Кафедра медицинской и биологической кибернетики с курсом
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра медицинской и биологической кибернетики с курсом
Медицинской информатики
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Медицинская информатика»
на тему: Анализ современного состояния клинико-экспериментальных данных о взаимодействии нервной и иммунной систем
Выполнил
студент группы 4705
Шаймуродов А.Б
Проверил
Щаденко С.В
План
1)Введение
2) История развития нейроиммунофизиологии
3) Современные представления об иммунных свойствах нервной системы
4) Особенности нейроиммунной дисфункции при нарушениях мозгового кровообращения
5) Пути реализации иммунного ответа при патологии нервной системы
6) Регуляция иммунного ответа при патологии нервной системы
7)Литература
8)Заключение
Введение
Результаты выдающихся исследований последне- го столетия в области иммунологии, неврологии и патофизиологии разрушили границы между данными дисциплинами, доказали фенотипическое и функцио- нальное сходство клеток иммунной и нервной систем, их интеграцию в единое целое , что определило развитие новых научных направлений – нейроимму- нологии и иммунофизиологии. Предметом изучения данных направлений являются, «с одной стороны, механизмы экстраиммунной (нервной, эндокринной и т.д.) регуляции функций иммунной системы, с другой – роль иммунологических механизмов в реализации работы нервной системы» и патогенезе ее заболеваний.
История развития нейроиммунофизиологии Первые факты, демонстрирующие влияние нерв- ной системы (НС) на деятельность иммунной, относят к концу XIX – началу XX в., когда работами отечест- венных физиологов было показано, что перерезка спинного мозга у голубей делает их восприимчивыми к сибирской язве (И.Г. Савченко, 1891), аналогичный эффект возникает при удалении полушарий головного мозга (Е.С. Лондон, 1899) [2]. Параллельно формиро- вались представления о значимости иммунных процессов в развитии неврологических заболеваний. Се- рии экспериментальных работ И.И. Мечникова (1901) продемонстрировали возможность сенсибилизации животных различными экстрактами из вещества мозга и получения противомозговых цитотоксических сыво- роток, повреждающее действие которых на ткань моз- га и другие органы животных гистологически деталь- но проследил В.К. Хорошко (1912) [3]. Следующим этапом стало изучение механизмов нейроиммунного взаимодействия при повреждении или раздражении локальных структур мозга. Впервые А.Д. Сперанский (1935) показал участие глубоких структур мозга, гипоталамуса в частности, в модуляции защитных функций организма. Научные работы Е.А. Корневой (1963) доказали влияние локального повреждения заднего гипоталамического поля на ин- тенсивность процесса продукции антител, угнетение колониеобразования в селезенке, снижение массы ти- муса и изменение морфологии лимфоидных органов [2]. Поиск возможных эфферентных путей реализации влияния мозга на функции ИС позволил создать кон- цепцию о нейроэндокринной регуляции функций им- мунной системы (ИС) [4]. Дальнейшее изучение меха- низмов нейроиммунного взаимодействия привело к от- крытию, что строма и паренхима лимфоидных органов имеют богатое представительство нервных окончаний из эфферентных и афферентных звеньев НС, которые образуют тесные контакты с Т-лимфоцитами [1]. Сформировалось представление об открытом синапсе, которым оканчиваются нервные волокна, выделяю- щие нейромедиаторы, а лимфоидные клетки, несущие на своей мембране рецепторы к данным нейромедиа- торам, обладают способностью воспринимать измене- ния нейромедиаторного микроокружения. Представ- ление об открытом синапсе связало эти компоненты в целостную цепь реализации взаимодействия между НС и ИС посредством нейромедиаторов [4]. В течение многих лет иммунология и нейронауки развивались независимо. Вопрос о том, как осуществ- ляется иммунная защита мозга, оставался загадкой долгое время, а иммунные свойства нервных клеток вовсе отрицались. Известно, что на ранних стадиях эмбриогенеза происходит изоляция нервной ткани от иммунологического аппарата с помощью формирую- щегося гемато-энцефалического барьера (ГЭБ). В ре- зультате этого не вырабатывается толерантность к созревающим структурам мозга, они сохраняются в организме в виде так называемых скрытых антиге- нов [3] и в нормальных условиях недоступны для эф- фекторных, иммуноактивных клеток – лимфоцитов и макрофагов общей ИС организма [5]. Однако иссле- дования, проведенные в 70–80-х