神經(jīng)系統(tǒng)是免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)炎癥的重要伙伴。包括迷走神經(jīng)炎癥反射在內(nèi)的神經(jīng)通路是免疫功能和炎癥的生理調(diào)節(jié)器。同時(shí),在以免疫失調(diào)和炎癥為特征的條件下,神經(jīng)功能也會(huì)發(fā)生改變。
神經(jīng)和免疫系統(tǒng)進(jìn)化為對(duì)外部和內(nèi)部刺激作出反應(yīng)。神經(jīng)系統(tǒng)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合生理過(guò)程并控制體內(nèi)平衡。免疫系統(tǒng)通過(guò)免疫對(duì)感染和損傷提供防御反應(yīng)。形成神經(jīng)-免疫相互作用。
靈活的神經(jīng)系統(tǒng)
神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)著廣泛的生理過(guò)程。外周(腹部和胸部)器官中的生理系統(tǒng)與大腦之間的持續(xù)溝通調(diào)節(jié)了這種調(diào)節(jié)。
這種交流的一個(gè)重要部分是基于神經(jīng)反射機(jī)制,如血壓和胃腸功能的神經(jīng)調(diào)節(jié),并通過(guò)自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元進(jìn)行。
迷走神經(jīng)是自主神經(jīng)系統(tǒng)副交感神經(jīng)分支的主要組成部分。該神經(jīng)包含專(zhuān)門(mén)用于從外周器官向腦干傳輸信號(hào)的傳入(或感覺(jué))纖維,以及起源于腦干延髓的傳出(或運(yùn)動(dòng))纖維,支配主要外周器官,并控制心率、胃腸動(dòng)力和其他重要生理功能。涉及高級(jí)前腦反應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
迷走神經(jīng)和大腦神經(jīng)元活動(dòng)不斷受到調(diào)節(jié),以響應(yīng)外周生理變化及其在疾病環(huán)境中的偏差。這些外周改變也會(huì)觸發(fā)腦源性反應(yīng)以維持體內(nèi)平衡。
免疫系統(tǒng)的防御
免疫系統(tǒng)檢測(cè)病原體入侵、組織損傷或自我危險(xiǎn)信號(hào),產(chǎn)生反應(yīng)以控制、中和和消除這些潛在的破壞性刺激,并形成免疫記憶,在未來(lái)遇到類(lèi)似挑戰(zhàn)時(shí)促進(jìn)這種防御策略。這些復(fù)雜的調(diào)節(jié)過(guò)程代表著免疫力。
白細(xì)胞/中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞遷移到損傷或感染部位是免疫防御系統(tǒng)中的早期重要事件。
與組織損傷相關(guān)的病原體片段和分子與分子傳感器相互作用,包括細(xì)胞表面或巨噬細(xì)胞和其他先天性免疫細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的受體。
這些相互作用通過(guò)細(xì)胞內(nèi)級(jí)聯(lián)機(jī)制觸發(fā)免疫細(xì)胞激活,通過(guò)釋放包括TNF、IL-1β、IL-6和HMGB1在內(nèi)的細(xì)胞因子激活NF-κB和其他轉(zhuǎn)錄因子。
除細(xì)胞因子外,其他炎癥分子(如前列腺素和白三烯)的釋放也會(huì)介導(dǎo)炎癥,其目的是中和入侵的病原體和組織修復(fù)。
巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞也是抗原提呈細(xì)胞,將固有免疫因子與適應(yīng)性免疫聯(lián)系在一起,以T和B細(xì)胞反應(yīng)為特征,這也有助于抑制刺激并形成免疫記憶。
細(xì)胞因子的釋放在炎癥中至關(guān)重要,炎癥通常是局部性的,并能及時(shí)解決。炎癥的消退是一個(gè)由分子介質(zhì)引導(dǎo)的主動(dòng)過(guò)程,其目的是抑制白細(xì)胞浸潤(rùn)并激活巨噬細(xì)胞吞噬病原體碎片。
但是一些特殊情況會(huì)導(dǎo)致炎癥消退會(huì)受到影響,炎癥反應(yīng)可能會(huì)變成系統(tǒng)性和慢性的,并產(chǎn)生有害后果。在循環(huán)中過(guò)度釋放TNF和其他促炎細(xì)胞因子會(huì)介導(dǎo)繼發(fā)性組織損傷,這可能會(huì)導(dǎo)致人虛弱或致命。
例如最新的一項(xiàng)針對(duì)新冠康復(fù)患者嗅覺(jué)喪失的研究,發(fā)現(xiàn)參與嗅覺(jué)上皮炎癥反應(yīng)的T細(xì)胞在嗅覺(jué)上皮中的廣泛浸潤(rùn),嗅覺(jué)上皮是嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞所在的組織。
導(dǎo)致嗅覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)元的數(shù)量減少,可能是由于持續(xù)的炎癥對(duì)脆弱組織的破壞,類(lèi)似鼻子內(nèi)的一場(chǎng)自免過(guò)程。
但是即使在長(zhǎng)期的免疫攻擊之后,神經(jīng)元似乎仍保持著一定的修復(fù)能力,研究人員希望,調(diào)節(jié)這些患者鼻子內(nèi)的異常免疫反應(yīng)或修復(fù)過(guò)程可至少幫助部分嗅覺(jué)恢復(fù)。
