Нейрогенное воспаление что это такое
Нейрогенное воспаление. Причины развития и лечение нейрогенного воспаления.Что касается причин развития патологического функционирования нервной системы, приводящих к воспалению бронхов и легких, то их условно можно разделить на несколько групп: I. Дефект ингибиторных систем: II. Дефект рецепторного аппарата:
III. Дефекты продукции медиаторов и БАВ: IV. Дефекты взаимного функционирования различных частей нервной системы: V. Дефекты взаимного функционирования нервной системы с другими системами организма: Часть из перечисленных выше дефектов требуют дополнительных подтверждений, но можно с уверенностью утверждать, что имеется большое количество нарушений, которые могут приводить к «нейрогенному» воспалению. Наиболее вероятна вторичность нейрогенного механизма в развитии воспаления бронхов и легких. Однако при любом воспалении бронхов присутствует нейрогенный компонент, который занимает одно из ведущих мест в поддержании и прогрессировании патологического процесса. Следует отметить, что оценить вклад нарушений нервной регуляции в патогенезе воспаления у каждого больного достаточно сложно ввиду многофакторности причин воспаления. Наряду с общеклиническими методами диагностики воспаления необходимо комплексное исследование нервной системы, включающее как оценку состояния ЦНС (электроэнцефалография и др.), так и оценку вегетативного баланса (вариационная пульсометрия, психологическое тестирование и др.) и другие. По данным, полученным на кафедре госпитальной терапии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, нормальные показатели вегетативного баланса имелись только у 20% больных БА, у большинства отмечался тормозный фон, характерный для преобладания тонуса парасимпатического отдела ВНС, и извращенные реакции на адреналин. Причем наиболее резко выраженный дисбаланс ВНС был отмечен у больных с центральными нарушениями на диэнцефальном уровне. Оценке состояния ВНС способствует также определение уровней КА в крови и моче, активности нейропептидов ВНС (АХ, ВИП, НА, СР и других), а также ингибирующих их ферментов (МАО, КОМТ, АХЭ) в крови. Выявление дисбаланса между возбуждающими и тормозящими отделами может говорить о нарушении вегетативной нервной регуляции и в какой-то степени о возможном участии ее в формировании воспаления, его нейрогенного компонента. По данным, полученным на кафедре госпитальной терапии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, у больных установлена гетерогенность патохимических изменений, позволившая говорить о многофакторности вегетативных нарушений у больных с заболеваниями легких; кроме этого, для них было характерно формирование жестко детерминированной структуры межсистемных связей, обеспечивавших регуляцию бронхиальной проходимости на нервном (симпатическом и парасимпатическом) и гуморальном уровнях, что затрудняет адаптацию органов к изменяющимся условиям функционирования. Следует отметить, что воспаление оказывает влияние на нервную систему. Классическим примером такого влияния является температурная реакция на воспаление, которая связана как с действием токсинов, так и с действием биологически активных веществ (БАВ) на центр терморегуляции. Показано, что простагландины обладают способностью вызывать лихорадку, действуя на иреоптическую зону переднего гипоталамуса, где находится центр терморегуляции. Особое влияние воспаления на состояние ЦНС отмечено при изучении нарушений функций легких и бронхов в результате воспаления. Так, динамическое наблюдение за состоянием нервной системы больных с заболеваниями легких, сопровождающимися обструкцией с дыхательной недостаточностью, позволило выявить постепенное развитие однотипных и однонаправленных изменений нервной системы: нейроциркуляторной дистонии по гипертоническому типу, неврастении гипостенического типа, нарушение обмена веществ с ожирением, деструктивные остеоартропатии, сопровождаемые поражением периферических нервов. Лечение «нейрогенного» воспаления проводится с использованием классических схем терапии воспаления с применением противовоспалительных и, в частности, глюкокортикоидных препаратов. Вместе с тем, обязательным в терапевтической коррекции является нормализация вегетативного баланса с учетом полученных при обследовании данных. В качестве одного из вариантов патогенетической терапии наиболее широкое распространение получила комбинация холинолитического препарата (Ипратропиум бромид, Окситропиум бромид) и В2 адреномиметического препарата (Беротек, Сальбутомол) или использование комбинированных