2012. november 24., szombat

Elválaszthatatlan egymástól az immunrendszer és az agy

Elválaszthatatlan egymástól az immunrendszer és az agy

Neuroimmunológia: ki vagyok én?

Elválaszthatatlan egymástól az immunrendszer és az agy

Az én és a külvilág, a barát és az ellenség elkülönítésében a neuronok és az immunsejtek sokkal szorosabban együttműködnek, mint korábban gondoltuk. Magyar kutatók feltárták a jutalmazó agyi molekula, a dopamin immunrendszerbeli működését, ezáltal, illetve a glimfatikus rendszer felfedezése következtében új utak nyílnak az agyi degeneratív kórképek és az autoimmun betegségek kezelésében, sőt a klinikai halál utáni újraélesztésben is.

Kapcsolódó cikkek
Ahhoz, hogy meghatározzuk, mi vagy ki az ellenség, először is azzal kell tisztában lenniük, hogy „ki vagyok én?”. A legújabb kutatások szerint az a két rendszer, amelyik ezt definiálja, sokkal szorosabban együttműködik, mint korábban gondoltuk, írja agykutatással foglalkozó blogján dr. Jon Lieff. A neurológus és pszichiáter szakorvos bemutatja, hogy a tudomány jelenlegi állása szerint mit tudunk e két rendszer együttműködéséről, majd beszámol a legfrissebb kutatási eredményekről, amelyek egyrészt egy újonnan felismert, az idegrendszeren kívüli dopaminrendszer működését tárják fel, másrészt az agy egy újonnan felfedezett salakanyag-eltávolító mechanizmusát, az úgynevezett glimfatikus rendszert írják le.
Az én-tudatot az agyban egy neuronhálózat, a default network működése adja, az immunrendszer pedig többek között a fő hisztokompatibilitási komplex (Major Histocompatibility Complex, MHC) fehérjéi révén határozza meg a saját sejteket. Az MHC néhány fehérjéje neuronokban is termelődik, és a segítségükkel találják meg a fejlődő neuronok axonjai, hogy hová kell csatlakozniuk, hol kell szinapszist létrehozniuk. Ebben a folyamatban más sejtfelszíni molekulák is részt vesznek, az egyik ilyen adhéziós molekula szerkezete az antitestként funkcionáló immunglobulin felépítésével rokon.
Korábban úgy véltük, hogy a gyulladásos válasz négy eleme – fájdalom, vörös szín, melegség, duzzanat – közül csak a fájdalom az, amelyet az idegrendszer vált ki, mára azonban bebizonyosodott, hogy az idegrendszer az immunválasz valamennyi tényezőjét befolyásolja, így például a neuronok serkentik a masztociták és a dendritikus sejtek működését, a neuropeptidek antibiotikumként funkcionálnak. A fájdalomvezető idegrostok direkt módon befolyásolják a fehérvérsejteket, az erek vérátáramlását (így a melegséget, a duzzanatot, és a vörösödést), a kalcitonin-gén-rokon peptid (calcitonin gene related peptide, CGRP) és a substance P – valamint több mint tíz más, a közelmúltban felfedezett neurotranszmitter – szintén hat az erekre, valamint az immunsejtekre. (Ez a hatás megjelenik például artritisz esetében is, ez az oka, hogy az idegrost átvágása csökkenti a gyulladást.) A trauma és a mikrobák támadása a perifériás idegeket is aktiválja.

