ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ЛИКБЕЗ ДЛЯ ЧИНОВНИКОВ ИЗ МИНЗДРАВА И РОСПОТРЕБНАДЗОРА, А ТАКЖЕ ДЛЯ ГУБЕРНАТОРОВ И ДЕПУТАТОВ ГД РФ, ДЛЯ АРТИСТОВ И ЖУРНАЛИСТОВ

МЕНЮ


Главная страница
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту
Архив новостей

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


Физиологическая регуляция

Схема взаимодействия иммунной, нервной и эндокринной систем

Иммунная система тесно взаимодействует с другими системами органов, в частности, эндокринной и нервной. Иммунная система также играет важную роль в восстановлении целостности тканей и регенерации.

Гормоны

Гормоны действуют как иммуномодуляторы, регулирующие чувствительность иммунной системы. Например, женские половые гормоны являются иммуностимуляторами и для врождённого, и для адаптивного иммунитета. Некоторые аутоиммунные заболевания, такие как системная красная волчанка, поражают преимущественно женщин, а их наступление совпадает с половым созреванием. В то же время мужские гормоны, в частности, тестостерон, обладают иммуносупрессорными свойствами. На иммунную систему влияют и другие гормоны, такие как глюкокортикоиды, пролактин, соматотропин и производные витамина D.

Гормоны из группы глюкокортикоидов являются важнейшими регуляторами иммунной системы, так как повышают экспрессию противовоспалительных белков (таких как липокортин I, p11, SLPI и MAPK-фосфатазы) и понижают выработку провоспалительных белков. Благодаря выраженному противовоспалительному действию глюкокортикоиды используются в терапии аутоиммунных заболеваний, аллергии, сепсиса. Глюкокортикоиды также задействованы в регуляции развития T-клеток.

Когда T-клетка встречается с патогеном, она выставляет наружу рецептор витамина D. Благодаря ему T-клетка взаимодействует с активной формой витамина D — стероидным гормоном кальцитриолом. Но этим связь T-клеток с витамином D не ограничивается. T-клетки экспрессируют ген CYP27B1, кодируемый которым фермент превращает производное витамина D кальцидиол в кальцитриол. T-клетки могут выполнять свои защитные функции только после связывания с кальцитриолом. Ген CYP27B1 экспрессируется и некоторыми другими клетками, которые также способны образовывать кальцитриол из кальцидиола: дендритными клетками, макрофагами, а также кератиноцитами.

Предполагается, что прогрессирующее снижение уровня гормонов с возрастом может быть связано с ослабленным иммунитетом у пожилых людей. Кроме того, иммунная система также влияет на эндокринную, в частности, на тиреоидные гормоны. Возрастное снижение иммунитета коррелирует с понижающимся уровнем витамина D у людей преклонного возраста.

Сон и отдых

Сон и отдых оказывают влияние на иммунную систему, в частности, недостаток сна угнетает её функционирование. Сложная петля обратных связей, включающая некоторые цитокины, такие как интерлейкин 1 и TNF?, образующиеся во время инфекции, задействована в регуляции медленного сна. Благодаря этому во время инфекции цикл сна может меняться, а именно, увеличиваться доля медленноволнового сна.

У людей, страдающих от недостатка сна, может наблюдаться сниженный по сравнению с обычными людьми иммунный ответ и пониженное образование антител в ответ на инфекцию. Кроме того, нарушения циклов чередования светлого и тёмного времени суток нарушают работу белка NFIL3, который вовлечён в регуляцию не только циркадных ритмов, но и дифференцировки T-клеток. Нарушение суточных ритмов вместе с нарушениями в работе иммунной системы могут вызывать болезни сердца, астму и хронические боли.

Помимо отрицательного эффекта нехватки сна на работу иммунной системы, сон и циркадные ритмы оказывают сильное регулирующее воздействие и на врождённый, и на приобретённый иммунитет. Во время медленноволнового сна происходит резкий провал в уровне кортизола, адреналина и норадреналина, из-за чего возрастает концентрация лептина, соматотропина и пролактина. Эти гормоны связаны с образованием провоспалительных цитокинов IL-1, IL-12, TNF? и INF?, которые активируют иммунные клетки, способствуют их пролиферации и дифференцировке. Именно во время медленноволнового сна по ходу медленно развивающегося адаптивного иммунного ответа достигает пика численность недифференцированных или слабо дифференцированных нативных T-клеток и T-клеток памяти. Кроме того, гормоны, активно продуцирующиеся во время медленного сна (лептин, соматотропин и пролактин), поддерживают взаимодействие антигенпрезентирующих клеток и T-клеток, увеличивают пролиферацию T-хелперов и миграцию наивных T-клеток в лимфоузлы. Считается, что эти же гормоны способствуют формированию долговременной иммунологической памяти, активируя ответ T-хелперов.

