第二讲-神经内分泌免疫网络调节
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条件反射是脑的高级功能的表现,主要涉及 感知和行为的联系。传统的免疫学观点看来,免 疫反应与感知和行为无关。但近来的研究表明, 免疫反应可以建立条件反射(条件性免疫反应), 这是大脑皮质参与免疫调节的一个佐证。条件性 免疫反应(conditioned immune response)是 指根据巴甫洛夫条件反射的模式,将某一中性刺 激与一些能够引起机体免疫反应的刺激(非条件 刺激)相结合并强化后,在非条件刺激完全不存 在的情况下,单独给予该中性刺激,仍然会引起 近似于或大于单独非条件刺激所致的免疫学效应; 而该中性刺激与少于先前强度的非条件刺激结合 时,也可取得等于甚或优于非条件刺激全量的免 疫学效应。整个反应过程称为条件性免疫反应, 而其中的中性刺激称为条件刺激。
二、内分泌系统对免疫系统的调节 大多数的激素起免疫抑制作用(如ACTH、 肾上腺皮质激素、SS、雄激素、胰岛素、前列腺 素等),只有少数激素(如甲状腺素、生长激素、 OT和PRL等)可增强免疫应答反应,而雌激素这 两种作用均存在。 1.垂体激素 切除垂体可导致淋巴器官萎 缩和进行性全身免疫功能的破坏,包括影响抗体 产生、淋巴细胞数目减少、机体对皮肤移植排斥 反应,以及体外的混合淋巴细胞反应均减弱。根 据垂体激素对免疫系统的作用,可将其分为两大 类:一类为免疫增强类激素包括GH、PRL、TSH、 β- EP等,它们能够促进淋巴细胞增生和抗体形 成;二类为免疫抑制类激素,包括 ACTH、GnRH、 SS、β- EP等,
后者是指神经 - 内分泌 - 免疫三大系统所产生的共 同的化学信号分子,对其邻近的组织或器官产生 作用。在神经、内分泌、免疫调节网络中均是由 多重环路构成的,这些环路的工作方式是反馈 (正、负反馈和前馈),经系统的级联、放大、 整合,从而产生精确的调节反应。以下仅举几例 典型的神经内分泌免疫调节环路。 一、下丘脑-垂体-肾上腺皮质与M。/Mφ环路 该环路是下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴 与活化的单核-巨噬细胞构成的环路(HPA-M。/ Mφ环路)。具体调节机制是: 1.下丘脑CRH促 进腺垂体释放ACTH,ACTH刺激肾上腺皮质释放糖 皮质激素(GC), 使血中GC浓度升高;继之ACTH 和GC可分别抑制单核-巨噬细胞功能,减少IL-l的 生成和释放(图 16-2)。
为下丘脑对免疫系统的调节提供了有力的证据。 损毁(手术、电解、化学)和刺激下丘脑 某些神经核团或区域,可以产生免疫抑制或增 强作用。许多研究表明,若损毁下丘脑前部, 可引起循环抗体滴度降低、淋巴细胞对有丝分 裂原反应降低,NK细胞活性降低,胸腺、脾脏、 淋巴结内淋巴细胞数目减少,胸腺退化,速发 型和迟发型变态反应减弱;而刺激下丘脑后部, 可产生抗体滴度增高,吞噬作用增强,迟发型 皮肤变态反应增强等效应。
它们能够抑制免疫系统的功能。特别值得指 出的是,生长激素几乎对所有免疫细胞,包 括淋巴细胞、巨噬细胞、NK细胞、中性粒细 胞、胸腺细胞等都具有促进分化和加强功能 的作用。因此,在体内有广泛的增强免疫功 能的作用。 2.糖皮质激素(GC) GC几乎对所有的免 疫细胞都有抑制作用,包括淋巴细胞、巨噬 细胞、中性粒细胞和肥大细胞。在急性应激 时,通过下丘脑-垂体-肾上腺轴的作用,提 高血中肾上腺糖皮质激素的浓度,对免疫功 能产生抑制作用。这是应激抑制免疫的主要 途径之一。
内外环境的各种变化所构成的刺激,由机体 各部位感受器感受到,通过传入神经,将信 息传到中枢,引起神经、内分泌功能变化, 调节机体各系统、器官功能发生变化;但是, 神经系统对许多影响机体稳态的生物刺激却 缺乏感知能力,如细菌、病毒、异体蛋白、 肿瘤发生等,这些刺激是由免疫系统感知的。
免疫系统对细菌、病毒、异体蛋白及自 体变异细胞(肿瘤细胞)的感知功能称为识 别,免疫细胞可以识别上述非已物质上所带 的异己抗原,并被激活,进而对异己成分作 出反应。
