какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

Эндокринная система. Норма и патология

Эндокринная система как явление природы

Эндокринная система, она же система нейрогуморальной регуляции (досл. «нервно-жидкостного управления»), чрезвычайно сложна. Ее структура, состав и функционирование находятся, по всей видимости, на пределе того, что в принципе может исследовать и постичь современная наука, вооруженная могучим (как ей кажется) инструментальным, лабораторно-аналитическим и вычислительным арсеналом. Целый раздел медицины, называемый эндокринологией, занимается изучением этой системы, ее нормальной работы, различных ее дисфункций и заболеваний, а также способов лечения последних. Целый сектор фармакологии занят разработкой, синтезом и совершенствованием т.н. гормонсодержащих препаратов; несмотря на хроническую проблему побочных эффектов, обойтись без этой группы лекарственных средств сегодня уже невозможно.

Относящиеся к эндокринной системе органы (железы), ткани или клетки определенного типа, – к примеру, клетки Кульчицкого в слизистой кишечника, – вырабатывают особые органические соединения, которые обычно называют биоактивными регуляторами, нейромедиаторами, сигнальными биохимическими веществами, но чаще всего просто гормонами. Это слово в переводе с греческого означает «возбуждать», «побуждать» или, более современным языком, «активировать». Гормоны поступают непосредственно в кровоток; малейшие колебания их концентрации в живых тканях улавливаются специфическими клетками-рецепторами, чувствительными к той или иной группе гормонов и способными реагировать на гормональные «команды», – например, повышением температуры тела, снижением кровяного давления в сосудах, интенсивным лактогенезом в молочных железах, и мн.др. Таким способом запускаются, форсируются, тормозятся или полностью подавляются, – словом, контролируются, – практически все физиологические и психические процессы в организме. При этом каждая железа секретирует, как правило, несколько гормонов, а каждый гормон в свою очередь влияет на несколько взаимосвязанных процессов.

Синонимический термин «нейрогуморальная регуляция» не случайно содержит корень «нейро-». Согласно современным представлениям, эндокринная система играет важнейшую, исключительную роль в жизнедеятельности организма, но все же не является по отношению к нему «верховной властью». Иерархическое главенство принадлежит центральной нервной системе (ЦНС), т.е. головному и спинному мозгу. Гормоны отвечают за всё, однако секреторной активностью самих эндокринных желез управляют особые церебральные образования и придатки, – прежде всего, связка гипоталамус-гипофиз в нижней области головного мозга, в т.н. промежуточном мозге, – используя для этого сигнальные электрохимические импульсы и целую паутину нейронных каналов связи (в IT такую внутреннюю сеть назвали бы интранетом). Учитывая сказанное, эндокринологию сегодня все чаще отождествляют с нейроэндокринологией (которая полвека назад считалась отдельным направлением), а группу расстройств, ранее традиционно называемых гормональными, интерпретируют как нейроэндокринные заболевания или дисфункции.

Трудно сказать, почему у эволюционирующих млекопитающих возникла столь сложная, многоступенчатая и многоэлементная нейроэндокринная система. Как известно, природа больше всего заботится о целесообразности, и меньше всего – о том, чтобы человеку было удобно ее изучать. Возможных путей и вариантов у природы всегда очень много; скорее всего, бесконечно много. Регулировать жизнедеятельность высших организмов наверняка можно было бы как-нибудь иначе, и желательно – попроще. Однако нельзя отрицать следующее. Человек современный, разумный и технологический, пока еще очень далек от создания искусственной системы, подобной ему самому, – системы столь же компактной, энергетически экономной и эффективной, обладающей сразу пятью автономными сенсорными блоками и двумя универсальными манипуляторами; системы, оптимально сочетающей силу, гибкость и подвижность, безусловные и условные рефлексы, сознание и бессознательное; вдобавок системы самовоспроизводящейся, в какой-то степени самообучающейся и, главное, сохраняющей гомеостаз (постоянство внутренних условий), т.е. самонастраивающейся практически под любые внешние условия. Поэтому сегодня нам остается только восхититься, поблагодарить природу за нашу удивительную эндокринную систему – и продолжить упорное исследование ее бесчисленных загадок.

Основные эндокринные железы

Нередко можно встретить выражение «главная эндокринная железа», причем в разных источниках эта роль отводится то гипофизу, то гипоталамусу. Никто не знает, какие открытия будут сделаны завтра, поэтому ограничимся осторожным повторением вышесказанного: насколько нам известно сегодня, активность нейроэндокринной системы (по крайней мере, большинства желез внутренней секреции) контролируется парой гипоталамус-гипофиз. Кроме того, к важнейшим функциям гипофиза относится продукция соматотропного гормона, регулирующего процессы роста и формирования организма.

Эпифиз (шишковидное тело головного мозга) один из центральных нейроэндокринных регуляторов. Является своеобразным тормозом или ограничителем, который блокирует чрезмерный «разгон» эндокринных желез. В частности, нормализует секрецию соматотропина и половых гормонов, предотвращает опухолевые процессы.

Щитовидная железа участвует в регуляции метаболизма, прежде всего усвоения йода и кальция; влияет на многие зависимые системы и процессы (от общего энергообмена и интеллектуальной продуктивности до регенерации тканей опорно-двигательного аппарата).

Паращитовидные (околощитовидные) железы регулируют состояние костных и мышечных тканей, внутриглазных структур, почек.