Во время бодрствования, напротив, пика достигает численность T-киллеров и NK-клеток, а также концентрация противовоспалительных веществ, таких как кортизол и катехоламины. Существуют две гипотезы относительно того, почему во время сна активируются провоспалительные сигналы в иммунной системе. Во-первых, если бы активный воспалительный ответ происходил во время бодрствования, он бы вызывал серьёзные физические и когнитивные нарушения. Во-вторых, протеканию воспаления во сне может способствовать мелатонин. Во время воспаления образуется огромное количество свободных радикалов (окислительный стресс), и мелатонин может противостоять их образованию во время сна.

Питание

Переедание связано с такими заболеваниями, как диабет и ожирение, которые влияют на работу иммунной системы. Умеренное недоедание, а также нехватка некоторых микроэлементов и питательных веществ, могут отрицательно сказываться на работе иммунитета. Имеются данные, что на иммунитет положительно влияют продукты, богатые жирными кислотами, а недостаточное снабжение питательными веществами плода во время беременности может нарушить работу иммунной системы на всю оставшуюся жизнь.

Заживление ран и регенерация

Иммунная система, в особенности её врождённая составляющая, играет важнейшую роль в восстановлении тканей после повреждения. Ключевыми игроками этого процесса являются макрофаги и нейтрофилы, однако важное значение имеют также ??-T клетки, врождённые лимфоидные клетки и регуляторные T-клетки. Важнейшими факторами заживления раны являются пластичность иммунных клеток и баланс между провоспалительными и противовоспалительными сигналами. Иммунная система вовлечена и в процесс регенерации, в частности, у амфибий. Согласно одной из гипотез, виды, имеющие высокую способность к регенерации, менее иммунокомпетенты, чем виды, имеющие низкий регенеративный потенциал.

Нарушения иммунной системы у человека

Иммунодефицит

Иммунодефицит возникает при недостаточной эффективности работы иммунной системы, когда один или более её компонентов не функционируют. Активность иммунной системы после 50 лет постепенно снижается, этот процесс называют иммуностарением (англ. immunosenescence). В развитых странах основными причинами снижения эффективности работы иммунной системы являются ожирение, алкоголизм и наркомания. В развивающихся странах нарушения в работе иммунной системы чаще всего вызваны недоеданием. При нехватке белков в рационе нарушается работа клеточных механизмов иммунитета, системы комплемента, снижается образование цитокинов и иммуноглобулинов A (IgA). Некоторые иммунодефициты имеют наследственную природу, например, хроническая гранулематозная болезнь, при которой фагоциты разрушают клетки патогенов с низкой эффективностью. Иммунодефицит может быть результатом ВИЧ-инфекции или некоторых онкологических заболеваний.

Аутоиммунные заболевания

Аутоиммунные заболевания связаны с повышенной гиперактивностью иммунной системы, которая начинает атаковать белки самого организма. Таким образом, при аутоиммунных заболеваниях нарушается механизм распознавания своего и чужого. В норме T-клетки, способные распознавать собственные белки организма, уничтожаются с помощью специальных механизмов. Механизм аутоиммунного разрушения клеток и тканей не отличается от того, который реализуется в норме при адаптивном иммунном ответе. К числу распространённых аутоиммунных заболеваний относят ревматоидный артрит, инсулинозависимый сахарный диабет, аутоиммунный тиреоидит.

Гиперчувствительность

Под гиперчувствительностью понимают чрезмерный иммунный ответ на какой-либо антиген. Реакции гиперчувствительности подразделяют на несколько типов в зависимости от их длительности и механизмов, лежащих в их основе. Гиперчувствительность I типа включает немедленные анафилактические реакции, часто связанные с аллергией. Реакции этого типа могут как вызывать небольшой дискомфорт, так и приводить к смерти. Основу гиперчувствительности I типа составляют иммуноглобулины E (IgE), которые вызывают дегрануляцию базофилов и тучных клеток. О гиперчувствительности II типа говорят, когда в организме присутствуют антитела, распознающие его собственные белки и помечающие экспрессирующие их клетки к разрушению. Гиперчувствительность II типа также называют зависимой от антител или цитотоксической гиперчувствительностью, её основу составляют иммуноглобулины G (IgG) и M (IgM). Иммунные комплексы, представляющие собой скопления антигенов, белков комплемента, IgG и IgM, запускают реакции гиперчувствительности III типа. Гиперчувствительность IV типа, также известная как отложенная гиперчувствительность, развивается в течение 2—3 дней. Реакции гиперчувствительности IV типа наблюдаются при многих аутоиммунных и инфекционных заболеваниях, а их основу составляют T-клетки, моноциты и макрофаги.

