая ЛПС продукция TNF? микроглиальными клетками головного мозга и мононуклеарами селезенки крыс после индукции ЕАЕ.
Срок после индукции ЕАЕ, сутки
|
Продукция TNF?, од. акт.
|
|
Микроглия
|
Спленоцит
|
|
5 |
5,9 ± 0,6
|
12,6 ± 2,7
|
12 |
37,0 ± 1,3
|
27,8 ± 1,4
|
19 |
21,0 ± 1,9
|
16,2 ± 1,3
|
Контроль
|
1,4 ± 0,6
|
28,7 ± 4,0
|
Наибольшая способность микроглиальных клеток продуцировать TNF отмечается на 12-ые сутки после индукции энцефаломиелита, который отвечает периоду основных клинических проявлений. В более поздние сроки, когда клинические проявления ЕАЕ погасают и наступает выздоровление животных, продукция TNF? микроглиальными клетками мозга снижается. Дополнительная активация этих клеток липополисахаридом вызывает повышение интенсивности синтеза TNF? на всех этапах развития ЕАЕ.
В то же время спленоцит обнаруживает несколько другую динамику продукции TNF?. Да, на 5-ые и 12-ые сутки спонтанная продукция TNF? клетками селезенки снижается, а на 19-ые сутки показатель возвращается в пределы нормы. При дополнительной активации спленоцита липополисахаридом прирост продукции TNF? отмечается только на ранних этапах развития патологии. Разная способность спленоцита и микроглиальных клеток мозга продуцировать TNF? обусловленная особенностями імунопатологічного процесса в ЦНС.
Микроглиальные клетки, которые у интактных животных практически не производили TNF? после индукции ЕАЕ, во много раз усиливали синтез TNF?. Уменьшение продукции TNF? в селезенке, по-видимому обусловленно повышенной элиминацией из селезенки клеток, которые синтезируют TNF?, какие могут мигрировать в ранние сроки в область введения енцефалітогенної смеси, а в более поздние сроки в ЦНС. Возобновление способности спленоцита синтезировать TNF? на 12-ые сутки связано, по-видимому, с возобновлением в селезенке этой популяции клеток, хотя они и не владели способностью активироваться ЛПС.
Таким образом, проведенные исследования показали, что микроглиальные клетки мозга в норме проявляют низкую способность к фагоцитозу и синтезу TNF?, а при развитии ЕАЕ их функция значительно активируется, и коррелирует с клиническими проявлениями ЕАЕ. В то же время установлено, что динамика изменений фагоцитарной и TNF-продукуючої активности микроглиальных клеток и спленоцитов разная и не коррелирует между собой, что указывает на поэтапное проявление их активности при аутоімунному процессе.
Макроглиальная фракция клеток мозга интактных животных (в частности, астроцитіві) владеет способностью продуцировать цитотоксический фактор, который вызывает лизис клеток линии L-929 (табл. 5.3.). Фракция клеток, обогащенная нейронами, также продуцирует TNF?. На 5-ые сутки после индукции ЕАЕ способность к продукции TNF? у этих клеточных фракций значительно снижается, практически к нулю. В дальнейшем, глиальная фракция, в отличие от нейронов, возобновляет способность к продукции цитотоксического фактора. Дополнительная стимуляция ЛПС глиальной и нейрональної фракции не усиливает продукцию TNF?.
Таблица 5.3. Продукция TNF? клетками головного мозга крыс в разные сроки после индукции ЕАЕ.
Срок после индукции ЕАЕ, сутки
|
Продукция TNF?, од. акт.
|
|
Глиальные клетки
|
Нейроны
|
|
5 |
0,7 ± 0,01
|
0,8 ± 0,01
|
12 |
22,1 ± 0,4
|
7,4 ± 0,5
|
19 |
23,1 ± 0,8
|
9,8 ± 0,4
|
Контроль
|
20,5 ± 0,9
|
16,0 ± 1,0
|
Высокий уровень продукции TNF? клетками головного мозга связанный как с активацией разных клеточных популяций (макрофаги, микроглия, астроглія), так и с накоплением в мозге активированных Т-клітин. Нельзя не учитывать участие антигенспецифічних Т-лімфоцитів в продукции TNF-? при ЕАЕ, тем более, что в литературе описанная экспрессия TNF-? енцефалітогенними Т-клітинними клонами.
Снижение продукции TNF-? на поздних этапах развития ЕАЕ объясняется уменьшением количества антигенспецифічних Т-лімфоцитів в мозге за счет апоптоза и рециркуляции, а продукция TNF-? в ЦНС, опосредствует в основном активированной резидентной микроглией и макрофагами. В селезенке также происходит снижение продукции TNF-?. Учитывая однонаправленное снижение активности или количества клеток, которые продуцируют TNF-? в селезенке и мозге нельзя исключить механизмы, которые тормозят или блокируют активность этих клеток: переключение аутоімунного процесса из активации Т-хелперів-1 на Т-хелпери-2, индукция супресоров-інгібіторів и антиідіотипових антител, накопления в селезенке и мозге факторов, которые инициируют апоптоз, старение и гибель клеток.
Индукция у крыс ЕАЕ моделирует ситуацию, когда микроглиальные клетки выходят из-под влияния других клеток, следствием чего есть процессы активации и пролиферации микроглии, активной продукции TNF-? но других цитокинов. При этом другие нервные клетки (астроглія и нейроны) теряют способность продуцировать цитокины, подобные TNF?.