Надпочечники вырабатывают, по современным данным, около полусотни сигнальных веществ. Наиболее известные и изученные функции – обеспечение водно-солевого, углеводного, минерального, белкового обмена, продукция мужских и женских половых гормонов (наряду с половыми железами-гонадами). Знаменитые глюкокортикостероидные гормоны, вырабатываемые корой надпочечников, не являются, конечно, панацеей и могут приводить к многочисленным нежелательным эффектам (особенно при пероральном приеме), однако зачастую оказываются единственным «спасательным кругом» благодаря выраженному противовоспалительному, антиаллергическому, иммуномодулирующему, противошоковому и антистрессовому действию. Не менее известны такие биорегуляторы, как адреналин и норадреналин (катехоламиновые гормоны, продуцируемые мозговым веществом надпочечников).

Параганглии особые скопления клеток, которые с полным правом можно назвать нейроэндокринными: отвечают за чувствительность, регулируют обмен хрома и одновременно секретируют катехоламины, подобно надпочечникам.

Поджелудочная железа функционально относится к пищеварительной системе, однако содержит незначительный (1-3% от массы железы) объем эндокринных клеток, сконцентрированных в т.н. островках Лангерганса и продуцирующих инсулин – гормон-регулятор уровня глюкозы в крови.

Яички (у мужчин), яичники (у женщин) – секретируют половые гормоны (андрогены и эстрогены). Эндокринную роль выполняет также плацента при вынашивании беременности.

Вилочковая железа (тимус) производит, в основном, иммунорегулирующие гормоны.

Следует отметить, что к настоящему времени известны далеко не все функции эндокринных желез и вырабатываемых ими гормонов; здесь приводятся лишь наиболее важные и исследованные из них.

Наиболее распространенные эндокринные заболевания

Количество самостоятельных болезней и синдромов, связанных с нарушениями гормонального баланса, сегодня оценивается на уровне примерно шести тысяч. Иными словами, большинство известных современной медицине болезней (около десяти тысяч) действительно являются гормональными. Некоторые из них сегодня грозят приобрести пандемический характер, другие встречаются спорадически редко; одни являются врожденными и генетически обусловленными, другие приобретаются в течение жизни под действием многочисленных этиопатогенетических факторов (травмы, опухоли, воспаления и т.д.).

Наиболее распространенным и известным эндокринно-метаболическим заболеванием следует, по-видимому, считать сахарный диабет. Очень распространена также патология щитовидной железы, в частности, эндемичные йододефицитные состояния, гипертиреоз, тиреоидит и мн. др. Выраженное негативное влияние на весь организм, его формирование, строение, внешний облик, функционирование, – оказывают аномалии и поражения желез, продуцирующих половые гормоны, кортикоиды, соматотропин. Даже известный предменструальный синдром у женщин представляет собой не что иное, как транзиторный, циклически повторяющийся и преходящий гормональный дисбаланс.

В целом, эндокринологии приходится мыслить воистину глобально и системно, имея дело с огромным количеством перекрестно-связанных процессов, нормальных и патологических. Однако заболевания этой группы, некогда бывшие совершенно непостижимыми, в настоящее время успешно диагностируются и лечатся. Важно лишь обратиться к врачу вовремя, – то есть как можно раньше, – пока изменения не приобрели необратимый характер.

Источник

Функции эндокринных желез в организме человека. Анализы на гормоны и их расшифровка

Эндокринная система человека состоит из органов, называемых железами внутренней секреции, которые регулируют работу всего организма посредством выделения в кровеносную систему биологически активных веществ – гормонов. Эти вещества выполняют архиважные функции в организме: способствуют поддержанию гомеостаза, контролируют рост и развитие, участвуют в обменных процессах, отвечают за реакцию на изменения условий среды, регулируют репродуктивную систему.

К железам внутренней секреции относятся:

какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть картинку какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Картинка про какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

Паращитовидные железы. Вырабатывают паратиреоидный гормон, регулирующий уровень кальция в организме, который необходим для нормального функционирования двигательного аппарата и нервной системы.

Поджелудочная железа. Является главным источником ферментов для переваривания жиров, белков и углеводов. Вырабатывает гормоны инсулин, понижающий уровень глюкозы в крови, и глюкагон – наоборот, повышающий.

Гипофиз и гипоталамус. Образовывают гипоталамо-гипофизарную систему. Гипофиз вырабатывает гормоны, контролирующие работу почти всей эндокринной системы. Среди них особо важен гормон роста – соматотропин, оказывающиЙ влияние на рост костей, хрящей и мышц.

Эпифиз (шишковидное тело, или пинеальная железа). Орган выполняет важные функции: замедляет гормоны роста, тормозит развитие опухолей, оказывает влияние на половое развитие. Продуцирует антидиуретический гормон (АДГ), контролирующий водный баланс организма, окситоцин, отвечающий за сокращение мышц, и мелатонин – гормон, контролирующий очередность фаз сна.

Симптомы гормонального сбоя

Симптомов неправильной работы эндокринных желез великое множество, среди них можно выделить:

Стоит отметить, что ни один из вышеперечисленных симптомов не является прямым подтверждением наличия сбоя гормонального фона, а только возможным следствием. Для постановки точного диагноза необходимо пройти полное обследования у врача – эндокринолога, которое включает в себя метод функциональной диагностики (УЗИ, МРТ), а также лабораторные исследования крови, речь о которых пойдет ниже.