条件性免疫反应最初是在临床观察到 的,Mackeazie医生(1896)发现,对玫瑰花粉过 敏的支气管哮喘病人,见到人造玫瑰花时也会发 生哮喘。直至1975年美国学者Ader和Cohen在严 格规范的实验设计条件下,在大鼠上取得了明确 的条件性免疫反应实验结果。他们使用糖精作为 条件刺激,而以免疫抑制剂环磷酸胺作为非条件 刺激,经多次配对使用后,单独使用糖精,也可 引起免疫抑制反应——抗体滴度降低; 1985年, SPector应用 NK细胞激活剂—多聚肌苷酸多聚胞 苷酸(poly l:C)作为非条件刺激,樟脑气味 作为条件刺激,成功地使NK细胞活性增高几十倍。
实际上,免疫系统对异己抗原的识别和反应过程 与神经系统活动方式——神经反射极为相似。 神经反射包括感觉传入-中枢整合-效应传出等 三个环节;而免疫系统对异己刺激包括抗原识别免疫激活-清除异己三个环节。也正因为免疫系统 可以独立地完成从识别到效应的反应过程,因此, 一直将其视为独立的防御系统。 神经免疫学的研究将这两大系统联系起来。 已有许多实验证明,受到抗原刺激时,免疫细胞 释放神经肽和激素类物质,引起神经内分泌反应。 二、免疫系统对神经、内分泌系统的调节机制 (-)合成和释放神经肽和激素
可以认为大多数神经递质和内分泌激素的受体 都可以在免疫细胞上找到,几乎所有的免疫细 胞上都存在不同的神经肽、神经递质和激素的 受体。与此同时也发现很多内分泌激素和神经 递质都具有免疫调节的功能(表16-1)。而且, 神经内分泌系统通过自分泌或旁分泌的方式由 神经内分泌系统分泌细胞因子,并借此调节免 疫系统的功能。 一、神经系统对免疫系统的调节 神经系统对免疫系统调节的一个重要解剖 学基础就是几乎所有免疫器官都有神经纤维的 分布,如交感神经广泛分布于胸腺,被膜下皮 质和皮髓质交界区,
。
神经纤维不仅分布在血管周围,还深入到皮质和 髓质的实质细胞中,与胸腺细胞,T、B淋巴细胞, 单核细胞形成接触。用辣根过氧化酶标记法证实 了胸腺的神经纤维是来源于脊髓腹角和延髓的神 经核团。 (-)大脑皮质对免疫系统的调节 大脑皮质是中枢神经的最高中枢,而且参与 了许多免疫反应的调节,并且存在分区现象。实 验表明,切除小鼠的左侧大脑皮质,T淋巴细胞和 NK细胞的活性,以及IL-2产生的能力受到抑制; 而切除小鼠的右侧大脑皮质,产生T淋巴细胞和NK 细胞活性增强等免疫促进作用。
第二节 神经内分泌系统对免疫系统的调节 长期以来免疫系统都被认为是一个独立存在 的自我调节系统,免疫系统内存在完整而精细的 调节机制,各种复杂的免疫应答反应均在免疫系 统内部发生、发展、消退。但近年来采用放射自 显影、放射受体分析法证明免疫细胞上有很多神 经递质和内分泌激素的受体,包括类固醇受体、 儿茶酚胺受体、组胺受体、阿片受体、胰岛素受 体、胰高血糖素受体、血管活性肠肽受体、促甲 状腺激素受体、生长激素受体、生长抑素受体、 催乳素受体、P物质受体等。
在条件免疫性反应实验中,要求条件刺激在 前,非条件刺激在后,若顺序颠倒则不再出 现阳性反应。而且,与条件反射一样,一旦 条件免疫性反应建立,若只反复给予条件刺 激,而无非条件刺激的强化,则条件免疫性 反应会逐渐减弱直至消退。 (二)下丘脑对免疫系统的调节 下丘脑不但在神经内分泌调节中起重要 作用,而且在免疫反应中也起重要的调节作 用。最近应用跨神经元追踪技术结合免疫荧 光双标记技术,证实了下丘脑室旁核的精氨 酸升压素神经元通过下行投射通路参与对脾 脏免疫功能的调控。
4 .性激素 性激素使机体产生免疫功能的性 别差异。通常雄激素、孕激素作用是抑制免疫反 应;而雌激素作用比较复杂,既可提高体液免疫 力,又可抑制细胞免疫反应。 胸腺功能易受性激素的影响,性成熟期胸腺 开始退化。一般来说,雄激素的致胸腺退化作用 比雌激素强。 5.胰岛素在体内外都能促进T细胞和B细胞的 功能。 6.甲状腺激素 甲状腺激素对免疫功能有正性 调控作用,对体液免疫和细胞免疫均有增强作用, 如能刺激胸腺细胞的成熟和分化。