在大腦中,炎癥主要由兩種具有免疫功能的細(xì)胞介導(dǎo)——小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。
這些細(xì)胞是神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的重要調(diào)節(jié)器;它們通過(guò)釋放神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素和通過(guò)釋放神經(jīng)遞質(zhì)的補(bǔ)體神經(jīng)傳遞在神經(jīng)發(fā)生、突觸形成、可塑性和重塑中發(fā)揮作用。
星形膠質(zhì)細(xì)胞也是血腦屏障的重要組成部分。小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)/大腦中提供免疫監(jiān)視。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)特別是大腦的免疫激活是通過(guò)類(lèi)似于外周先天免疫激活的機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。
神經(jīng)免疫的共同點(diǎn)
神經(jīng)元和免疫細(xì)胞相互作用。
外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)-免疫細(xì)胞相互作用也稱(chēng)為神經(jīng)源性炎癥,其中神經(jīng)感受器檢測(cè)并激活免疫細(xì)胞中的細(xì)胞因子和其他炎癥產(chǎn)物,以應(yīng)對(duì)細(xì)菌入侵并調(diào)節(jié)炎癥疼痛。
另外,這些神經(jīng)元以逆行方式釋放P物質(zhì)和其他介質(zhì),通過(guò)作用于內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞引起血管舒張,并作為免疫細(xì)胞的引誘劑和免疫細(xì)胞的激活劑,包括樹(shù)突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞。
最新的研究還發(fā)現(xiàn)部分現(xiàn)細(xì)菌的感染例如金黃色葡萄球菌,會(huì)激活神經(jīng)感受器而不會(huì)觸發(fā)先天性和適應(yīng)性免疫激活,因?yàn)樗簧婕爸行粤<?xì)胞、單核細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞以及信號(hào)傳導(dǎo)。
相反,金黃色葡萄球菌會(huì)通過(guò)釋放N-甲酰肽和成孔毒素α-溶血素直接誘導(dǎo)鈣流量和動(dòng)作電位來(lái)激活這些感覺(jué)神經(jīng)元。
神經(jīng)和免疫的反射通路
大腦和免疫系統(tǒng)之間也不斷的發(fā)生著對(duì)話。隨著細(xì)胞因子和其他免疫分子的釋放,外周免疫細(xì)胞的激活通過(guò)神經(jīng)和體液機(jī)制傳遞給大腦,并通過(guò)神經(jīng)和神經(jīng)激素途徑觸發(fā)腦源性免疫調(diào)節(jié)輸出。
細(xì)胞因子和其他炎癥分子與迷走神經(jīng)傳入神經(jīng)元相互作用,將信號(hào)傳遞到腦干的孤束核(NTS),這些信號(hào)通過(guò)位于迷走神經(jīng)背側(cè)運(yùn)動(dòng)核(DMN)的神經(jīng)元與傳出迷走神經(jīng)信號(hào)整合在一起。
出的迷走神經(jīng)膽堿能信號(hào)為抑制TNF和其他促炎細(xì)胞因子的過(guò)度釋放提供了腦-免疫溝通的渠道。這種神經(jīng)回路被稱(chēng)為“膽堿能抗炎途徑”。
炎癥反射內(nèi)的傳入和傳出迷走神經(jīng)纖維在免疫系統(tǒng)和大腦之間提供生理接口,用于溝通和控制過(guò)度的促炎信號(hào)。
迷走神經(jīng)與脾神經(jīng)的聯(lián)系
傳出迷走神經(jīng)與脾神經(jīng)溝通,以抑制過(guò)度的促炎細(xì)胞因子反應(yīng)和炎癥。雖然脾神經(jīng)纖維具有兒茶酚胺能,但迷走神經(jīng)刺激會(huì)導(dǎo)致脾內(nèi)乙酰膽堿水平升高,迷走神經(jīng)切斷或脾神經(jīng)切斷均會(huì)降低乙酰膽堿的水平。
含有功能性膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶的脾臟T細(xì)胞亞群是脾臟中乙酰膽堿的來(lái)源,在炎癥反射中起調(diào)節(jié)作用。這種乙酰膽堿在迷走神經(jīng)控制下釋放,通過(guò)脾神經(jīng)兒茶酚胺能輸出介導(dǎo),與巨噬細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞上的α7nAChR相互作用。
神經(jīng)與免疫系統(tǒng)之間存在著緊密的聯(lián)系,特別是迷走神經(jīng)炎癥反射是生理反射調(diào)節(jié)中神經(jīng)免疫調(diào)節(jié)的典型機(jī)制。
我們可以通過(guò)神經(jīng)反射的方式,調(diào)節(jié)不同位置的各種免疫反應(yīng)來(lái)達(dá)到控制炎癥反應(yīng),從而達(dá)成止痛消炎等目的。
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