гг. XX в., привели к выводу о функционировании в центральной нервной системе (ЦНС) относительно автономной ИС, состоя- щей из мононуклеарных фагоцитов в виде клеток мик- роглии, а в спинномозговой жидкости (СМЖ) – из моноцитов, макрофагов и лимфоцитов. При стимуля- ции антигенами эта система активируется и осуществ- ляет локально в ЦНС (без участия общей ИС организ- ма) иммунные реакции и иммунный надзор [5, 6]. Другие клинико-экспериментальные данные позволи- ли установить, что при черепно-мозговой травме (ЧМТ) и инсультах в результате разрушения ГЭБ развивается синдром аутоиммунного воспаления, оказывающий влияние как на течение патологических процессов в мозге, так и на функциональную активность ИС ор- ганизма [3]. Таким образом, накопленные данные убедительно доказывают, что взаимоотношения ИС и НС являются интегративными [1]. Обе системы обладают рядом общих свойств и функций: 1) состоят из большого числа клеток (порядка 10ˡ²); 2) имеют диффузное строение, вследствие чего их элементы присутствуют во всех органах и тканях; 3) их клетки способны синте- зировать и продуцировать факторы (нейропептиды, нейромедиаторы, гормоны, цитокины), обеспечиваю- щие взаиморегуляцию функций указанных систем, а также экспрессировать на своей поверхности общие, в том числе и специфические для них антигенные марке- ры; 4) формируют феномен памяти; 5) обладают способностью воспринимать информацию из внешней и внутренней среды (НС воспринимает сенсорные сигна- лы, ИС – генетически чуждые сигналы), конечной це- лью которой является поддержание постоянства внут- ренней среды организма, сохранение его гомеостаза [1, 4]. Данные литературы свидетельствуют о возмож- ном свободном обмене клеточными элементами меж- ду ИС и НС в раннем периоде онтогенеза. Так, клетки микроглии – это фенотипически и частично функцио- нально модифицированные макрофаги, происходящие в эмбриогенезе из мигрирующих в мозг потомков ПСКК. В области спинного мозга, в cerebrum, cerebellum эмбрионов присутствуют гематогенные клетки с типичной морфологической картиной макрофагов. Они обнаруживаются вначале в той части нервной ткани, которая была васкуляризирована. Делается вы- вод о том, что это не следствие геморрагий, а, видимо, естественный процесс миграции гематогенных клеток в нервную ткань. В то же время на определенном эта- пе развития эмбриона наблюдается широкая волна миграции клеток нервного гребня в туловище, в том числе в зачатки лимфоидных органов, в желточ- ный мешок и эмбриональную печень. Клетки нервно- го гребня дают начало множеству клеточных элемен- тов: пигментным клеткам, нервным структурам, клеткам мозгового вещества надпочечников, образуют часть мезенхимальных клеток тимуса [1]. Однако укоренившееся представление о микро- глиальных клетках как гематогенных элементах и мо- дифицированных «макрофагах» некоторыми исследо- вателями подвергалось сомнению. Например, T. Sminia и J.A. Groot (1987) при помощи иммуноги- стохимических методов тестировали наличие макро- фагов в ЦНС крыс в различном возрасте. Авторы по- казали, что если в раннем периоде онтогенеза в парен- химе ЦНС обнаруживается значительное количество макрофагов, то уже через 3 нед после рождения все макрофаги исчезали из ЦНС. Сделано заключение о том, что микроглиальные клетки не имеют отношения к системе мононуклеарных фагоцитов и не являются ге- матогенными [1]. Отрицание природы гематогенного происхождения иммуннокомпетентных клеток СМЖ и их субпопуляций отражено в работах Ю.А. Малашхия (1986), Р.И. Сепиашвили (2013), ко- торые считают, что они образуются из полипотентных стволовых клеток, присутствующих в СМЖ [5]. Эти данные не только не противоречат сведениям о возможности проникновения клеток крови (моноци- тарно-макрофагального ряда) в мозг на ранних эта- пах онтогенеза, но и их подтверждают, что позволя- ет говорить о существовании в этом периоде двух
Заключение
Приведенные в данной обзорной статье достиже- ния в области нейроиммунологии за последние 100 лет сформировали четкое представление о функцио- нальной значимости интеграции регуляторных систем (нервной и иммунной), особенно в условиях патоло- гии, когда в реализацию патофизиологического пути включаются все звенья, отвечающие за гомеостаз. Перспективность исследований в данной научной об- ласти позволит повысить эффективность медицинской помощи больным, перенесшим инсульт, предоставив возможность более ранней фармакологической кор- рекции на патогенетическом уровне.