Как сдают кровь на гормоны?

какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть картинку какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Картинка про какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

Исследование крови на гормоны является наиболее показательным и информативным методом обнаружения каких- либо патологий в работе эндокринных желез. Однако важно учесть, что на гормональный фон влияют многие факторы: время суток, менструальный цикл у женщин, прием лекарств. По этой причине к подготовке сдачи анализов на гормональное исследование нужно относиться со всей серьезностью. Если этим пренебречь, то результат анализа может быть неверным и, в лучшем случае, его придется пересдать, а в худшем – на его основании может быть поставлен неправильный диагноз и назначено неправильное лечение, что может привести к непоправимым последствиям.

Для подготовки сдачи крови на гормоны необходимо соблюсти следующие общие правила:

Забор крови для проведения анализа проводится в первой половине дня в утренние часы. Биоматериал берется из локтевой вены.

Расшифровка анализов

Гормоны щитовидной железы

Тиреоглобулин, или Tg – назначается при подозрении на злокачественные новообразования. Норма:

Источник

Какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

Рекомендуем:Физиология человека:ФизиологияФизиология клеткиФизиология эндокринной системыФизиология пищеварительной системыФизиология клеток кровиФизиология обмена веществ, питанияФизиология почек, КЩС, солевого обменаФизиология репродуктивной функцииФизиология органов чувствФизиология нервной системыФизиология иммунной системыФизиология кровообращенияФизиология дыханияФизиология водолазов, дайверовВидео по физиологииКниги по физиологииФорум
Оглавление темы «Гормон околощитовидных желез. Гормоны эпифиза. Гормоны поджелудочной железы. Гормоны половых желез. Гормоны тимуса.»:
1. Околощитовидные железы. Паратирин. Паратгормон. Кальцитриол. Регуляторные функции гормона околощитовидных желез.
2. Эпифиз. Мелатонин. Гормоны эпифиза. Регуляторные функции гормонов эпифиза.
3. Гормоны поджелудочной железы. Островки Лангерганса. Соматостатин. Амилин. Регуляторные функции гормонов поджелудочной железы.
4. Инсулин. Физиологические эффекты инсулина. Схема транспорта глюкозы через клеточные мембраны. Основные эффекты инсулина.
5. Глюкагон. Физиологические эффекты глюкагона. Основные эффекты глюкагона.
6. Половые железы. Гормоны половых желез. Регуляторные функции гормонов половых желез.
7. Андрогены. Ингибин. Эстрогены. Тестостерон. Лютропин. Фоллитропин. Гормоны семенников и их эффекты в организме.
8. Женские половые гормоны. Гормоны яичников и их эффекты в организме. Эстрогены. Эстрадиол. Эстрон. Эстриол. Прогестерон.
9. Гормоны плаценты. Эстриол. Прогестерон. Хорионический гонадотропин.
10. Гормоны тимуса. Тимозин. Тимопоэтин. Тимулин. Регуляторные функции гормонов тимуса.

Гормоны тимуса. Тимозин. Тимопоэтин. Тимулин. Регуляторные функции гормонов тимуса.

Тимус (вилочковая железа) является центральным органом иммунитета, обеспечивающим продукцию специфических Т-лимфоцитов. Тимоциты секретируют в кровь гормональные факторы, оказывающие не только влияние на дифференцировку Т-клеток, но и вызывающие ряд общих регуляторных эффектов в организме.

какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть картинку какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Картинка про какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

Основные эффекты гормонов тимуса (тимозина, тимопоэтина, тимулина) описаны в главе «Иммунная система». Гормоны тимуса влияют на процессы синтеза клеточных рецепторов к медиаторам и гормонам, стимулируют разрушешение ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах, регулируют состояние угеводного и белкового обмена, а также обмена кальция, функции щитовидной и половых желез, модулируют эффекты глюкокортикоидов, тироксина (антагонизм) и соматотропина (синергизм).

В целом вилочковая железе рассматривается как орган интеграции иммунной и эндокринной систем организма.

Источник

Гормоны в организме человека. За что они отвечают

Гормоны – биологически активные вещества, вырабатывающиеся клетками эндокринных желез (желез внутренней секреции). Оттуда они поступают в кровь и с кровотоком попадают в клетки и ткани-мишени.

Там они связываются со специфическими рецепторами и таким образом регулируют обмен веществ и множество физиологических функций. Так, они отвечают:

Как работает эндокринная система

Разные внешние или внутренние раздражители действуют на чувствительные рецепторы. В результате формируются импульсы, которые действуют на гипоталамус (отдел головного мозга). В ответ на них в гипоталамусе вырабатываются биоактивные вещества, поступающие по локальным сосудам в другой отдел головного мозга – гипофиз.

В ответ на их поступление в гипофизе вырабатываются гормоны гипофиза. Они попадают в кровь и, достигнув с кровотоком конкретной эндокринной железы, стимулируют в ней синтез того или иного гормона. А затем уже этот гормон поступает с кровью к гормональным рецепторам органов-мишеней, как описано выше.

По химическому строению гормоны делят на 4 вида

Стероиды – производные холестерина. Вырабатываются в коре надпочечников (кортикоиды) и половых железах (андрогены, эстрогены). В эту же группу входит кальцитриол.

Производные жирных кислот– эйкозаноиды. К ним относятся простагландины – повышают чувствительность рецепторов к боли и воспалительным процессам, тромбоксаны – участвуют в процессах свертывания крови, лейкотриены – участвуют в патогенезе бронхоспазма.

