- •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
Иммунная реакция.
Первое сообщение о нарушении клеточного иммунитета при остром инсульте (уменьшение количества лимфоцитов в периферической крови, нарушение функциональной активности Т-клітин и уменьшение продукции фактора, что інгібує миграцию прозапальних цитокинів, в ответ на стимуляцию) появилось у 1979 г. В то время супрессия иммунных реакций считалось тяжелым стрессом, которым сопровождается заболевание. Сегодня накоплены клинические данные в интересах существования феномена индуктируемой мозгом иммуносупрессии при остром ишемическом инсульте. Ключевая роль в развитии этих процессов принадлежит нейтрофилам, аккумуляция которых в зоне ишемии наблюдается уже в первые часы после инфаркта мозга. Здесь активированные клетки, проявляют разные формы реактивности (адгезия, «респираторный взрыв», дегрануляция) и могут вызывать повреждение не только эндотелия сосудов, но и значительную тканевую альтерацию. Лейкоциты (сначала нейтрофилы, потом моноциты), которые пришли из системного кровообращения, усиливают разрушение мозговых клеток своими токсичными продуктами, фагоцитарной активностью и иммунными реакциями. Наблюдается усиленный синтез лейкотриенов, тромбоксана, простациклина, вазоконстрикторів, которые индуктируют последующие цепи реакций. В последующем (3-7-ые сутки) гемореологічні нарушения достигают необратимого процесса за счет накопления эритроцитарных агрегатов, агрегации тромбоцитов, повышения вязкости крови, превращения поверхности эндотелиальных клеток на неравную прокоагулянтную поверхность с адгезией тромбоцитов и лейкоцитов к сосудистой стенке. В этой стадии макрофаги (моноциты и микроглиальные клетки) мигрируют из периферии ишемической зоны в центр, где удаляют продукты тканевого распада. На протяжении следующих недель завершается формирование стойкого морфологического дефекта ткани мозга.
Известно, что активированные антигеном Т- и В-лимфоциты проникают через ГЕБ с помощью молекул адгезии, зкспресованих на эндотелии сосудов головного мозга. Взаимодействую с антигенпрезентуючими клетками мозга (микроглией, астроглією) запускает специфический иммунный ответ, в частности выработка цитотоксических цитокинов и медиаторов ( IFN, TNF). Отдельные авторы также показали уменьшение количеству Т-лімфоцитів с изменением их субпопуляційного составу и нарушение активности NK-клетин при ГЦИ, что может быть обусловлено перераспределением и фиксацией лимфоцитов в лимфоидных органах, задержкой выхода предшественников из костного мозга на фоне тяжелого стресса, их миграцией через поврежденный ГЕБ в ячейку повреждения. При ишемическом инсульте системные иммунные реакции развиваются в первые часы его развития, тогда как автономная (внутричерепная) иммунная система реагирует с первых минут ишемии.
Процесс миграции лимфоидных клеток через ГЕБ контролируется регуляцией экспрессии молекул адгезии, в основном из класса інтегринів (LFA 1, 2, 3) и селектина (ИСАМ 1, 2; VCAM), что експресуються соответственно на эндотелии сосудов и Т-лімфоцитах. До настоящего времени описано больше 10 других молекул, которые принимают участие в прилипании лимфоцитов и их проникновении в ткань мозга через ГЕБ. Такие молекулы, как CD4 и CD5, также могут принимать участие в процессах адгезии.