Литература
1.Абрамов В.В. Интеграция иммунной и нервной систем. Новосибирск: Наука, 1991. 168 с. 2.Корнева Е.А. Введение в иммунофизиологию: учеб. по- собие. СПб.: ЭЛБИ-Спб, 2003. 48 с.
3. Ганнушкина И.В. Иммунологические аспекты травмы и сосудистых поражений мозга. М.: Медицина, 1974. 198 с.
4.Корнева Е.А., Перекрест С.В. Взаимодействие нервной и иммунной систем в норме и патологии // Мед. академ. журн. 2013. Т. 13, № 3. С. 7–17.
5.Сепиашвили Р.И. Иммунная система мозга и спинномоз- говой жидкости // Аллергология и иммунология. 2013. Т. 14, № 4. С. 241–253. 6. Малашхия Ю.А., Надареишвили З.Г., Малашхия Н.Ю., Малашхия В.Ю. Мозг как орган иммунитета // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1999. № 9. С. 62–65. 7.Харченко Е.П. Иммунная привилегия мозга: новые фак- ты и проблемы // Иммунология. 2006. № 1. С. 51–56. 8.Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. СПб.: Фо- лиант, 2008. 549 с. 9. Huang J., Upadhyay U.M., Tamargo R.J. Inflammation in stroke and focal cerebral ischemia // Surg. Neurol. 2006. 66 (3). Р. 232–245. 10.Борщикова Т.И., Епифанцева Н.Н., Чурляев Ю.А. и др. Функциональный профиль цитокинов и иммунологиче- ская дисфункция у нейрореанимационных больных // Цитокины и воспаление. 2011. Т. 10, № 2. С. 42–49. 11.Кашаева Л.Н. Иммунологические нарушения и роль их коррекции в профилактике пневмонии при церебральных инсультах: автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2005. 21 с. 12.Охтова Ф.Р. Ишемический инсульт и показатели кле- точного и гуморального иммунитета (клинико- иммунологическое исследование): автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2014. 29 с. 13.Петров А.М. Нейроиммунные взаимодействия при ише- мическом инсульте в ходе электрических стимуляций мозговых структур: автореф. дис. … канд мед наук. СПб., 1997. 21 с. 14.Сергеева С.П. Морфофункциональное состояние тимуса, цитокиновый профиль и клеточный иммунный статус при острых нарушениях мозгового кровообращения: ав- тореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 2009. 31 с. 15.Ребенко Н.М. Клинико-иммунологические особенности у больных в остром периоде инсульта: автореф. дис. … канд. мед. наук. Новосибиррск, 2004. 23 с. 16.Авраменко С.П., Грибачева И.А., Зворыгина Е.А. и др. Некоторые возрастные анатомо-морфологические осо- бенности кровоизлияния в мозг и специфика иммуноло- гических изменений у пациентов разного возраста и тя- жестью течения заболевания // Вестн. новых мед. техно- логий. 2008. Т. 15, № 3. С. 93–95. 17.Чуралева О.В. Особенности нейрофункциональных и иммунологических нарушений в раннем восстанови- тельном периоде ишемического инсульта и их коррек- ция: автореф. дис. … канд. мед. наук. Новосибирск, 2006. 