Контроль адаптивного иммунного ответа путём воздействия мозга на селезёнку
Известно, что компоненты иммунной системы оказывают значительное влияние на функционирование мозга, к тому же, появляется все больше доказательств способности мозга регулировать периферические иммунные реакции. Однако многие механизмы взаимодействия двух систем не определены. В новом исследовании ученые из китайского университета Цинхуа раскрыли ключевые компоненты связи «мозг-селезенка», а также то, как поведение может модулировать ответ адаптивного (приобретённого) иммунитета.
Селезенка является ключевым местом для произведения адаптивного иммунного ответа: здесь происходит представление антигена, активация Т-клеток и дифференциация В-клеток в плазматические клетки селезенки, создающие антитела. Эти процессы контролируются передачей сигналов через вегетативную нервную систему с помощью нейромедиатора норадреналина сверху вниз. Однако пути, посредством которых мозг регулирует функцию селезенки неизвестны.
Чтобы исследовать это, ученые хирургическим путём удалили селезеночный нерв (обеспечивает селезенку нервными клетками) у мышей, и изучили ответы популяций клеток селезенки на введение антигена, который запускает Т-клеточно-зависимый адаптивный иммунный ответ. У животных с нормальным селезеночным нервом введение антигена увеличивало количество антител; однако этот ответ был серьезно нарушен у мышей без селезеночного нерва, что позволило предположить, что активность селезеночного нерва влияет на создание антител.
Далее оказалось, что удаление нерва не влияло на формирование антител после введения Т-клеточно-независимого антигена, что позволило предположить, что особенности активности селезеночного нерва зависят от Т-клеток. В дальнейших экспериментах, ученые показали, что введение Т-клеточно-зависимого антигена увеличивает количество ацетилхолиновых Т-клеток (участвующих в иммунном ответе) в селезенке, а удаление этих клеток подавляет образование антител после введения антигена.
Это открытие позволило предположить, что дифференцировка В-клеток в селезенке может быть усилена ацетилхолином. Действительно, ученые выявили, что продукция антител после введения Т-клеточно-зависимого антигена у мышей, в чьём костном мозгу отсутствовали ацетилхолиновые рецепторы, была нарушена. Это указывает на то, что активность селезеночного нерва увеличивает продукцию антител за счет активации В-клеточных ацетилхолиновых рецепторов.
Также ученые показали, что селезеночный нерв функционально связан с гормоном кортикотропином, производящим нейроны, происходящие из двух отдельных областей переднего мозга, которые, как известно, участвуют в реакции организма на стресс и угрозы, - центральной миндалины и паравентрикулярного ядра гипоталамуса. Удаление или замедление активности этих нейронов нарушали образование антител после введения антигена, тогда как активация нейронов увеличивала количество антител.
Эти выводы побудили ученых узнать, как эти области переднего мозга могут контролировать адаптивные иммунные ответы. Они обнаружили, что при 4-дневном воздействии легкого стресса (мышей помещали на возвышенную платформу на 3 минуты) нейроны миндалины и паравентрикулярного ядра активировались и стимулировали продукцию антител после введения антигена.
Таким образом, данное исследование предоставило доказательства о наличии связи мозга и селезёнки , посредством которой активность мозга может настраивать функционирование иммунной системы.