Производные аминокислот, преимущественно тирозина – гормон стресса адреналин, предшественник адреналина норадреналин и гормоны щитовидной железы.

Белково-пептидные соединения – гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон, а также гормон роста соматотропин и кортикотропин – стимулятор синтеза гормонов коры надпочечников. В эту же группу входит антидиуретический гормон вазопрессин, «гормон материнства» окситоцин и ТТГ и АКТГ.

По месту образования выделяют гормоны:

По механизму действия различают гормоны:

По биологическим функциям различают гормоны, регулирующие:

Функции основных гормонов в организме

Список по названиям

Тестостерон — вырабатывается и у мужчин, и у женщин. Отвечает:

Эстрогены – женские половые гормоны. Отвечают за формирование первичных половых признаков у женщин. Обеспечивают репродуктивные функции и эмоциональное состояние. У мужчин вырабатываются в жировой ткани живота из тестостерона. Стимулируют синтез коллагена и обеспечивают эластичность кожи. Принимают участие в работе кровеносной системы.

Прогестерон – сохраняет беременность и обеспечивает менструальный цикл у женщин. Кроме этого, и у женщин, и у мужчин он:

Дигидроэпиандростерон – вырабатывается в головном мозге и надпочечниках.

Д-гормон (так называемый витамин Д):

какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть картинку какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Картинка про какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

ТТГ — тиреотропный гормон гипофиза. Регулирует выработку гормонов щитовидной железы трийодтиронина Т3 и тироксина Т4. При дисбалансе гормонов щитовидной желез развиваются гипер- и гипотиреоз.

какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть картинку какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Картинка про какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

Инсулин – отвечает за усвоение глюкозы клетками. Стимулирует мышечный рост и аппетит. При нехватке инсулина развивается сахарный диабет. Избыток инсулина приводит к инсулинорезистентности (снижение чувствительности инсулинозависимых клеток к действию инсулина с последующим нарушением метаболизма глюкозы и поступления ее в клетки), что ведет к ожирению и развитию сахарного диабета 2 типа.

какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Смотреть картинку какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Картинка про какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Фото какая железа является местом интеграции иммунной и эндокринной систем организма

Дигидротестостерон – влияет на рост волос, образование акне, увеличение простаты у мужчин.

Кортизол – образуется из прогестерона. Адаптирует организм к влиянию стресса, защищает от воспалений, аллергических реакций, поддерживает в норме артериальное давление.

Альдостерон – гормон коры надпочечников; образуется из прогестерона. Отвечает за обмен солей и воды в организме.

СТП (соматотропный гормон) – гормон роста, избыток которого ведет к развитию акромегалии.

В каких случаях нужно сдавать анализы на гормоны

Если баланс эндокринной системы нарушается, в организме развиваются изменения. Нередко достаточно предельно малых отклонений от нормы, чтобы запустить патологический процесс.

Достаточно долго такие патпроцессы могут протекать бессимптомно. Когда же появляется симптоматика, то нередко патогенез уже необратим. Чтобы выявлять бессимптомные гормональные нарушения на ранних стадиях современная доказательная медицина настоятельно рекомендует пакетные проверки. Один раз в 6-12 месяцев достаточно сдать кровь на анализ, чтобы оценить состояние эндокринной системы и не допустить развития гормональных заболеваний.

Кроме этого, о необходимости сдать анализ на гормоны может свидетельствовать ряд признаков:

Также обязательно контролировать уровень гормонов при беременности, чтобы не допустить аномалий развития плода.

При планировании беременности необходимо пройти обследование щитовидной железы: сделать УЗИ щитовидной железы, пройти исследования гормонов ТТГ, Т4 свободный (свободный тироксин) и АТ к ТПО (антитела к тиреопероксидазе)

Во время беременности, если есть нарушение функций щитовидной железы, необходимо 1 раз в триместр проводить скрининг гормона ТТГ и консультироваться у эндокринолога.

Источник

Роль цитокинов в процессах адаптивной интеграции иммунных и нейроэндокринных реакций организма

Полный текст:

Аннотация

Иммунная, эндокринная и нервная системы интегрированы благодаря существованию взаимных путей передачи информации об изменениях их фактического функционального состояния. Главными задачами мозга являются прием, интеграция и хранение информации, и есть убедительные доказательства, что это относится и к информации, полученной с помощью иммунных реакций организма. Доказано, что выработка цитокинов в головном мозге может быть вызвана не только периферической иммунной стимуляцией, но и собственно нервными клетками, стимулированными определенными нейросенсорными сигналами. Эволюционно сохраненные антигомеостатические механизмы, характерные для конкретных заболеваний, — предмет дальнейших исследований, результаты которых могут быть очень важны для разработки терапевтических стратегий, которые препятствовали бы нежелательным комбинированным эффектам иммунных и нейроэндокринных медиаторов.

Ключевые слова

Для цитирования:

Трошина Е.А. Роль цитокинов в процессах адаптивной интеграции иммунных и нейроэндокринных реакций организма. Проблемы Эндокринологии. 2021;67(2):4-9. https://doi.org/10.14341/probl12744

For citation:

Troshina E.A. The role of cytokines in the processes of adaptive integration of immune and neuroendocrine reactions of the human body. Problems of Endocrinology. 2021;67(2):4-9. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl12744

Иммунная, эндокринная и нервная системы интегрированы благодаря существованию взаимных путей передачи информации об изменениях их фактического функционального состояния. Главными задачами мозга являются прием, интеграция и хранение информации, и есть убедительные доказательства, что это относится и к информации, полученной с помощью иммунных реакций организма.