2.活化的单核一巨噬细胞生成和释放IL-l增 多,则IL-1作用于下丘脑,促进CRH释放,进而 促进腺垂体释放ACTH,继而促进肾上腺皮质释放 GC。 3.ACTH和GC可分别抑制 IL-1的进一步生成和释 放。 4.ACTH的前体POMC裂解释放的α-MSH可在中 枢水平对抗IL-l刺激CRH分泌的效应。 二、下丘脑-垂体-肾上腺皮质-胸腺环路 该环路是下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴与 胸腺(thymus gland)构成的环路(HPA-胸腺环 路)。具体调节机制是: 1.HPA轴中的ACTH和GC均可抑制胸腺的功能, 即抑制胸腺细胞的增殖和胸腺激素、细胞因子的 释放(图16-3)。
糖皮质激素对免疫系统有多种作用,即①可 抑制淋巴细胞生成和迁移,抑制T淋巴细胞转化。 ②促进淋巴细胞的凋亡,尤其是胸腺内未成熟淋 巴细胞的凋亡。③抑制巨噬细胞对抗原的吞噬及 处理。④抑制IL-1和IL-2生成。③干扰体液免 疫,使抗体生成减少。 3.生长抑素(SS) SS是神经-内分泌-免疫 网络中的重要介质。SS可抑制人外周血中单核细 胞产生干扰素,还可抑制自然杀伤细胞的活性。 已知淋巴组织、脾脏和肠腺等部位有SS免疫活性 物质和免疫阳性细胞,提示淋巴组织可产生SS, 通过旁分泌、自分泌影响该处的淋巴细胞。
人体是一个统一的整体,在中枢神经系统 的主导控制下,通过神经、内分泌、免疫网络 的整合,协调有序地调控机体的功能,使机体 对内外环境的刺激产生统一的适应性反应,以 维持稳态。 第一节 神经-内分泌-免疫调节的环路 神经、内分泌、免疫调节网络按作用的范 围分为两种类型,一种为长轴神经-内分泌-免 疫调节网络,另一种为短轴神经-内分泌-免疫 调节网络,前者是指神经-内分泌-免疫三大系 统所产生的神经肽、激素、细胞因子等共同的 化学信号分子,对远处的效应器或靶组织所产 生的调节;
第三节 免疫系统对神经、内分泌系统的调节 免疫系统是在神经系统控制之下的重要的 防御系统,它具有重要的感觉功能,感知病毒、 细菌、异体抗原和肿瘤等生物刺激, 一方面,引 起免疫细胞活化, 对这些有害刺激物质进行攻 击和清除;另一方面通过释放多种细胞因子和 神经肽作用于神经内分泌系统,引起全身的调 节作用。 一、免疫系统的感觉功能 在机体的整体整合调控中,神经内分泌调 节起着核心作用。
第二讲 神经-内分泌-免 疫网络调节
第二讲 神经-内分泌-免 疫网络调节
第一节 神经-内分泌-免疫调节的环路 第二节 神经内分泌系统对免疫系统的调节
第三节 免疫系统对神经-内分泌系统的调节
第二讲 神经-内分泌-免疫网络调节
自从1977年Besedovsky 首次提出体内存wenku.baidu.com神 经-内分泌-免疫网络的假说之后, 机体调控机制 研究的重大进展之一,就是明确了神经系统、内 分泌系统和免疫系统彼此之间存在着双向传递机 制(图16-1),这种相互作用是通过神经、内分 泌、免疫三大调节系统共有的化学信号分子(如 神经递质/神经肽、激素、细胞因子等)和受体 共同实现的。免疫系统不仅具有神经递质和内分 泌激素的受体,还能合成神经递质和内分泌激素 并对其发生反应。免疫系统产生的细胞因子能影 响中枢神经系统,中枢神经系统也能合成细胞因 子,并存在其受体,对其发生反应。由此构成神 经、内分泌、免疫调节网络( neuroendocrine- immunoregulatory network)。
3.胸腺含CRH受体,并可合成CRH,而CRH对胸 腺的功能有刺激作用。 三、下丘脑-垂体-性腺-胸腺环路 该环路的调节作用特点是: 1.在下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴中,下丘 脑GnRH促进腺垂体释放LH/FSH,二者引起性腺分 泌雄激素、雌激素及孕激素。 2.性激素对胸腺的功能有较强的抑制性作用, 如细胞数目减少,细胞免疫功能障碍等。(图16 -4)。 3.胸腺上皮也可合成GnRH,卵巢中有胸腺素 原存在。