Известно, что фокальная церебральная ишемия сопровождается воспалительным ответом, обусловленным ранним появлением нейтрофильных гранулоцитов в зоне ишемии со следующей их эмиграцией в поврежденные ткани. Деструктивные свойства нейтрофилов во многом обусловлены лейкоцитарной эластазой (ЛЭ), которая высвобождается при дегрануляции клеток. Способность ЛЭ производить протеолитическое расщепление еластинових и коллагеновых волокон базальной сосудистой мембраны, основного вещества соединительной ткани определяет ее непосредственное участие в увеличении проницаемости ГЕБ и деструкции ткани мозга при ишемии и инсультах. Снижение резистентности ГЕБ создает условия для выхода нейроспецифических белков в кровообращение и стимуляцию аутоиммунного ответа. Результат патологического процесса в значительной мере определяется пластичностью мозговой ткани, которая опосредует нейротрофическими мозговыми факторами. Одной из возможных причин трофической дисфункции при ишемическом инсульте может быть інактивація нейротрофінів в результате аутоиммунной агрессии против ростовых факторов через поврежденный ГЕБ. Существуют данные о выявлении высокой активности ЛЭ и низких значений активности ее ингибитора - ?-1-антитрипсину, у больных в первые сутки после инсульта, который свидетельствует о значительной дегрануляційну активности нейтрофилов, которая происходит локально в области ишемии. Дефицит ?-1-антитрипсину может усиливать тканевую альтерацию в области мозгового инфаркта, обусловленную ЛЭ. Повышение активности ЛЭ сопровождалось нарастанием концентрации антител к нейротрофическим факторам (НТФ) в ликворе, который подтверждает факт прорыва ГЕБ. Показатель ЛЭ может рассматриваться как маркер повреждения ГЕБ при ишемическом инсульте. Выраженное нарастание уровня антител к НТФ в сыворотке периферической крови до 7 дня и прямая корреляционная связь между уровнями антител в сыворотке и ликворе у больных с летальным концом, указывает на развитие аутоиммунных реакций, которые определяют неблагоприятный прогноз. Обратная корреляционная связь между этими показателями у больных с регрессом клинической симптоматики подтверждает отсутствие у них системного аутоиммунного ответа, что, видно, позволяет избежать иммунохимий інактивації нейротрофінів.
Существуют определены временные сроки антитілоутворення: для инициации ответа нужно в среднем 5-7 дней, а максимальный ответ на образование мозковоспецифічних антител в случае первичного повреждения ГЕБ, согласно данным экспериментальных исследований с моделированием прорыва ГЕБ, приходится на 21-25-ые сутки. Реакция «антиген - антитело», которое развивается при нарушении мозгового кровообращения, охватывает не только сосудистую стенку, но и распространяется непосредственно на ткань мозга, привлекая к процессу преимущественно сосудистые ножки астроцитарної глії. Развитие этой реакции отражается на всех известных механизмах ауторегуляції мозгового кровообращения: действие высвобожденных при изменении внутрисосудистого давления серотонину, брадикинина, гистамина и других активных веществ на сократительный аппарат гладких мышц сосудов; сдвиг гомеостаза и изменения р02, рС02, рН; повышение вязкости крови и способности агрегации эритроцитов.
Отмечено повышение уровня антител до ДНК в сыворотке крови у больных в первое время острого периода II. Причем эти показатели коррелируют с тяжестью патологического процесса и степенью регресса неврологического дефекта. В связи с этим выявление в первый день II достаточно высоких уровней антител к ДНК свидетельствуют о неблагоприятном прогнозе, как относительно выздоровления, так и жизнь.
Основной белок миелина (ОБМ) выполняет трофическую функцию, потому повышенное содержание антител к ОБМ тех, которые перенесли острое нарушение мозгового кровообращения свидетельствует о недостаточном трофическом обеспечении нейронов. Степень тяжести II коррелировал с уровнем антител к ОБМ: чем выше уровень антител, тем вираженіший неврологический дефицит и хуже прогноз. Повышенные показатели антител к ОБМ свидетельствуют об аутоиммунном процессе в белом веществе головного мозга и отображают деструкцию ткани мозга. Что касается фосфолипидов, то антитела к ним являются маркером повреждения эндотелия, который может свидетельствовать о воспалительной реакции в сосудах. Эти антитела способствуют тромбообразованию и стимулируют прозапальні реакции.