Известно, что мозг объединяет все виды сенсорной информации, множество данных подтверждает наличие двунаправленной связи между нейроэндокринной и иммунной системами на протяжении всех этапов жизни человека. Возможность обработки и интеграции с прочими сигналами информации, сопряженной с функционированием системы иммунитета, представляет собой феномен биологической целесообразности на уровне центральной нервной системы человека. Не исключено, что он отчасти может быть сопряжен с системой цитокинового участия в формировании так называемой синаптической пластичности.

Доказано, что выработка цитокинов в головном мозге может быть вызвана не только периферической иммунной стимуляцией, но и собственно нервными клетками, стимулированными определенными нейросенсорными сигналами. Например, психосенсорный стресс индуцирует прямую церебральную продукцию цитокинов [1].

В принципе, выработка иммунорегуляторных цитокинов в головном мозге — это физиологический процесс, который имеет важнейшее значение для реализации основных функций мозга, например, памяти, обучения, адаптации. Этот процесс объясняется биологическими свойствами цитокинов, которые представляют собой молекулы, обеспечивающие взаимодействие клеток посредством множества различных механизмов, а именно:

паракринное (воздействие через растворимые медиаторы на соседние клетки); матрикринное (цитокины в неактивной форме связываются с протеогликанами межклеточного матрикса и высвобождаются под действием металлопротеиназ); юкстакринное (сигнал передается через плазматическую мембрану соседней клетки), эндокринное (системное действие цитокинов, поступающих в кровоток).

Источниками продукции цитокинов являются активированные Т- и В-лимфоциты, макрофаги, а также ( в ряде случаев) клетки, которые не имеют отношения к иммунной системе (например, интерлейкин (ИЛ)-6 вырабатывают фолликулярно-звездчатые клетки гипофиза, эндотелиальные и синовиальные клетки, хондроциты и др.)

Различают провоспалительные и противовоспалительные цитокины (ИЛ-2, ИЛ-10, ИЛ-27, ИЛ-35 и ИЛ-37), а также обладающие двоякими свойствами (например, ИЛ-6). Кроме того, выделяют регуляторные цитокины, которые обеспечивают толерантность к собственным тканям, минимизацию тканевого повреждения. Координированная выработка элементами иммунной системы различных цитокинов происходит в непосредственной близости к клеткам-мишеням.

Источники продукции и функции некоторых цитокинов представлены в таблице.

Таблица. Цитокины, источники их продукции и функции [2]

Цитокин

Источники продукции

Функции

Стимулирует ответ Th1 и Th2, ингибирует ответ Th17 и дифференцировку Tfh.

Стимулирует развитие Treg, B-клеток, моноцитов, NKT

Стимулирует развитие Th17, B-клеток

Моноциты, макрофаги, ДК

Стимулирует пролиферацию T-клеток и ЕК.

Защищает нейтрофилы от апоптоза, модулирует фагоцитоз и стимулирует секрецию ИЛ-8.

Индуцирует пролиферацию и дифференцировку В-клеток, усиливает синтез Ig плазмоцитами

Стимулирует дифференцировку B-лимфоцитов в клетки памяти, усиливает синтез Ig плазмоцитами.

Увеличивает активность макрофагов и ЕК

T-клетки, ТК, базофилы, эозинофилы

Усиливает ответ Th2, ингибирует дифференцировку Th1 и Th17.

Регулирует альтернативный путь активации макрофагов.

Активирует В-клетки и индуцирует экспрессию МНС II (главный комплекс гистосовместимости II класса) на покоящихся В-клетках

T-клетки, ТК, базофилы,

эозинофилы, NKT, моноциты,

Усиливает ответ Th2.

Стимулирует созревание и дифференцировку В-клеток.

Ингибирует продукцию провоспалительных цитокинов

Индуцирует ответ Th1 и Th17.

Стимулирует рост пре- и про-В-клеток

B- и T-клетки, моноциты

Индуцирует острофазный ответ совместно с ИЛ-1 и ФНОα.

Дифференцировка В-клеток в плазмоциты, усиление активности плазмоцитов.

Дифференцировка моноцитов и Т-клеток

Дифференцировка наивных Т-клеток в Th1, стимуляция продукции ИФНγ и ФНОα ЕK и NKT, усиление цитотоксической активности ЕК и СD8 +

Активированные ДК и фагоциты

Совместно с ИЛ-6 и TGF-β стимулирует дифференцировку наивных CD4 + в Th17

Семейство цитокинов ИЛ-1

Продуцируются многими клетками, но в особенно большом количестве — моноцитами, макрофагами, ДК

Провоспалительные: ИЛ-1А, ИЛ-1В, ИЛ-18, ИЛ-36А, ИЛ-36В, ИЛ-36G, ИЛ-33. Активируют врожденный и приобретенный иммунитет, острое и хроническое воспаление.

Противовоспалительные: ИЛ-1Ra, ИЛ-36Ra, ИЛ-37

Семейство ИЛ-17 (ИЛ-17A, ИЛ-17B, ИЛ-25, др.)