16 с. 18.Калинина Н.М., Сосюкин А.Е., Вологжанин Д.А. и др. Травма: воспаление и иммунитет // Цитокины и воспа- ление. 2005. Т. 4, № 4. С. 28–35. 19.Persidsky Y., Ramirez S.H., Haorah J., Kanmogne G.D. Blood-brain barrier: structural components and function under physiologic and pathologic conditions // J. Neuroimmune Pharmacol. 2006. 1 (3). Р. 223–236. 20.An-Gaëlle Ceulemans, Tine Zgavc, Ron Kooijman et al. The dual role of the neuroinflammatory response after ischemic stroke: modulatory effects of hypothermia // J. Neuroinflammation. 2010. Р. 7–74. 21.Galea J., Brough D. The role of inflammation and interleukin-1 in acute cerebrovascular disease // J. Inflamm. Res. 2013. 6. Р. 121–128. 22.Ярилин А.А. Основы иммунологии: учебник. М.: Меди- цина, 1999. 608 с. 23.Жданов Г.Н. Клинические и иммунологические аспекты в дифференциальной диагностике, лечении и прогнози- ровании ишемического инсульта: автореф. дис. … д-ра мед. наук. М., 2007. 50 с. 24.Кладова Е.А. Клинико-конституциональные и иммуно- логические характеристики больных, перенесших ише- мический инсульт с алкогольной энцефалопатией: авто- реф. дис. … канд. мед. наук. Иркутск, 2010. 23 с. 25.Fisher M., Garcia J.H. Evolving stroke and the ischemic penumbra // Neurology. 1996. V. 47. P. 884–888. 26.Amantea D., Nappi G., Bernardi G., Bagetta G., Corasaniti M.T. Post-ischemic brain damage: pathophysiology and role of inflammatory mediators // FEBS J. 2009. 276 (1) 27.Prass K., Meisel C., Höflich C. et al. Stroke-induced immunodeficiency promotes spontaneous bacterial infections and is mediated by sympathetic activation reversal by poststroke T helper cell type 1-like immunostimulation // J. Exp. Med. 2003. V. 198 (5). P. 725–736. 28.Offner H., Vandenbark А.А., Hurn P.D. Effect of experimental stroke on peripheral immunity: CNS ischemia induces profound immunosuppression // Neuroscience. 2009. V. 158 (3). Р. 1098–1111. 29.Абрамов В.В. и др. Основы нейроиммунологии: учеб. по- собие. Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2004. 264 с. 30.Liesz A., Hagmann S., Zschoche С. et al. The spectrum of systemic immune alterations after murine focal ischemia: immunodepression versus immunomodulation // Stroke. 2009. V. 40 (8). Р. 2849–2858. 31.Платонова И.А. Роль стресс-реализующей нейроим- муноэндокринной системы в патогенезе ишемического инсульта: автореф. дис. ... канд. мед.наук. М., 2004. 26 с. 32.Iadecola C., Anrather J. The immunology of stroke: from mechanisms to translation // Nature Medicine. 2011. 17. P. 796–808.