препаратов (Беродуал, Беродуал форте). Вместе с тем, продолжается поиск новых подходов для нормализации вегетативного баланса. Одним из таких подходов является использование комбинации холинотропных препаратов разнонаправленного действия. Нами совместно с сотрудниками кафедры терапии стоматологического факультета СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова начата терапия комбинацией метацина и прозерина, которая позволила значительно улучшить показатели вегетативного статуса больных и нормализовать показатели бронхиальной проходимости у 20% больных. Что касается самого «нейрогенного» воспаления, то в настоящее время не выработано каких-либо эффективных подходов к его терапии. В литературе имеются сообщения о том, что в ЦНС опиаты ингибируют выброс СР и энкефалины действуют как эндогенные модуляторы СР-ергических нейронов. Опиаты эффективны при ингибировании некоторых нейрогенных механизмов констрикции дыхательных путей. Это опосредуется и опиоидными рецепторами на сенсорных нервных окончаниях, которые подавляют секрецию тахикининов. Сходным образом опиаты ингибируют нейрогенное нарушение микроваскулярной проницаемости в дыхательных путях морской свинки и слизистую секрецию в бронхах человека, вызванную капсацином. Центральный нейротрансмиттер ингибирующего действия — гамма-аминобутировая кислота обладает в отношении НАНХ бронхоконстрикции сходным эффектом. Однако группы этих препаратов не нашли широкого распространения в терапии больных. Ряд пресинаптических рецепторов также ингибируют выброс нейропептидов в дыхательных путях, и это может послужить для открытия новых лекарств для лечения астмы. В заключение можно констатировать, что патологическое функционирование нервной системы является неотъемлемой частью патогенеза воспаления бронхолегочного аппарата, успешное лечение воспаления зависит от нормализации состояния нервной системы. — Вернуться в оглавление раздела «Пульмонология.» Оглавление темы «Нервная система и воспаление легких.»: |
Нейровоспаление – это воспаление нервной ткани, которое может быть вызвано в ответ на различные сигналы, включая инфекции, черепно-мозговую травму, токсичные метаболиты или аутоиммунные заболевания. 1) В центральной нервной системе, в том числе в головном и спинном мозге, существует микроглия – резидентные врожденные иммунные клетки, которые активируются в ответ на эти сигналы. ЦНС обычно является иммунологически привилегированным участком, поскольку периферические иммунные клетки, как правило, блокируются гематоэнцефалическим барьером (ГЭМ), специализированной структурой, состоящей из астроцитов и эндотелиальных клеток. Однако, циркулирующие периферийные иммунные клетки могут преодолеть скомпрометированный ГЭБ и столкнуться с нейронами и глиальными клетками, экспрессирующими молекулы главного комплекса гистосовместимости, закрепляя иммунный ответ. Несмотря на то, что ответ осуществляется с целью защиты центральной нервной системы от инфекционного агента, эффект может оказаться токсичным и спровоцировать широкое распространение воспаления, а также дополнительную миграцию лейкоцитов через гематоэнцефалический барьер.
Причины
Нейровоспаление – это хроническое (не острое) воспаление центральной нервной системы. 2) Острое воспаление обычно вызывается повреждением центральной нервной системы и характеризуется наличием воспалительных молекул, активацией эндотелиальных клеток, отложением тромбоцитов и отёком тканей. Хроническое воспаление представляет собой устойчивую активацию глиальных клеток и поступление других иммунных клеток в головной мозг. Это хроническое воспаление обычно ассоциируется с нейродегенеративными заболеваниями. Общие причины хронического нейровоспаления включают в себя:
Токсичные метаболиты
Аутоиммунная реакция
Старение
Микробы
Вирусы
Травматическое повреждение мозга
Загрязнение воздуха
Пассивное курение
Иммунный ответ центральной нервной системы
Глиальные клетки
Микроглия – это врожденные иммунные клетки центральной нервной системы. Микроглия активно исследует свое окружение и значительно изменяет свою клеточную морфологию в ответ на нервную травму. 3) Острое воспаление в головном мозге, как правило, характеризуется быстрой активацией микроглии. Во время этого периода, не наблюдается никакого периферийного иммунного ответа. Со временем, однако, хроническое воспаление приводит к деградации тканей и гематоэнцефалического барьера. В это время, микроглия генерирует активные формы кислорода и высвобождает сигналы для набора периферических иммунных клеток для воспалительной реакции.