Th17, CD8 + T-клетки, ЕК, NKT, нейтрофилы

Активация транскрипционных факторов, индуцирующих экспрессию генов антибактериальных пептидов, провоспалительных хемокинов и цитокинов и металлопротеиназ

T-клетки, B-клетки, моноциты, макрофаги, ДК

Моноциты, макрофаги, нейтрофилы, лимфоциты

Хемоаттрактант для нейтрофилов, ЕК, T-клеток, базофилов и эозинофилов

Th2, активированные эозинофилы, ТК, CD8 + Т-клетки, ЕК, NKT

Дифференцировка и функционирование миелоидных клеток; усиление хемотаксической активности и способности к адгезии эозинофилов; заживление ран

Активированные макрофаги, моноциты, CD4 + Т-клетки, В-клетки, ЕК, нейтрофилы, ТК

Провоспалительный цитокин, который индуцирует острофазные белки и стимулирует ангиогенез

Th1, CD8 + Т-клетки, ЕК, В-клетки, макрофаги

Член семейства ФНО, который участвует в регуляции гомеостаза ДК и CD4 + Т-лимфоцитов, а также оказывает прямой цитотоксический эффект на опухолевые клетки

Эозинофилы, макрофаги, Treg

Иммуносупрессивное действие, влияет на генерацию Treg и толерогенных ДК, существенно снижает цитотоксическую и цитокинпродуцирующую активность моноцитов/макрофагов, снижает продукцию ими нитросоединений, реакционно-способных радикалов и провоспалительных цитокинов

Примечание. Th — Т-хелпер; Treg — регуляторные T-лимфоциты; ДК — дендритные клетки; ЕК — естественные киллеры; ТК — тучные клетки; ИФН — интерферон; ФНО — фактор некроза опухоли; АПК — антигенпрезентирующие клетки; Tfh — фолликулярные Т-хелперы; NKT — естественные Т-клетки; FoB — фолликулярные В-лимфоциты; Breg — регуляторные В-лимфоциты; СD — кластеры дифференцировки (Clusters of Differentiation); ИЛ — интерлейкин; Ig — иммуноглобулин.

На сегодняшний день выявлена продукция ряда цитокинов в центральной нервной системе (ЦНС) [3], а введение, например, ИЛ-18 индуцирует экспрессию его собственного гена в головном мозге [4]. Есть данные о том, что ИЛ-1 и ИЛ-6 вырабатываются непосредственно в гипоталамусе и гипофизе во время периферических специфических иммунных реакций. Индуцированные таким образом цитокины важны для синаптической пластичности, так, ИЛ-1 поддерживает, а ИЛ-6 ингибирует механизмы, ответственные за обучение и консолидацию памяти [3][5][6].

Существует теория, что физиологические воздействия на функции мозга тех цитокинов, которые продуцируются вслед за периферическими иммунными или центральными нейрональными сигналами, следует рассматривать в контексте общепринятой концепции тройственного синапса, включающей астроциты [7] в качестве третьей стороны. Есть данные, что астроциты как нейроиммунные клетки, взаимодействующие с клетками микроглии, могут играть центральную роль в интеграции иммунных сигналов в мозг с сохраненной или недавно полученной информацией от других высокоспециализированных сенсорных систем.

Ранее считалось, что астроциты играют лишь вспомогательную роль в нейронной активности, но сегодня известно, что благодаря своему широкому распространению и тесному контакту с нейронами эти клетки представляют собой основные компоненты нейрональной среды и микроархитектуры паренхимы головного мозга, а также хранят и обеспечивают энергетические субстраты, контролируют развитие нейронных клеток, синаптогенез и синаптическую активность. Благодаря своим иммунным функциям астроциты являются частью внутренней защитной системы мозга [8]. Следовательно, они из- за их двойственных нейронных и иммунных функций могут быть расценены как «нейроиммунные» клетки, причем их функции включают в себя выработку различных медиаторов с иммунными и нервными эффектами, таких как ИЛ-1, ИЛ-6 [9].

Трехсторонний синапс может играть центральную роль в обработке иммунных сигналов в головном мозге и в их интеграции с нейросенсорными сигналами и обеспечивает молекулярные и клеточные основы для обработки крайне изменчивого массива подобных сигналов [3].

Итоговое влияние на механизмы мозга и на нейроэндокринную иммунорегуляцию тех цитокинов, которые вырабатываются при активации тройственного синапса, будет зависеть от того, как, когда и где происходит такая стимуляция, а также от типа задействованного синапса. Например, когда активируется повышенная продукция ИЛ-1 и других цитокинов, их воздействие на тройственный синапс будет заключаться в модуляции физиологических функций мозга. Когда их продукция в головном мозге будет иммунологически инициирована, их действие будет преобладать в областях мозга, в которых эти медиаторы могут восстанавливать гомеостаз и оказывать иммунорегуляторное действие, вызывая нейроэндокринные реакции.

Когда иммунные эффекты не ведут к повреждению собственных компонентов, они обычно рассматриваются как защитные адаптивные механизмы. В целом иммунные реакции можно рассматривать как гомеостатические, обеспечивающие поддержание постоянства молекулярных и клеточных компонентов организма, для обеспечения данного эффекта нужно добиться биологической стабильности посредством физиологических или поведенческих изменений. Однако данный процесс при длительном его поддержании имеет так называемую «функциональную стоимость», или аллостатическую нагрузку, и может способствовать проявлению хронических заболеваний [10].