Иммуносупрессия

Препараты-иммуносупрессоры (иммунодепрессанты) используются при лечении аутоиммунных заболеваний, избыточных воспалений, а также для предотвращения отторжения трансплантата после пересадки органа. Для контроля эффектов воспалительных процессов активно применяются противовоспалительные препараты. Одними из самых мощных противовоспалительных средств являются глюкокортикоиды, однако они обладают множеством серьёзных побочных эффектов, среди которых центральное ожирение, гипергликемия, остеопороз, поэтому их приём должен строго контролироваться. Небольшие дозы противовоспалительных препаратов часто используются вместе с цитотоксическими препаратами и препаратами-иммуносупрессорами, такими как метотрексат и азатиоприн. Цитотоксические препараты подавляют иммунный ответ, убивая делящиеся клетки, среди которых и активированные T-клетки. Однако под удар попадают и делящиеся клетки других тканей, поэтому цитотоксические препараты имеют массу побочных эффектов. Препараты-иммуносупрессоры, такие как циклоспорин, подавляют ответ T-клеток на внеклеточные стимулы, ингибируя их сигнальные пути.

Иммунологическая толерантность

Под иммунологической толерантностью понимают отсутствие иммунного ответа на специфический антиген. Перечень антигенов, к которым может развиваться толерантность, практически неотличим от набора антигенов, против которых развивается специфический иммунный ответ. Специфическая неотвечаемость на определённые антигены необходима на некоторых стадиях онтогенеза, а также для нормального протекания беременности у млекопитающих (иммунологическая толерантность при беременности). Развитие толерантности к некоторым антигенам происходит на ранних этапах развития организма. Кроме того, толерантность можно искусственно индуцировать на ранних этапах онтогенеза, в частности, за счёт введения антигена в новорождённый организм с не до конца сформированной иммунной системой. Клеточные и молекулярные механизмы толерантности, сформированной в начале развития организма и во взрослом возрасте, нередко отличаются. Так, у новорожденных мышей макрофаги малочисленны, поэтому иммунная система не может развить эффективный ответ. В развитии иммунологической толерантности важную роль играют регуляторные T-клетки, подавляющие T-хелперы.

Иммунология опухолей

Помимо борьбы с патогенами, важная роль иммунной системы заключается в выявлении и уничтожении злокачественных клеток. Клетки опухолей, претерпевшие злокачественную трансформацию, часто экспрессируют поверхностные антигены, отсутствующие у нормальных клеток. Иммунная система воспринимает эти антигены как чужеродные, поэтому они запускают иммунный ответ против злокачественных клеток. Опухолевые антигены могут иметь разное происхождение: они могут происходить от онкогенных вирусов, например, человеческого папилломавируса, вызывающего рак шейки матки и других органов, а другие опухолевые антигены являются, по сути, собственными белками организма, которые в норме присутствуют в клетках на низком уровне, а в опухолевых клетках — на существенно более высоком. Примером может служить фермент тирозиназа, необходимый для синтеза меланина. Высокая экспрессия этого белка приводит к превращению меланоцитов в злокачественные клетки. Третий источник опухолевых антигенов — это белки, в норме регулирующие рост и выживаемость клеток, которые часто мутируют и становятся онкогенами.

Противоопухолевый иммунный ответ заключается преимущественно в уничтожении опухолевых клеток T-киллерами, иногда при участии T-хелперов. Опухолевые антигены презентируются в комплексе с MHC-I подобно вирусным белкам, благодаря чему T-киллеры могут распознать злокачественные клетки. NK-клетки тоже уничтожают опухолевые клетки, особенно если они экспрессируют MHC-I на низком уровне по сравнению с нормой, что происходит с опухолевыми клетками довольно часто. В некоторых случаях в организме образуются антитела к опухолевым антигенам, и злокачественные клетки уничтожаются системой комплемента.

Некоторым опухолям удаётся избежать иммунного ответа. Их клетки экспрессируют MHC-I на низком уровне, благодаря чему их не распознают T-киллеры. Некоторые опухолевые клетки выделяют вещества, подавляющие иммунный ответ, например, цитокин TGF?, подавляющий активность макрофагов и лимфоцитов. Кроме того, к опухолевым антигенам может развиться иммунологическая толерантность, из-за чего иммунная система утрачивает способность распознавать злокачественные клетки.

Макрофаги могут способствовать росту опухоли из-за цитокинов, которые они используют для привлечения других макрофагов, например, TNF?. Кроме того, сочетание гипоксии, в условиях которой чаще всего находится опухоль, и цитокинов, выделяемых макрофагами, может активизировать метастазирование опухоли.

Комментарии: