MÓZG

Rola OUN w regulacji odporności
Wykład 3
Krystyna Skwarło-Sońta
23.10.2014
SICKNESS BEHAVIOR czyli BYCIE
CHORYM
SICKENSS BEHAVIOR jako MECHANIZM
ADAPATCYJNY
Kontakt z patogenem aktywuje makrofagi i inne APC, które zaczynają
produkować cytokiny prozapalne. W wyniku ich działania OUN zmienia
priorytety behawioralne, a zachowanie chorego zwierzęcia ułatwia aktywację
procesów zwalczających patogeny. Sickness behavior wzmacnia odporność na
chorobę i przyspiesza powrót do stanu prawidłowego.
MÓZG –
narząd uprzywilejowany
immunologicznie?
• Komórki glejowe nie generują ani nie przekazują
potencjału czynnościowego, ale towarzyszą
neuronom na poziomie ciała komórek, aksonów i
synaps w całym UN
• Mają wspólne pochodzenie z neuronami – z
neuroektodermy, z wyjątkiem mikrogleju; są to
komórki odpornościowe, zasiedlające mózg drogą
krwi na wczesnych etapach rozwoju osobnika
• FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH;
• Podtrzymują właściwe działanie neuronów ułatwiając
neurotransmisję, utrzymując równowagę jonową w
przedziale pozakomórkowym, przyspieszając
przekaźnictwo impulsów,
• Mikroglej - rola ochronna: usuwanie martwych
komórek i ich szczątków, eliminacja niewłaściwie
funkcjonujących synaps (przebudowa w trakcie
rozwoju), są aktywowane w chorobach
neurodegeneracyjnych (dobrze czy źle?)
• FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH:
• Astrocyty: podtrzymują funkcjonwanie neuronów!
• Dostarczają neuronom substratów energetycznych
(glukozy – mleczanu) i do syntezy
neuroprzekaźników;
• Tworzą fizyczną barierę pomiędzy synapsami
sąsiednich neuronów,
• Usuwają nadmiar neurotransmitera ze szczeliny
synaptycznej
• FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH:
• Astrocyty: podtrzymują funkcjonowanie neuronów!
• Pośredniczą w przepływie metabolitów i tlenu
między neuronami a naczyniami krwionośnymi
• Uczestniczą w tworzeniu SYNAPSY TRZYCZĘŚCIOWEJ
(TRIPARTITE SYNAPSE) – modulują funkcję synaps
dzięki dwukierunkowemu kontaktowi fizycznemu i
funkcjonalnemu z neuronami
• FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH:
• Astrocyty: są wyposażone w takie same, jak neurony,
receptory neurotransmiterów (zwłaszcza
glutaminianu i D-seryny), pod wpływem ich
uwolnienia z neuronów – aktywuje się w nich prąd
Ca, uwalniający „gliotransmitery”, jak: glutaminian,
D-seryna, ATP, i inne
• Nadmierna aktywacja takich synaps wydaje się
wiązać z padaczką, zbyt słaba – ze schizofrenią.
STRUKTURY IZOLUJĄCE OUN
OPONY – warstwy tkanki łącznej
CZASZKA
otaczające mózgowie i rdzeń
OPONY MÓZGU: kręgowy;
Twardówka
Liczba tych warstw zależy od
Pajęczynówka
Miękka
pozycji systematycznej: u ryb tylko
jedna, u ssaków trzy;
PŁYN MÓZGOWO-RDZENIOWY
OPONY RDZENIA: (CSF) wypełnia przestrzenie
Twardówka
między oponami i stanowi ochronę
Pajęczynówka
Miękka
przeciw-wstrząsową;
BARIERA KREW-MÓZG (BBB)
KRĘGI
tworzy się dzięki ścisłym
RDZEŃ KRĘGOWY
połączeniom śródbłonka naczyń
mózgowych – chroni przed
niekontrolowanym ruchem
substancji między OUN a układem
krążenia (w obydwie strony)
JAK TWORZY SIĘ BARIERA KREW-MÓZG? (BBB)
OPONY TWARDE
PAJĘCZYNÓWKA
OPONY MIĘKKIE
TKANKA MÓZGOWA
EPENDYMA
KOMORA MÓZGU
SPLOT
NACZYNIÓWKOWY
JAK TWORZY SIĘ BBB?
JAK DZIAŁA BBB?
WNĘTRZE NACZYNIA WŁOSOWATEGO
MÓZG
ZAKOŃCZENIE
ASTROCYTU
JAK DZIAŁA BBB?