Белок S100 был открыт в 1965 году как фракция глиальных белков мозга, которые продуцируются главным образом астроцитами. Церебральный Б100 является комбинацией двух тесно связанных белков семейства: S100А и S100В. Начиная с 1981 года белки S100 идентифицировались и в других тканях. До 2004 года было открыто 20 членов семейства S100 кальцій-сенсорних и кальцій-зв’язуючих белков с молекулярным весом 10-12 кДа.
Многочисленные исследования фокусировались на S100В в роли маркера ишемического повреждения мозга разных видов, который является ранним, легко измеряемым, таким, которое имеет прогностическое значение. Уровень S100В в ликворе повышается при сосудистых мозговых событиях
и коррелирует с размером инфаркта и клиническим результатом. Максимальная концентрация S100В после острого ишемического инсульта наблюдается через 2-3 дня.
У больных в остром периоде ишемического инсульта обнаруженный феномен кріоглобулінемії. Последняя является неспецифическим маркером длительной стимуляции иммунной системы аутоантигенами с продукцией аномальных температурозалежних иммуноглобулинов (кріглобулінів). Криоглобулинемия при инсульте является важным патогенетическим фактором, который принимает участие у развития микроциркуляторных и гемореологічних нарушений, которые увеличивают вязкость крови и что приводят к развитию імунокомплексного эндоваскулита мелких сосудов в очаге ишемии.
Нейроспецифическая енолаза (НСЕ) - внутриклеточный фермент центральной нервной системы, присутствующий в клетках нейроэктодермального происхождения (нейронах головного мозга и периферической нервной ткани) и является нейроспецифическим маркером. НСЕ - это единственный известен в настоящее время общий маркер всех дифференцированных нейронов. Длительное существование гуморальной нейроаутосенсибилизации обеспечивает возможность проникновения нейроаутоантител через дефектный ГЕБ и их прямую цитотоксическое действие на нервные клетки. С другой стороны, длительная персистенция, в частности, нейронального антигену, который попадает в кровь в результате деструктивных явлений, вызванных ишемией, а также действием свободных аутоантител и комплексов НСЕ-антиНСЕ, являются постоянным стимулом для индукции новых порций аутоантител, которые включаются в патогенную цепь и поддерживают воспалительные нейроиммунные нарушения, ухудшают функциональное состояние головного мозга. Обнаружена тесная коррелятивная связь концентрации НСЕ на первые сутки с последствиями острого периода и летальностью после инсульта. При концентрации нейронального антигену 39,4 нг/мл и выше вероятность фатальных последствий превышала 50 %, причем вероятность летального конца значительно увеличивается уже при концентрации НСЕ 30 нг/мл. Раннее (в первых 2-3 ч) появление антител к нейроспецифическому белку в периферической крови больных инсультом указывает на наличие предыдущей сенсибилизации ткани мозга к белку S100b, фенциклідинзв’язуючому белку ММГОА-рецепторів и к ОБМ, то есть на существование «фоновых» - доінсультних повреждений нейрональних мембран и на смены ГЕБ. В другом исследовании наиболее тесные корреляционные связки обнаружены между уровнем С- реактівного белка, показателей нейроаутосенсибилизации (S-100, НСЕ, АО к S-100, антител к НСЕ) и неврологическим дефицитом.
Матриксни металлопротеиназы (ММП) относятся к семейству цинковой металлопротеиназы, функция которой связана с обменом сполучнотканинного матрикса. Они играют центральную роль в процессах морфогенеза, ремоделирования и резорбции тканей. ММП относятся к «индуктируемым» ферментам (за исключением ММП-2, экспрессия которой осуществляется по конститутивному пути) и секретируются в норме в незначительных количествах. Есть морфологические данные, что именно в очаге ишемического повреждения головного мозга наблюдается рост концентрации ММП-9. Некоторые исследования также показали, что інгібування экспрессии ММП-9 приводит к уменьшению размеров очага ишемии в головном мозге.