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра медицинской и биологической кибернетики с курсом
Медицинской информатики
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Медицинская информатика»
на тему: Анализ современного состояния клинико-экспериментальных данных о взаимодействии нервной и иммунной систем
Выполнил
студент группы 4705
Шаймуродов А.Б
Проверил
Щаденко С.В
План
1)Введение
2) История развития нейроиммунофизиологии
3) Современные представления об иммунных свойствах нервной системы
4) Особенности нейроиммунной дисфункции при нарушениях мозгового кровообращения
5) Пути реализации иммунного ответа при патологии нервной системы
6) Регуляция иммунного ответа при патологии нервной системы
7)Литература
8)Заключение
Введение
Результаты выдающихся исследований последне- го столетия в области иммунологии, неврологии и патофизиологии разрушили границы между данными дисциплинами, доказали фенотипическое и функцио- нальное сходство клеток иммунной и нервной систем, их интеграцию в единое целое , что определило развитие новых научных направлений – нейроимму- нологии и иммунофизиологии. Предметом изучения данных направлений являются, «с одной стороны, механизмы экстраиммунной (нервной, эндокринной и т.д.) регуляции функций иммунной системы, с другой – роль иммунологических механизмов в реализации работы нервной системы» и патогенезе ее заболеваний.
История развития нейроиммунофизиологии Первые факты, демонстрирующие влияние нерв- ной системы (НС) на деятельность иммунной, относят к концу XIX – началу XX в., когда работами отечест- венных физиологов было показано, что перерезка спинного мозга у голубей делает их восприимчивыми к сибирской язве (И.Г. Савченко, 1891), аналогичный эффект возникает при удалении полушарий головного мозга (Е.С. Лондон, 1899) [2]. Параллельно формиро- вались представления о значимости иммунных процессов в развитии неврологических заболеваний. Се- рии экспериментальных работ И.И. Мечникова (1901) продемонстрировали возможность сенсибилизации животных различными экстрактами из вещества мозга и получения противомозговых цитотоксических сыво- роток, повреждающее действие которых на ткань моз- га и другие органы животных гистологически деталь- но проследил В.К. Хорошко (1912) [3]. Следующим этапом стало изучение механизмов нейроиммунного взаимодействия при повреждении или раздражении локальных структур мозга. Впервые А.Д. Сперанский (1935) показал участие глубоких структур мозга, гипоталамуса в частности, в модуляции защитных функций организма. Научные работы Е.А. Корневой (1963) доказали влияние локального повреждения заднего гипоталамического поля на ин- тенсивность процесса продукции антител, угнетение колониеобразования в селезенке, снижение массы ти- муса и изменение морфологии лимфоидных органов [2]. Поиск возможных эфферентных путей реализации влияния мозга на функции ИС позволил создать кон- цепцию о нейроэндокринной регуляции функций им- мунной системы (ИС) [4]. Дальнейшее изучение меха- низмов нейроиммунного взаимодействия привело к от- крытию, что строма и паренхима лимфоидных органов имеют богатое представительство нервных окончаний из эфферентных и афферентных звеньев НС, которые образуют тесные контакты с Т-лимфоцитами [1]. Сформировалось представление об открытом синапсе, которым оканчиваются нервные волокна, выделяю- щие нейромедиаторы, а лимфоидные клетки, несущие на своей мембране рецепторы к данным нейромедиа- торам, обладают способностью воспринимать измене- ния нейромедиаторного микроокружения. Представ- ление об открытом синапсе связало эти компоненты в целостную цепь реализации взаимодействия между НС и ИС посредством нейромедиаторов [4]. В течение многих лет иммунология и нейронауки развивались независимо. Вопрос о том, как осуществ- ляется иммунная защита мозга, оставался загадкой долгое время, а иммунные свойства нервных клеток вовсе отрицались. Известно, что на ранних стадиях эмбриогенеза происходит изоляция нервной ткани от иммунологического аппарата с помощью формирую- щегося гемато-энцефалического барьера (ГЭБ). В ре- зультате этого не вырабатывается толерантность к созревающим