УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2011, том 42, № 3, с. 81-96
УДК 612.822+612.017.1+612.084
ИММУННЫЕ ЗВЕНЬЯ СИСТЕМНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОВЕДЕНИЯ1
© 2011 г. К. В. Судаков1, Е. А. Иванова2, Е. В. Коплик, А. В. Котов, А. Н. Кравцов, А. Ф. Мещеряков, С. С. Перцов, С. В. Сотников, С. М. Толпыго, А. Е. Умрюхин1, П. Е. Умрюхин1
Учреждение Российской академии медицинских наук НИИ нормальной физиологии
имени П.К. Анохина РАМН; 1 Кафедра нормальной физиологии ММА имени И.М. Сеченова 2 Кафедра анатомии ММА имени И.М. Сеченова
Работа посвящена исследованию иммунных механизмов в саморегуляции различных функциональных систем гомеостатического и поведенческого уровней.
Установлено различие иммунных механизмов у крыс с разной прогностической устойчивостью к стрессор-ной нагрузке. Иммунизация крыс конъюгатами различных нейромедиаторов с БСА избирательно изменяет устойчивость животных к стрессорным нагрузкам. Установлено участие цитокинов в реакциях отдельных нейронов головного мозга и их взаимодействие с ведущим нейромедиатором - норадреналином. У крыс с различной устойчивостью к однотипным стрессорным нагрузкам отмечены индивидуальные изменения про- и антивоспалительных цитокинов в плазме крови.
У животных, характеризующихся различной поведенческой активностью в тесте "Открытое поле", выявлены особенности морфологических различий иммуногенных структур лимфоидной ткани тонкой кишки.
Ключевые слова: иммунные механизмы, про- и антивоспалительные цитокины, морфология лимфоидной ткани, стресс-резистентность, крысы.
ВВЕДЕНИЕ
В течение 20-го века эндокринология и иммунология сложились как самостоятельные медико-биологические науки.
Вместе с тем оказалось, что отдельные нейроны головного мозга, участвующие в организации поведения, сохраняя свои индивидуальные функции генерации и распространения нервных импульсов, одновременно проявляют себя как эндокринные клетки. Установлено, что в основе регулирующих нервных и эндокринных влияний лежат единые механизмы, которые реализуются в форме секреции регуляторных олигопептидов. На мембранах секреторных нейронов гипоталамуса выявлены белковые рецепторы к гормонам периферических эндокринных желез.
1 Посвящается 35-летию образования объединения НИИ
нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН с однопрофильной кафедрой нормальной физиологии ММА им. И.М. Сеченова.
Как следствие этих открытий сложилась ней-роэндокринология. Наряду с этим, в центральной нервной системе обнаружено большое сходство в организации и функционировании нервных и иммунных механизмов [1, 22, 37, 54].
Установлено, что в регуляции гомеостатиче-ских показателей и поведения иммунные клетки экспрессируют рецепторы к нейротрансмитте-рам - катехоламинам, нейропептидам [71] и гормонам [70, 78], а также ко многим сигнальным нейроэндокринным молекулам - интерлейкинам, эритропоэтину, гранулоцит-макрофагальному ко-лонеобразующему фактору и пр. Кроме того, иммунные клетки синтезируют ряд олигопептидов и гормонов, таких как тахокинины, проопиомела-нокортин, инсулиновые гормоны, гормон роста, пролактин и др. [3].
У гипоталамических нейросекреторных клеток обнаружена способность экспресси-ровать рецепторы к интерлейкину-1. Сам ин-терлейкин-1, в свою очередь, стимулирует у клеток астроцитарной глии секрецию интер-
ферона и повышает в нервных структурах головного мозга экспрессию интерлейкина-2. Показано, что нейроны головного мозга в ответ на стимуляцию глутаматом реагируют подобно макрофагам.
Выявлено тесное взаимодействие нейроэндо-кринных и иммунных механизмов [62, 73]. Так с возрастом снижаются реакции иммунной защиты, и параллельно снижается активность гормона роста и других гормонов. При этом возрастает секреция АКТГ. Угнетение указанных механизмов наблюдается при снижении секреции пролактина и окситоцина.
Глюкокортикоиды коры надпочечников тормозят секрецию инсулина из Р-клеток поджелудочной железы и одновременно стимулируют секрецию макрофагами интерлейкина-1. Проникая при стрессорных нагрузках через гематоэн-цефалический барьер циркум-вентрикулярного органа, глюкокортикоиды и интерлейкин-1, выделяющийся из макрофагов, взаимодействуют на нейронах паравентрикулярных ядер гипоталамуса. [11, 63].
Показано [31] действие интерлейкина-1 на афферентные окончания периферических нервов.
Приведенные и другие многочисленные факты легли в основу представлений о нейроиммуноэн-докринологической системе организма.
В последние годы к этому добавились представления о психонервноиммуноэндокринной системе [75].