Астроциты – это глиальные клетки, которые являются наиболее распространенными клетками в головном мозге. Они участвуют в обслуживании и поддержке нейронов и составляют значительную часть гематоэнцефалического барьера. После инсульта головного мозга, например, при черепно-мозговой травме, астроциты могут активироваться в ответ на сигналы, выпускаемыми поврежденными нейронами или активированой микроглией. После активации, астроциты могут высвобождать различные факторы роста и проходить морфологические трансформации. Например, после травмы, астроциты формируют глиальный рубец, состоящий из протеогликанового матрикса, что затрудняет регенерацию аксонов.
Цитокины
Цитокины представляют собой класс белков, которые регулируют воспаление, клеточную сигнализацию, а также различные клеточные процессы, такие как рост и выживаемость. 4) Хемокины являются подмножеством цитокинов, которые регулируют клеточную миграцию, например, привлечение иммунных клеток на место инфекции или травмы. Различные типы клеток в головном мозге могут производить цитокины и хемокины, такие как микроглия, астроциты, клетки эндотелия и другие глиальные клетки. Физиологически, хемокины и цитокины функционируют в качестве нейромодуляторов, которые регулируют процессы воспаления и развития. В здоровом мозге, клетки секретируют цитокины, производя местную воспалительную среду для набора микроглии и очищения от инфекции или травмы. Тем не менее, при нейровоспалении, клетки могут осуществлять пролонгированное высвобождение цитокинов и хемокинов, что может поставить под угрозу гематоэнцефалический барьер. Периферийные иммунные клетки призываются на участки повреждения посредством этих цитокинов и могут мигрировать через скомпрометированный гематоэнцефалический барьер в головной мозг. Общие цитокины, производимые в ответ на повреждение мозга, включают в себя интерлейкин-6 (IL-6), производимый при астроглиозе и интерлейкин-1 бета (IL-1) и фактор некроза опухоли альфа (TNF-альфа), который может индуцировать цитотоксичность нейронов. Хотя провоспалительные цитокины могут привести к гибели клеток и вторичному повреждению тканей, они необходимы для восстановления поврежденной ткани. Например, TNF-α вызывает нейротоксичность на ранних стадиях нейровоспаления, но способствует росту ткани на более поздних стадиях воспаления.
Периферийный иммунный ответ
Гематоэнцефалический барьер – это структура, состоящая из эндотелиальных клеток и астроцитов, которая образует барьер между мозгом и циркулирующей кровью. Физиологически, он осуществляет защиту мозга от потенциально токсичных молекул и клеток в крови. Астроциты формируют плотные соединения и, следовательно, могут регулировать прохождение веществ через гематоэнцефалический барьер и вхождение в тканевую жидкость. После травмы и длительного высвобождения воспалительных факторов, таких как хемокины, гематоэнцефалический барьер головного мозга может быть нарушен, став проницаемым для циркулирующих компонентов крови и периферических иммунных клеток. Клетки, участвующие во врожденном и адаптивном иммунном ответах, такие как макрофаги, Т-клетки и В-клетки, могут затем проникнуть в мозг. Это усиливает воспалительную среду мозга и способствует процессам хронической нейродегенерации и нейровоспаления.
Травматическое повреждение мозга
Черепно-мозговая травма – это травма головного мозга, вызванная значительным ударом по голове. После ЧМТ запускаются репаративные и дегенеративные механизмы, которые приводят к возникновению воспалительной среды. В течение нескольких минут после травмы высвобождаются про-воспалительные цитокины. Провоспалительный цитокин ИЛ-1β является одним из таких цитокинов, который усугубляет повреждение ткани, вызванное ЧМТ. ЧМТ может причинить значительный ущерб жизненно важным компонентам в мозгу, включая гематоэнцефалический барьер. ИЛ-1β вызывает фрагментацию ДНК и апоптоз, а вместе с TNF-альфа может привести к повреждению гематоэнцефалического барьера и инфильтрации лейкоцитов.
