Иммунная система головного мозга — клетки микроглии



Центральная нервная система (ЦНС) имеет микроглиальную клетку в качестве основного защитного механизма. Микроглия происходит от примитивных макрофагов желточного мешка. В паренхиме ЦНС микроглия составляет 10% от общей популяции глиальных клеток. Они происходят из ЦНС и одинаково распространены в головном и спинном мозге. Они являются основными клетками для поддержки функций мозга и очистки от инфекционных агентов (бактерий, вирусов и т. д.). Они являются наиболее эффективными клетками, а также способны лечить незначительные патологические изменения ЦНС.

Микробы или микробные агенты не получают прямого доступа к системе ЦНС из-за защитного слоя эндотелиальных клеток, известного как гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Этот барьер препятствует проникновению возбудителей инфекции в самые нежные ткани нервной системы. Заражение происходит в случае прямого контакта или пересечения ГЭБ.

Образование и распространение микроглии

Во время эмбриогенеза микроглия выводится из желточного мешка и перемещается в центральную нервную систему. Эти клетки размножаются и распространяются в центральной нервной системе в целом. Они демонстрируют ряд структурных особенностей, электрофизиологического содержания, конформации мембран и транскрипции генов в зависимости от профиля инициации. 

Формы микроглии

Микроглия — это очень гибкие клетки, находящиеся в организме и меняющие форму в соответствии с потребностями. Эта пластичность помогает этим клеткам выполнять различные функции. Они приобретают особую структуру в ответ на хемотаксические сигналы или фенотипический ответ.

Функции глиальных клеток

Эти клетки выделяют различные хемокины, цитокины, активные формы кислорода, активные формы азота, а также простагландины в ответ на повреждение или вторжение патогена. И они выделяют противовоспалительные вещества, чтобы уменьшить воспаление.

Воспалительные и противовоспалительные цитокины

Различные иммунные медиаторы и воспалительные молекулы запускаются при различных состояниях, таких как инфекции, нейродегенеративные заболевания, аутоиммунные нарушения и хроническое воспаление. Цитокины секретируются в результате врожденного и адаптивного иммунного ответа, который варьируется в зависимости от заболеваний и их интенсивности. Микроглия — это первичные клетки, регулирующие воспалительные и иммунные цитокины в ЦНС.

Провоспалительные цитокины

Клетки микроглии генерируют IL-1 и TNF-α во время воспаления центральной нервной системы. Антиген или часть антигена потенциально индуцируют эти цитокины, такие как LPS. IL-1 и TNF-α вызывают воспаление в ЦНС, нарушая ГЭБ, молекулы адгезии, хемокины из астроцитов и эндотелиальных клеток. Эти события способствуют проникновению лейкоцитов в центральную нервную систему.

Противовоспалительная активность микроглии

Противовоспалительные цитокины также продуцируются микроглией, например, TGF-β, IL-10 и антагонистический рецептор IL-1. IL-10 и TGF-β предотвращают стимуляцию микроглиальных клеток для производства цитокинов, реактивных молекул кислорода и хемокинов, также предотвращаемой этими цитокинами. И антагонистический рецептор IL-1 противодействует, связываясь с IL-1.

Поддержание гомеостаза

Паренхима мозга постоянно проверяется микроглиальными клетками и выполняет обрезку синаптических связей, используя пути иммунного мониторинга. Эти клетки опосредуют физический контакт с синапсами в ответ на нейрональную стимуляцию. Эти действия способствуют совершенствованию нейронной сети, что помогает в процессе обучения и запоминания.

Удаление апоптотических клеток

В нервной системе апоптотические клетки непрерывно производятся во время роста и гомеостаза, и эти клетки удаляются путем поглощения через микроглию. Распознавание апоптотических клеток затруднено из-за их быстрого удаления из организма. Экспрессия рецепторов TREM 2, CD 11, TIM-4 сигнализирует фагоцитарным клеткам о поглощении апоптотических нейронов.

Значение микроглии в старении

Распад миелина и потеря синапсов возрастают с возрастом клеток. Количество белков C 1 q увеличивается в старом мозге, и дегенерация миелина приводит к образованию дебриса, который регулярно удаляется путем фагоцитоза. 

Нейродегенеративная роль микроглии

Микроглия обладает способностью убивать нейроны против стимула, исходящего от тела, что приводит к нейровоспалению, болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и прионной болезни. Микроглия способствует нейродегенерации, секретируя провоспалительные молекулы. Сигнальные пути, которые приводят к формированию заболевания, включают системы Trem2, Cx3cr1 и програнулин. Это защищенные барьеры, которые регулируют воспалительную реакцию клеток микроглии и улавливают рецепторы вредных раздражителей, чтобы вызвать повреждение. Нейродегенерация происходит из-за неравномерного функционирования клеток глиальных клеток, и лечение могло быть их контролем или коррекцией.

Болезнь Альцгеймера и функционирование микроглии

Болезнь Альцгеймера возникает из-за образования и агрегации белков бета-амилоида (сенильные бляшки) и скрученных нейронных волокон в ЦНС. Формирование болезни Альцгеймера стимулируется микроглиальными путями и определяется как генетические и транскриптомные связи в функции микроглии и развитии болезни. Предполагается, что инициация астроглии и микроглии является маркером заболевания, и они взаимосвязаны с накопленными белками, которые в конечном итоге вызывают неправильную передачу сигналов и гибель нейронов.

Терапия нейродегенеративных расстройств

Лечение нейродегенеративных заболеваний может заключаться в подавлении активации клеток микроглии, поскольку их длительная активация оказывает нейротоксическое воздействие на ЦНС. Если нейровоспаление предотвратить или уменьшить, оно может замедлить прогрессирование заболевания. Это может быть полезно в фармацевтике для разработки или исследования ингибиторов микроглии для лечения нейродегенерации.


Ответить

Почта не будет опубликована.