структурам мозга, они сохраняются в организме в виде так называемых скрытых антиге- нов [3] и в нормальных условиях недоступны для эф- фекторных, иммуноактивных клеток – лимфоцитов и макрофагов общей ИС организма [5]. Однако иссле- дования, проведенные в 70–80-х гг. XX в., привели к выводу о функционировании в центральной нервной системе (ЦНС) относительно автономной ИС, состоя- щей из мононуклеарных фагоцитов в виде клеток мик- роглии, а в спинномозговой жидкости (СМЖ) – из моноцитов, макрофагов и лимфоцитов. При стимуля- ции антигенами эта система активируется и осуществ- ляет локально в ЦНС (без участия общей ИС организ- ма) иммунные реакции и иммунный надзор [5, 6]. Другие клинико-экспериментальные данные позволи- ли установить, что при черепно-мозговой травме (ЧМТ) и инсультах в результате разрушения ГЭБ развивается синдром аутоиммунного воспаления, оказывающий влияние как на течение патологических процессов в мозге, так и на функциональную активность ИС ор- ганизма [3]. Таким образом, накопленные данные убедительно доказывают, что взаимоотношения ИС и НС являются интегративными [1]. Обе системы обладают рядом общих свойств и функций: 1) состоят из большого числа клеток (порядка 10ˡ²); 2) имеют диффузное строение, вследствие чего их элементы присутствуют во всех органах и тканях; 3) их клетки способны синте- зировать и продуцировать факторы (нейропептиды, нейромедиаторы, гормоны, цитокины), обеспечиваю- щие взаиморегуляцию функций указанных систем, а также экспрессировать на своей поверхности общие, в том числе и специфические для них антигенные марке- ры; 4) формируют феномен памяти; 5) обладают способностью воспринимать информацию из внешней и внутренней среды (НС воспринимает сенсорные сигна- лы, ИС – генетически чуждые сигналы), конечной це- лью которой является поддержание постоянства внут- ренней среды организма, сохранение его гомеостаза [1, 4]. Данные литературы свидетельствуют о возмож- ном свободном обмене клеточными элементами меж- ду ИС и НС в раннем периоде онтогенеза. Так, клетки микроглии – это фенотипически и частично функцио- нально модифицированные макрофаги, происходящие в эмбриогенезе из мигрирующих в мозг потомков ПСКК. В области спинного мозга, в cerebrum, cerebellum эмбрионов присутствуют гематогенные клетки с типичной морфологической картиной макрофагов. Они обнаруживаются вначале в той части нервной ткани, которая была васкуляризирована. Делается вы- вод о том, что это не следствие геморрагий, а, видимо, естественный процесс миграции гематогенных клеток в нервную ткань. В то же время на определенном эта- пе развития эмбриона наблюдается широкая волна миграции клеток нервного гребня в туловище, в том числе в зачатки лимфоидных органов, в желточ- ный мешок и эмбриональную печень. Клетки нервно- го гребня дают начало множеству клеточных элемен- тов: пигментным клеткам, нервным структурам, клеткам мозгового вещества надпочечников, образуют часть мезенхимальных клеток тимуса [1]. Однако укоренившееся представление о микро- глиальных клетках как гематогенных элементах и мо- дифицированных «макрофагах» некоторыми исследо- вателями подвергалось сомнению. Например, T. Sminia и J.A. Groot (1987) при помощи иммуноги- стохимических методов тестировали наличие макро- фагов в ЦНС крыс в различном возрасте. Авторы по- казали, что если в раннем периоде онтогенеза в парен- химе ЦНС обнаруживается значительное количество макрофагов, то уже через 3 нед после рождения все макрофаги исчезали из ЦНС. Сделано заключение о том, что микроглиальные клетки не имеют отношения к системе мононуклеарных фагоцитов и не являются ге- матогенными [1]. Отрицание природы гематогенного происхождения иммуннокомпетентных клеток СМЖ и их субпопуляций отражено в работах Ю.А. Малашхия (1986), Р.И. Сепиашвили (2013), ко- торые считают, что они образуются из полипотентных стволовых клеток, присутствующих в СМЖ [5]. Эти данные не только не противоречат сведениям о возможности проникновения клеток крови (моноци- тарно-макрофагального ряда) в мозг на ранних эта- пах онтогенеза, но и их подтверждают, что позволя- ет говорить о существовании в этом периоде двух