Понятие аллостаза обычно связывают с реакциями на стресс, следовательно, и иммунный стресс может играть определенную роль, так как активность большинства физиологических систем должна быть скорректирована для мобилизации иммунных клеток. Нейроэндокринные реакции в сочетании с иммунными опосредуют метаболические изменения и обеспечивают появление иммунорегуляторных сигналов, оказывая определенное противодействие регуляторным гомеостатическим механизмам, которые стремятся поддерживать систему на заданном уровне регуляции. В свою очередь, это является физиологически затратным, особенно при процессах, основанных на резком повышении активности иммунной системы [11]. Предполагается, что физиологически регулирование затрат энергии должно быть приведено в соответствие с новым заданным значением, причем процесс должен быть обратимым при восстановлении прежних условий. Если же такая обратимость нарушается во время длительных ситуаций, вновь заданные условия способствуют манифестации патологических состояний, в т.ч. аутоиммунных заболеваний.

Тем не менее иммунные реакции способствуют и восстановлению гомеостаза путем высвобождения цитокинов и других продуктов, которые, помимо своих собственных иммунных функций, могут также индуцировать нейроэндокринные реакции, оказывающие влияние на поддержание защитных сил организма. Важную роль в этом играет гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая (ГГН) система. Доказано, что ИЛ-1 и ИЛ-6, вырабатываемые воспалительными клетками, являются стимуляторами эндокринной системы посредством синтеза адренокортикотропного гормона (АКТГ). Данный импульс, по-видимому, проходит по гипоталамическим рецепторам, вследствие чего ЦНС вступает во взаимодействие с эндокринной и иммунной системами в ответ на воздействие патогенов. Более того, данная связь свидетельствует о том, что регуляция ГГН-оси цитокинами при воспалении зависит от АКТГ, но, как показано в ряде исследований, длительная стимуляция с помощью ИЛ-6 не гарантирует устойчивого повышения уровня АКТГ.

Так или иначе, в норме кортизол регулирует уровни нескольких циркулирующих в крови провоспалительных цитокинов, таких как ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-6, фактор некроза опухоли альфа (ФНО-a) и интерферон-γ (ИФН-γ), и влияет на активность и жизнеспособность клеток иммунной системы, угнетает фагоцитоз антигенов и их последующую элиминацию макрофагами. Кортизол угнетает как клеточный, так гуморальный иммунный ответ, поддерживая баланс про- и противовоспалительных реакций, и вызывают инволюцию лимфоидных органов, снижает фагоцитарную активность нейтрофилов и макрофагов, подавляет активность лимфоцитов, тормозя их созревание и дифференцировку, стимулируя апоптоз. За счет иммуносупрессивного эффекта — снижает количество и активность воспалительных клеток, особенно тканевых макрофагов, и ограничивает их способность реагировать на поступающие антигены. Подавление активности иммунных клеток нарушает их дегрануляцию и высвобождение разрушающих ткани ферментов (матриксных металлопротеиназ, протеаз, нуклеаз и др.), хемоаттрактантов, адгезивных молекул.

У T-лимфоцитов кортизол снижает генетическую экспрессию ИЛ-2, подавляет работу Т-клеточного рецептора и молекул, следующих за ним по сигнальному пути (лимфоцитоспецифической протеинтирозинкиназы, инозитол-1,4,5-трифосфата), посредством мембраносвязанных рецепторов. Помимо этого, кортизол вызывает повышенную экспрессию высокоаффинного рецептора ИЛ-2 на регуляторных Т-клетках.

В целом подавление иммунного ответа под действием кортизола связано с ослаблением процессинга антигенов, снижением выработки антител, нарушением различных звеньев лимфопоэза. Под действием кортизола снижается гиперчувствительность организма к различным антигенам.

Однако иммунная система функционирует на границе между здоровьем и болезнью, следовательно, иммунный ответ может быть защитным и адаптивным. Тем не менее когда иммунная система гиперактивна в течение длительного времени, она может вызвать неадаптивные нейроэндокринно-индуцированные метаболические нарушения.

Так, хроническое воспаление у пациентов с аутоиммунными заболеваниями, по всей видимости, коррелирует с измененной функцией ГГН-оси и формированием стойких или транзиторных нарушений в реализации биологических эффектов кортизола, в т.ч. на иммунную систему. Как уже отмечалось, у ГК показана способность как усиливать, так и подавлять функции иммунной системы. Для объяснения этого феномена предложено две теории, первая состоит в том, что физиология действия ГК соответствует двухфазной кривой зависимости доза–реакция так, что ГК оказывают «разрешающие» (иммуностимулирующие) эффекты в низких концентрациях и подавляющие эффекты в высоких концентрациях. Вторая теория, по сути, продолжает первую и заключается в том, что сеть клеточных эффектов конкурентной ГК-опосредованной «up-регуляции» цитокиновых рецепторов и «down-регуляции» соответствующих цитокинов является биологическим ответом с более быстрым началом, но короткой продолжительностью. Вероятно, в отсутствие любого типа воспаления базальные уровни сигнальных путей рецепторов ГК, которые управляются циркадными ритмами продукции ГК, сенситизируют клетки к повреждающим стимулам путем усиления экспрессии рецепторов цитокинов и факторов комплемента, что позволяет быстро индуцировать воспалительный ответ на повреждение ткани. Во время воспаления, однако, вызванные стрессом концентрации ГК сдерживают иммунный ответ в первую очередь путем ограничения распространения сигналов цитокинов, сокращая таким образом продолжительность иммунного ответа [12][13].