Старение
Старение часто связано с когнитивными нарушениями и увеличением риска нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. В стареющем мозге, при отсутствии очевидных заболеваний, наблюдается хронически повышенный уровень провоспалительных цитокинов и снижение уровня противовоспалительных цитокинов. Гомеостатический дисбаланс между противовоспалительными и провоспалительными цитокинами в процессе старения является одним из факторов, повышающих риск развития нейродегенеративных заболеваний. Кроме того, с возрастом в мозгу увеличивается количество активированной микроглии, благодаря чему увеличивается экспрессия главного комплекса гистосовместимости II (МНС II), ионизированного кальций связывающего адаптера-1 (Iba1), CD86, антигена макрофагов ED1, CD4 и общего лейкоцитарного антигена. 5) Активированная микроглия уменьшает способность нейронов проходить долгосрочное потенцирование (LTP) в гиппокампе, тем самым уменьшая способность формировать воспоминания.
Нейродегенеративные заболевания
Болезнь Альцгеймера
Болезнь Альцгеймера исторически характеризуется двумя основными признаками: нейрофибриллярными клубками и амилоидными-бета бляшками. 6) Нейрофибриллярные клубки являются нерастворимыми агрегатами тау-белков, а бета-амилоидные бляшки являются внеклеточными отложениями бета-амилоидных белков. В настоящее время считается, что патология болезни Альцгеймера выходит за рамки этих двух типичных признаков, что позволяет предположить, что значительная часть нейродегенерации при болезни Альцгеймера связана с нейровоспалением. Активированная микроглия в изобилии наблюдается в мозге пациентов с БА после смерти. Считается, что в присутствии воспалительных цитокинов активированная микроглия не может фагоцитировать бета-амилоид, что может способствовать накоплению бляшек. Кроме того, при болезни Альцгеймера активируется воспалительный цитокин IL-1β, что связано со снижением синаптофизина и последующей синаптической потерей. Еще одним свидетельством того, что воспаление связано с прогрессированием заболевания при болезни Альцгеймера, является то, что лица, которые регулярно принимают нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), имеют меньший риск развития болезни Альцгеймера позже в жизни.
Болезнь Паркинсона
Ведущая гипотеза касательно развития болезни Паркинсона включает нейровоспаление в качестве основного компонента. 7) Эта гипотеза, известная как «гипотеза Браака», предусматривает, что 1-й этап болезни Паркинсона начинается в кишечнике, о чем свидетельствует большое количество случаев, которые начинаются с запора. Воспалительная реакция в кишечнике может играть определенную роль в агрегации альфа-синуклеина и неправильном сворачивании, что является характеристикой патологии болезни Паркинсона. При наличии баланса между хорошими и плохими бактериями в кишечнике, бактерии могут оставаться в животе. Тем не менее, дисбактериоз хороших бактерий и вредных бактерий может привести к синдрому «дырявой кишки», создавая воспалительный ответ. Этот отклик способствует неправильному сворачиванию α-Syn и нейронной передаче, а белок добирается до самой ЦНС. Ствол мозга является уязвимым к воспалению, что объяснило бы второй этап гипотезы Браака, в том числе нарушения сна и депрессию. На 3 стадии гипотезы, воспаление воздействует на черную субстанцию, клетки мозга, продуцирующие допамин, из-за чего развивается характерный двигательный дефицит при болезни Паркинсона. Этап 4 болезни Паркинсона включает дефициты, вызванные воспалением в ключевых областях мозга, которые регулируют исполнительную функцию и память. В подтверждение гипотезы Браака, пациенты на стадии 3 (с двигательным дефицитом), которые не испытывают когнитивного дефицита, демонстрируют нейровоспаление коры. Это говорит о том, что нейровоспаление может быть предшественником дефицита при болезни Паркинсона.
