Введение

Нейроиммунная система — это система структур и процессов, включающая биохимические и электрофизиологические взаимодействия между нервной и иммунной системами, которые защищают нейроны от патогенов. Она обеспечивает защиту нейронов от заболеваний, поддерживая селективно проницаемые барьеры (например, гематоэнцефалический и гематоспинномозговой барьеры), опосредуя нейровоспаление и заживление поврежденных нейронов, а также мобилизуя защитные силы организма против патогенов. Также установлено, что иммунные клетки системы комплемента производятся непосредственно в центральной нервной системе.

Клеточная физиология

Нейроиммунная система и её изучение охватывают понимание иммунной и неврологической систем, а также взаимного влияния и регуляции их функций. Цитокины регулируют иммунные ответы, возможно, посредством активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГПН) оси. Цитокины также вовлечены в координацию между нервной и иммунной системами. Задокументированы случаи связывания цитокинов с нейронными рецепторами, например, между цитокином IL-1β, выделяемым иммунной клеткой, и нейронным рецептором IL-1R. Нейроиммунная система использует взаимодополняющие механизмы сенсорных нейронов и иммунных клеток для обнаружения и реагирования на опасные или вредные стимулы. Гемолизины формируют поры, вызывая деполяризующий выход ионов калия из эукариотической клетки и приток ионов кальция внутрь. Фракталкин связан с гиперчувствительностью к боли при введении in vivo и способен усиливать экспрессию молекул, опосредующих воспаление. Когда глиальные клетки распознают чужеродные патогены посредством цитокиновой и хемокиновой сигнализации, они могут передавать эту информацию в центральную нервную систему (ЦНС). Это особенно важно, учитывая роль блуждающего нерва в регуляции системного воспаления через холинергический противовоспалительный путь.

Рефлекторная реакция на паразитов

Нейроиммунная система участвует в рефлексах, связанных с паразитарными инвазиями хозяев. Ноцицепторы также вовлечены в рефлексы организма на патогены, поскольку располагаются в стратегически важных местах, таких как дыхательные пути и ткани кишечника, для индуцирования сокращений мышц, вызывающих зуд, рвоту и кашель. У пациентов с хроническим кашлем наблюдается усиленный кашлевой рефлекс на патогены, даже после элиминации патогена. Нейроиммунная система играет роль в болезни Альцгеймера. В частности, микроглия может оказывать защитное действие, стимулируя фагоцитоз и удаление амилоидных бэта (Aβ) отложений, но по мере прогрессирования заболевания становится дисфункциональной, производя нейротоксины, прекращая очистку Aβ отложений и высвобождая цитокины, которые дополнительно способствуют отложению Aβ. Показано, что при болезни Альцгеймера амилоид бета напрямую активирует микроглию и другие моноциты для производства нейротоксинов. Астроциты также имплицированы в патогенезе рассеянного склероза (РС). Астроциты ответственны за демиелинизацию и разрушение олигодендроцитов, характерные для этого заболевания. Нейроиммунная система необходима для повышения пластичности после повреждения ЦНС за счет увеличения возбудимости и снижения ингибирования, что приводит к синаптогенезу и реструктуризации нейронов. Нейроиммунная система может играть роль в исходах восстановления после повреждения ЦНС. Нейроиммунная система также участвует в развитии астмы и хронического кашля, поскольку оба состояния являются результатом гиперчувствительности сенсорных нейронов, вызванной высвобождением иммунных молекул и механизмами положительной обратной связи.