• Jest selektywna, tworzy ją śródbłonek mózgowych naczyń
włosowatych
• Działa jak bariera fizyczna - obecność tight junctions między
sąsiednimi komórkami śródbłonka wymusza
transkomórkowy ruch cząsteczek, w odróżnieniu od ruchu
przez złącza w śródbłonku innych narządów
• Swobodnie dyfundują cząsteczki gazów (O2 i CO2) i drobne
związki lipofilne (np. EtOH, barbiturany)
• Swoiste transportery, umożliwiające ruch małych cząsteczek
hydrofilnych (glukoza, aminokwasy), tworzą selektywną
barierę transportową – wchodzą związki pożyteczne,
utrudniony napływ szkodliwych
JAK DZIAŁA BBB?
• Barierę metaboliczną tworzą enzymy zewnątrz- i
wewnątrzkomórkowe (peptydazy, nukleotydazy, oksydaza
MAO, cytochrom P450) inaktywujące substancje
neuroaktywne i toksyczne
• Duże cząsteczki hydrofilowe (białka i peptydy) raczej nie
przechodzą, niektóre są przenoszone w mechanizmie
transcytozy z udziałem odpowiednich transporterów
• W narządach okołokomorowych BBB jest mniej szczelna i tą
drogą mogą przenikać nośniki informacji z układu
odpornościowego (cytokiny, komórki)
NARZĄDY OKOŁOKOMOROWE
(circumventricular organs)
• tylny (nerwowy) płat przysadki mózgowej
• narząd naczyniowy blaszki krańcowej (organum
vasculosum of the lamina terminalis, OVLT)
• narząd podsklepieniowy (subfornical organ, SFO)
• narząd podspoidłowy (subcommissural organ, SCO)
• pole najdalsze (area postrema)
• szyszynka (pineal gland)
• sploty naczyniowe komór (ventrical choroid plexus)
DROGI KONTAKTU
OUN
Z UKŁADEM ODPORNOŚCIOWYM
Kliniczne skutki urazów OUN
Rodzaj urazu
Udar
Częstość
występowania
(na mln osób)
Częstość
infekcji (%)
Śmiertelność (%)
2 tys – 3,5 tys
16 - 23
30
Uraz mózgu
1,6 tys
21 - 60
> 6,7
Uszkodzenie
rdzenia
kręgowego
30 - 60
28 - 38
4,4 – 16,7
Typowe infekcje
Zapalenie płuc,
infekcje dróg
moczowych
Zapalenie płuc,
sepsa, infekcje dróg
moczowych
Owrzodzenia,
zapalenie płuc,
trzustki, zakażenia
ran
:
MODYFIKACJE FUNKCJI ODPORNOŚCIOWYCH
W
NASTĘPSTWIE URAZÓW OUN
Początkowo objawy zapalenia, ale potem:
•  liczby krążących Li i funkcji LiT:  zdolności do
proliferacji i produkcji cytokin in vitro;
•  rozwój reakcji nadwrażliwości w teście skórnym,
skorelowany z rozległością urazu
• upośledzenie aktywności granulocytów (fagocytoza) i
monocytów (ekspresja MHC, prezentacja antygenów,
produkcja cytokin prozapalnych)
•  liczby i aktywności cytotoksycznej komórek NK
• odpowiedź humoralna upośledzona w mniejszym stopniu
HORMONALNE OSIE
REGULACYJNE
ROK AKAD. 2011/1
WPŁYW OSI PODWZGÓRZOWOPRZYSADKOWO-TARCZYCOWEJ NA GRASICĘ
1. WPŁYW TRH
•
zapewnia normalny rozwój grasicy i śledziony
2. WPŁYW TSH
•
wykazuje plejotropową funkcję cytokiny, której efekty zależą od stanu
(dojrzewanie i aktywacja) komórek docelowych
3. WPŁYW T4 i T3
•
niedoczynność tarczycy upośledza rozwój grasicy i syntezę tymuliny
(tymulina pośredniczy w stymulującym proliferację tymocytów wpływie T3)
EFFECT OF GnRH ON IMMUNE CELLS
Sex influences
immune
responsesna
to viruses,
and wirusowe,
efficacy of prophylaxis
and treatments
for
Zależna
od płci
podatność
infekcje
skuteczność
szczepień
viral diseases
ochronnych i leczenia chorób wirusowych
Sabra L. Klein
Bioessays 34: 1050–1059, 2012 WILEY Periodicals, Inc
• Rola osi HPT będzie szczegółowo omówiona
przy okazji chorób autoimmunizacyjnych
• Rola osi HPA – w związku ze stresem
• Rola osi HPG – odporność podczas ciąży,
dymorfizm płciowy odporności
PODSUMOWANIE
• OUN jest włączony w dwukierunkowe oddziaływania
z układem odpornościowym: jest zarówno celem jak i
kontrolerem przebiegu reakcji odpornościowych
• Regulacyjne osie neuroendokrynowe dostosowują
przebieg procesów odpornościowych do aktualnych
potrzeb i możliwości organizmu
• Toczący się proces zapalny hamuje aktywność
szyszynki, wyłączając czasowo kontrolę zegara
endogennego nad zwalczaniem patogenu