Рассеянный склероз
Рассеянный склероз является очень распространенным нейрогенным заболеванием. Он характеризуется демиелинизацией и нейродегенерацией, которые способствуют общим симптомам когнитивного дефицита, слабости конечностей и усталости. 8) При рассеянном склерозе, воспалительные цитокины нарушают гематоэнцефалический барьер и позволяют периферическим иммунным клеткам мигрировать в центральную нервную систему. При проникновении в ЦНС, В-клетки и плазматические клетки продуцируют антитела против миелина на нейронах, расщепляя миелин и замедляя проводимость в нейронах. Кроме того, Т-клетки могут проникать через гематоэнцефалический барьер, активируясь местными антигенпрезентирующими клетками, и атаковать миелиновую оболочку. Это также влияет на расщепление миелина и замедление проводимости. Как и при других нейродегенеративных заболеваниях, активированная микроглия производит цитокины, которые способствуют широкому распространению воспаления. Было показано, что ингибирование микроглии снижает выраженность склероза.
Роль нейровоспаления в качестве терапевтической мишени
Медикаментозное лечение
Поскольку нейровоспаление связано с различными нейродегенеративными заболеваниями, ученые хотят определить, обратит ли снижение воспаления нейродегенерацию. Ингибирование воспалительных цитокинов, таких как IL-1, снижает потерю нейронов при нейродегенеративных заболеваниях. Современные способы лечения рассеянного склероза включают интерферон-B, глатирамер ацетат и митоксантрон, которые функционируют за счет уменьшения или ингибирования активации Т-клеток, но имеют побочный эффект в виде системного иммунитета.9) При болезни Альцгеймера, использование нестероидных противовоспалительных препаратов снижает риск развития болезни. Современные методы лечения болезни Альцгеймера включают НПВС и глюкокортикоиды. НПВП блокируют преобразование простагландина Н2 в другие простагландины (ПГ) и тромбоксан (ТХ). Простагландины и тромбоксан действуют как медиаторы воспаления и повышают проницаемость капилляров.
Упражнения
Физические упражнение являются перспективным механизмом профилактики и лечения различных заболеваний, характеризующихся нейровоспаление. Аэробные упражнения широко используются для уменьшения воспаления на периферии. Доказано, что упражнения снижают пролиферацию микроглии в головном мозге, снижают экспрессию гиппокампом генов, связанных с иммунитетом, и снижают экспрессию провоспалительных цитокинов, таких как TNF-альфа.
:Tags
Список использованной литературы:
1)
Gendelman, Howard (2002). «Neural immunity: Friend or foe?». Journal of NeuroVirology 8: 474–479. doi:10.1080/13550280290168631.
2)
Streit, Wolfgang (July 2004). «Microglia and neuroinflammation: a pathological perspective». Journal of Neuroinflammation 1: 14. doi:10.1186/1742-2094-1-14.
3)
Garden, Gwen (2013). «Epigenetics and the Modulation of Neuroinflammation». Neurotherapeutics 10: 782–788. doi:10.1007/s13311-013-0207-4.
4)
Ramesh, Geeta (July 2013). «Cytokines and Chemokines at the Crossroads of Neuroinflammation, Neurodegeneration, and Neuropathic Pain». Mediators of Inflammation 2013: 1–20. doi:10.1155/2013/480739.
5)
Kohman, Rachel (September 2013). «Exercise reduces activation of microglia isolated from hippocampus and brain of aged mice». Journal of Neuroinflammation 10: 114. doi:10.1186/1742-2094-10-114.
6)
Meraz-Rios, Marco (August 2013). «Inflammatory process in Alzheimer’s Disease». Frontiers in Integrative Neuroscience 7. doi:10.3389/fnint.2013.00059.
7)
Tansey, Malu (May 2012). «Neuroinflammation and Non-motor Symptoms: The Dark Passenger of Parkinson’s Disease?». Curr Neurol Neurosci Rep 12: 350–358. doi:10.1007/s11910-012-0283-6.
8)
Zindler, Eva (December 2010). «Neuronal injury in chronic CNS inflammation». Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology 24: 551–562. doi:10.1016/j.bpa.2010.11.001.
9)
McPherson, Rhoanne (2013). «Adaptive Immune Responses in CNS Autoimmune Disease: Mechanisms and Therapeutic Opportunities». J Neuroimmune Pharmacol 8: 774–790. doi:10.1007/s11481-013-9453-9.