В настоящее время доказано, что при выходе продукции цитокинов и других агентов иммунной системы из-под контроля эндогенных ингибиторов ( в том числе стероидных гормонов) эти медиаторы прямо или косвенно становятся ответственными за повреждение тканей и функциональную недостаточность органов, а также гиперкатаболизм. Некоторые медиаторы, высвобождающиеся во время иммунного ответа, а также вызванные ими нейроэндокринные и метаболические реакции могут приводить к повреждению тканей и апоптозу. Клинические и экспериментальные данные указывают на то, что иммунный ответ является защитным, когда он может быстро обезвредить патоген, а данный процесс нуждается в сильной метаболической поддержке [14] и регулировке основных гомеостатических механизмов [15]. Однако, как уже упоминалось, некоторые филогенетически старые и хорошо сохранившиеся продукты иммунных клеток могут опосредовать антигомеостатические реакции.

Антигомеостатические реакции могут наблюдаться при неинфекционных воспалительных/аутоиммунных патологиях, которые в естественных условиях и на поздних стадиях могут быть связаны, в том числе, с нарушениями питания и эндокринными расстройствами. Нейтрализация отдельных цитокинов, которые могут опосредовать такие эффекты, пока невозможна, поскольку цитокины « не работают индивидуально», как правило, вызывают длительные нейроэндокринные и метаболические нарушения. Эволюционно сохраненные антигомеостатические механизмы, характерные для конкретных заболеваний, — предмет дальнейших исследований, результаты которых могут быть очень важны для разработки терапевтических стратегий, которые препятствовали бы нежелательным комбинированным эффектам иммунных и нейроэндокринных медиаторов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Источник финансирования: «Эпидемиологические и молекулярно-клеточные характеристики опухолевых, аутоиммунных и йододефицитных тиреопатий как основа профилактики осложнений и персонализации лечения», рег. № АААА-А20-120011790180-4.

Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Автор одобрил финальную версию статьи перед публикацией, выразил согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.

Список литературы

1. Deak T, Bordner KA, McElderry NK, et al. Stress-induced increases in hypothalamic IL-1: a systematic analysis of multiple stressor paradigms. Brain Research Bulletin. 2005;64:541-555. doi: https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2004.11.003

2. Трошина Е.А., Никонова Т.В., Свитич О.А., и др. Аутоиммунный полигландулярный синдром взрослых / Под ред. И.И. Дедова, Е.А. Трошиной. — М.: ГЭОТАР-Медиа; 2019. — 264 с.

3. Besedovsky HO, del Rey A. Central and peripheral cytokines mediate immune-brain connectivity. Neurochemical Research. 2011;36:1-6 doi: https://doi.org/10.1007/s11064-010-0252-x

4. delRey A, Roggero E, Randolf A, et al. IL-1 resets glucose homeostasis at central levels. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2006;103:16039-16044 doi: https://doi.org/10.1073/pnas.0607076103

5. Donzis EJ, Tronson NC. Modulation of learning and memory by cytokines: signaling mechanisms and long term consequences. Neurobiology of Learning and Memory. 2014;115:68-77 doi: https://doi.org/10.1016/j.nlm.2014.08.008

6. Yirmiya R, Goshen I. Immune modulation of learning, memory, neural plasticity and neurogenesis. Brain, Behavior, and Immunity. 2011;25:181-213 doi: https://doi.org/10.1016/j.bbi.2010.10.015

7. Perea G, Navarrete M, Araque A. Tripartite synapses: astrocytes process and control synaptic information. Trends in Neurosciences. 2009;32:421-431 doi: https://doi.org/10.1016/j.tins.2009.05.001

8. Gimsa U, Mitchison NA, Brunner-Weinzierl MC, et al. Immune privilege as an intrinsic CNS property: astrocytes protect the CNS against T-cell-mediated neuroinflammation. Mediators of Inflammation. 2013;2013:320519 doi: https://doi.org/10.1155/2013/320519

9. Rothwell NJ, Luheshi GN. Interleukin 1 in the brain:biology, pathology and therapeutic target. Trends in Neuroscience and Education. 2000;23:618-625 doi: 10.1016/s0166-2236(00)01661-1

10. McEwen BS. Physiology and neurobiology of stress and adaptation:central role of the brain. Physiological Reviews. 2007;87:873-904 doi: 10.1152/physrev.00041.2006

11. Sterling P, Eyer J. Allostasis: a new paradigm to explain arousal pathology; in Fisher s, Reason J (eds): Handbook of Life stress, cognition and health. New York, Wiley, 1988, P. 629-649

12. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. New York: Garland Science; 2001

13. Cain DW, Cidlowski JA. Immune regulation by glucocorticoids. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):233-247. doi: https://doi.org/10.1038/nri.2017.1

14. Fox CJ, Hammerman PS, Thompson CB. Fuel feeds function: energy metabolism and the T-cell response. Nature Reviews Immunology. 2005;5:844-852 doi: https://doi.org/10.1038/nri1710

15. Yotamisligil GS, Erbay E. Nutrient sensing and inflammation in metabolic diseases. Nature Reviews Immunology. 2008;8:923-934 doi: https://doi.org/10.1038/nri2449

Об авторе

Трошина Екатерина Анатольевна, д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *