Как мозг управляет иммунной системой при воспалениях и травмах
Междисциплинарная группа ученых из Института Пастера, CNRS и Inserm обнаружила нейронную сеть в головном мозге, которая участвует в распознавании инфекции и регулирует противовоспалительную реакцию иммунной системы. Эта сеть распределена по нескольким областям мозга. Она получает информацию от иммунной системы и направляет ее работу при воспалении.
При возникновении инфекций или травм иммунная система запускается для борьбы с инфекцией и восстановления поврежденных тканей. При этом происходит выделение провоспалительных медиаторов, которые информируют мозг об иммунном статусе организма и координируют иммунный ответ. В ответ на этот сигнал мозг запускает сложную реакцию, известную как «поведение при болезни», целью которой является перераспределение энергии между различными системами организма.
Это состояние сопровождается такими изменениями поведения, как избегание общения и вялость, метаболическими перестройками, такими как повышение температуры и потеря аппетита, а также выделением гормонов, таких как кортизон, для повышения сопротивляемости инфекции и одновременного регулирования иммунных реакций. В новом исследовании нейробиологи и иммунологи обнаружили нейронную сеть, которую мозг использует для измерения уровня воспаления в крови и запускает механизм ответа.
Инфекция и мозг
Область ствола мозга, известная как вагальный комплекс, непосредственно определяет уровень и тип гормонов воспаления в крови. Затем эта информация передается нейронам другой области ствола мозга, называемой парабрахиальным ядром, куда также поступает информация, связанная с болью и некоторыми аверсивными (вызывающими отвращение) или травматическими воспоминаниями. В свою очередь, эти же нейроны активируют нейроны в гипоталамусе, что приводит к быстрому увеличению содержания в крови кортизона — гормона, обладающего противовоспалительными свойствами.
Для идентификации этой цепи ученые использовали самые современные подходы нейронауки, что позволило им наблюдать буквально за каждым нейроном, участвующим в процессе ответа на воспаления. Специалисты наблюдали, как активность определенных нейронов в парабрахиальном ядре может регулировать выработку белых кровяных клеток, участвующих в иммунном ответе.
«Нейронная активность в головном мозге сама по себе может оказывать мощное влияние на развитие иммунного ответа во время инфекции или травмы. Таким образом, это наглядный пример мощной двусторонней связи между телом и мозгом. Это также подкрепляет наше продвижение в изучении влияния мозга на взаимодействие организма с микробами, борьбу с патогенами и заживление ран», — объясняет соавтор работы Жерар Эберль.
Это дает ученым и медикам новые инструменты для борьбы с инфекциями. В некоторых случаях достаточно активировать процессы в мозге, чтобы помочь иммунной системе подготовиться к атаке и ее предотвратить. Опираясь на эту нейроиммунную связь, иммунная система, таким образом, может извлечь пользу из способности мозга предсказывать угрозы в окружающей среде.
Как мозг адаптирует наше поведение в ответ на инфекцию или травму? Нейробиологи нашли ответ.