A kapcsolat kétirányú

Az immunrendszer is direkt módon befolyásolja az idegrendszert, az agyat, ennek példája egy roppant meglepő új felfedezés, teszi hozzá Jon Lieff, miszerint a limfociták dopamint szekretálnak, és komplex kommunikációs hálózatot alkotnak a neuronokkal.
A dopamin mint neurotranszmitter az agyban az érzelmek kialakításában, az élvezet és a jutalmazó rendszer működtetésében vesz részt. Az Advances in Neuroimmune Biology című szakfolyóirat legutóbbi számában magyar kutatók tanulmánya tárja fel a dopamin direkt és indirekt szerepét az immunrendszer szabályozásában, és elemzi, hogy ezen új eredmények milyen új lehetőségeket jelentenek a Parkinson- és az Alzheimer-kór, a szkizofrénia, a szklerózis multiplex és más autoimmun betegségek kezelésében, sőt a klinikai halál utáni újraélesztésben is.
Tóth E. Béla, Vecsernyés Miklós, Zelles Tivadar, Kádár Kristóf és Nagy M. György szabadon olvasható cikke (Role of Peripheral and Brain-Derived Dopamine in Immune Regulation) beszámol arról, hogy a dopamin az immunrendszerben elsődlegesen a T-sejtekben szintetizálódik, ráadásul ezek a sejtek a dopamin aktív felvételére is képesek. Ebből az következik, hogy valószínűleg egy dopaminerg autokrin/parakrin szabályozó rendszer működik az immunrendszerben. A timuszban ez a rendszer közreműködik a limfociták érésében is. A dopamin-jelátviteli út interfészt jelent a központi idegrendszer és az immunrendszer között; a kommunikáció minden bizonnyal mindkét irányban működik. Azok a limfociták, amelyek átjutnak a vér–agy-gáton, az agyban érhetnek tovább az ott szekretálódó neurotranszmitterek segítségével, majd az így keletkezett agyi üzeneteket elvihetik az immunrendszer többi sejtjeinek. „Újra kell gondolnunk az immun- és idegrendszer közötti kapcsolatot; a hangsúlyt a kettő közötti kommunikációra kell helyezni” – nyilatkozta a tanulmány vezető szerzője, Nagy M. György a ScienceDaily-nek.
A tanulmányhoz tartozó szerkesztőségi kommentárban (Dopamine in Immunoregulation) Berczi István és Katafuchi Toshihiko megjegyzi: a dopaminerg autokrin/parakrin szabályozó rendszer funkciója az lehet, hogy fenntartja a szövet életképességét életveszélyes helyzetekben, amikor az egyéb szabályozó rendszerek hatása nem ér el a sejtek közvetlen közelébe. E rendszer léte felvillantja a klinikai halál utáni újraélesztés lehetőségét is.

Tanulás és az agy tisztán tartása

A mikroglia sejtek olyan agysejtek, amelyek egyben immunsejtek is, különböző faktorokat termelnek, így például az új agysejtek kialakulását stimuláló agyi növekedési faktort (BDNF), valamint antigéneket prezentálnak az immunsejteknek, így képesek gyors immunválasz kiváltására az egyébként alacsony immunaktivitású agyban.
Ezen kívül részt vesznek a szinapszisok fenntartásában, a szükséges új szinapszisok létrehozásában, a szükségtelenek lebontásában. Kiderült, hogy ebben a folyamatban, ami például a tanulás hátterét is adja, alapvető az immun- és az idegrendszer együttműködése: a már nem szükséges szinapszisok eltávolításában a gliasejteken kívül részt vesz a korábban csak a veleszületett immunrendszer részének tartott komplement kaszkád is. A komplement kaszkád működése így alapvető a magzat redundáns szinapszisainak eltávolításában is, agyi aktivitása a születés után csökken, azonban például Alzheimer-kór esetén újra fokozódik.
Korábban úgy hittük, hogy az agyban nincs nyirokrendszer, de a közelmúltban amerikai kutatók felfedezték az agyi glimfatikus rendszert, aminek neve a glia és a limfa szavak összetételéből keletkezett.
A nyár végén a Rochester Orvosegyetem kutatói a Science Translational Medicine című szakfolyóiratban publikálták felfedezésüket, miszerint létezik egy csatornahálózat az agyi erek körül, amelyik elszállítja a salakanyagokat a központi idegrendszerből (A Paravascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and the Clearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β).
A test limfatikus rendszeréhez hasonló működésű glimfatikus rendszer felfedezését az újabb képalkotó módszerek, konkrétan a kétfoton-mikroszkóp kifejlesztése tette lehetővé, amely révén működés közben vizsgálható az agyi keringés.
A gliasejtekből felépülő glimfatikus rendszer cerebrospinális folyadékot (CSF) keringet, és nem pusztán diffúzió révén távolítja el az anyagcsere végtermékeit, az artériák körüli részben a CSF nyomás alatt van, így az agy gyorsan átmosódik, mielőtt a CSF összegyűlik a glimfatikus rendszer agyi vénákat körülvevő részében.
A tanulmány vezető szerzője, Maiken Nedergaard szerint, mint az az egyetem honlapján olvasható, felfedezésük hozzájárulhat sok agyi betegség, így a traumatikus sérülés, az Alzheimer- és a Parkinson-kór, valamint a stroke gyógyításához, hiszen ezekben a kórképekben fehérjeszemét halmozódik fel, ami végső soron megfojtja az idegsejteket. Ha megtalálják a glimfatikus rendszer serkentésének a módját, az a neurodegeneratív betegségek új kezelési lehetőségét jelentheti.
Dr. Kazai Anita
a szerző cikkei