С позиций теории функциональных систем, сформулированной Анохиным [7, 8, 9, 46], психонервноиммуноэндокринные механизмы - различные звенья образующих организм функциональных систем разного уровня организации. Искусственное вычленение психических, нервных, иммунных и эндокринных звеньев из целостной, саморегулирующейся архитектоники разных функциональных систем организма и рассмотрение их в качестве изолированных систем вряд ли целесообразно.
Однако участие иммунных механизмов в саморегуляции различных функциональных систем гомеостатического и поведенческого уровней все еще практически не изучено.
В настоящей работе приведены данные, указывающие на участие иммунных механизмов в системной организации поведенческих актов.
ИММУННЫЕ АСПЕКТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА
Функциональные системы - динамические самоорганизующиеся и саморегулирующиеся центрально-периферические организации живых существ, все составляющие компоненты которых взаимодействуют и взаимосодействуют достижению полезных для организма результатов метаболических, гомеостатических и психических реакций [42].
Согласно теории функциональных систем, иммунные механизмы, наряду с вегетативными и гормональными реакциями, избирательно участвуют в саморегуляторных процессах, направленных на поддержание в организме оптимальных для жизнедеятельности и, в частности метаболизма тканей, физиологических показателей го-меостазиса и поведения. Иммунные механизмы, таким образом, рассматриваются с этих позиций как компоненты саморегуляторной деятельности различных функциональных систем организма [45].
Целостный организм представляет слаженное взаимодействие множества функциональных систем метаболического, гомеостатического и поведенческого, а у человека - и психического уровня, и в каждых функциональных системах различного уровня организации участвуют иммунные механизмы. Не представляют исключение и поведенческие акты живых существ. Однако участие иммунных механизмов в системной организации поведения все еще мало изучено.
С позиций теории функциональных систем, поведение строится сменяющими друг друга дискретными системоквантами. Каждый систе-моквант поведенческого уровня формируется на основе метаболической или социально значимой потребности и включает мотивацию, предвидение потребных результатов (акцептор результата действия), целенаправленное действие, взаимодействие живых существ с различными факторами внешней среды, определяющими, в конечном счете, удовлетворение их исходных потребностей и постоянную оценку достигнутых результатов акцептором результата действия с помощью обратной афферентации [ 43].
Критическими звеньями системоквантов являются потребность и ее удовлетворение. Именно в формирование ведущих потребностей организма и их удовлетворение должны включаться иммунные механизмы.
Иммунитет, как известно, стоит на страже оптимальной жизнедеятельности. Многочисленные антитела и аутоантитела непрерывно контролируют внутреннюю среду организма и разнообразные на него внешние и внутренние воздействия -антигены.
Комплексы антиген-антитело постоянно несут информацию к центральным звеньям функциональных систем о потребности и ее удовлетворении, выступая, таким образом, в роли одного из существенных звеньев обратной афферентации.
Нормальному организму присущи метаболические аутоиммунные реакции, выполняющие защитную функцию [3, 54]. В качестве известных аутоантигенов выступает ткань хрусталика глаза, тиреоглобулин, ткань нервной системы, семенников и железистая ткань молочной железы. Считается, что толерантность отсутствует также и к глубокорасположенным антигенам тканей с бедной васкуляризацией, например, соединительной ткани и к некоторым внутриклеточным элементам.
Изменение антигенных свойств матрикса соединительной ткани может наблюдаться под влиянием ферментов, продуцируемых бактериями. Так, Р-гемолитический стрептококк группы А, имея мощный ферментный набор и обладая тропизмом к соединительной ткани, изменяет антигенную структуру ее гликополи-сахаридов, что ведет к образованию аутоанти-генов, на которые вырабатываются антитела - основное звено патогенеза ревматоидных заболеваний.
В системной организации нормальной жизнедеятельности аутоантитела постоянно контролируют внутреннюю среду организма, содержание в ней продуктов метаболизма, особенно белковой и липопротеиновой природы, выполняя своеобразные "санитарные" функции.
Иммунные процессы в организме наряду с протеолитическими ферментами, осуществляя защитные функции, предохраняют организм от аллергических реакций при воздействиях многочисленных агрессивных молекул белковой, гли-копротеиновой, липогликопротеиновой природы, гормонов, олигопептидов, цитокинов и других агрессивных веществ, непрерывно образующихся в организме при формировании различных, особенно метаболических, потребностей и их удовлетворении [28, 29].
Полетаев [34, 36] рассматривает аутоиммунную систему как набор органных аутоиммунных антител (иммункулус).
С позиций теории функциональных систем набор аутоиммунных антител должен быть различен в разных функциональных системах. Известно, что при различных заболеваниях возрастает продукция различных естественных аутоиммунных антител, приводящих к органной патологии (почечной, печеночной и др.). Продукция аутоан-тител различной специфичности регулируется по принципу отрицательной обратной связи содержанием соответствующих антигенов. Формируется своеобразный "образ" иммунитета. Этот "образ" иммунитета, отражающий молекулярную (антигенную) атаку на организм, как считает Полетаев [36], по голографическому
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.