Neuroinflammation henviser til den proces, hvorved hjernens medfødte immunsystem udløses efter en inflammatorisk udfordring, som f.eks. ved skade, infektion, eksponering for et toksin, neurodegenerativ sygdom eller aldring.

Image Credit: Design_Cells/.com

Efter aktivering af immunresponset udløses visse biokemiske og cellulære aktiviteter, som har forskellige fysiologiske, biokemiske og adfærdsmæssige konsekvenser.

Det centrale nervesystem (CNS) sættes i aktion for at beskytte kroppen mod den skade, den udsættes for. Dette er en væsentlig og medfødt funktion, som kroppen har udviklet for at beskytte sig selv, og under normale omstændigheder modereres den af mikroglia, der registrerer miljøændringer, der truer med en forstyrrelse af homeostasen.

Men i tilfælde af skade, infektion eller eksponering for et toksin, aldring eller neurodegenerativ sygdom opregulerer mikroglia inflammatoriske signaler, hvilket resulterer i neuroinflammation. På denne måde kan den kodede reaktion i CNS være beskyttende som tilsigtet, men også skadelig, da udløsningen af en akut inflammatorisk reaktion kan blive kronisk og skadelig.

Neuroinflammation opstår på lidt forskellige måder afhængigt af dens årsag. Nedenfor diskuteres disse typer af neuroinflammation, og deres specifikke veje beskrives nærmere.

Skade

Et slag i hovedet med tilstrækkelig stor påvirkning kan føre til traumatisk hjerneskade, hvilket resulterer i igangsættelse af degenerative reparative mekanismer. Udløsningen af disse veje alarmerer immunsystemet og opfordrer det til at generere et inflammatorisk respons.

Som følge af et hovedtraume begynder immunsystemet derfor at udsende proinflammatoriske cytokiner, såsom Il-1β, som kan forværre den skade, der er forårsaget af stødet, hvilket fører til celledød og DNA-fragmentering.

Den yderligere frigivelse af TNF-α sammen med de proinflammatoriske cytokiner kan undertiden føre til en kompromittering af blod-hjernebarrieren, hvilket reducerer dens evne til at fungere som en port til hjernen, der beskytter den mod toksiner.

Rygmarvsskade er lidt anderledes, den opstår i tre forskellige trin. I det første trin udløser kompressionen eller transektionen af rygmarven faktorer såsom ubalancer i natrium- og calciumioner, excitotoksicitet af glutamater og skader fra frie radikaler.

Iværksættelsen af apoptose efter skaden sammen med demyeliniseringen af neuronale celler fører til inflammation på skadestedet. Dette udløser den anden fase, som aktiverer reaktiv gliose, ødem, kavitation af rygmarvsparenkymet og kan føre til et uopretteligt tab af rygmarvsfunktion.

En inflammatorisk reaktion, der udløses af en rygmarvsskade, er forbundet med sekretion af proinflammatoriske cytokiner såsom interleukin 1β (IL-1β), interferon-γ (IFN-γ), tumornekrosefaktor α (TNFα), inducerbar nitrogenoxidsyntase (iNOS), IL-6 og IL-23.

Rekreationen af disse cytokiner udløser aktivering af lokale mikroglia og tiltrækker knoglemarvsafledte makrofager, hvilket resulterer i patogenese relateret til rygmarvsskade.

Perifere immunrespons

Blod-hjernebarrieren er udviklet for at beskytte hjernen mod toksiner, der kan komme ind i blodbanen. Den er opbygget af endothelceller og astrocytter og danner en fysisk barriere mellem blodbanen og hjernen.

Funktioner på astrocytter regulerer, hvad der passerer gennem barrieren, men efter en skade kan denne blive beskadiget, hvilket fører til en tilstrømning af T-celler, B-celler og makrofager til hjernen, der har den virkning, at inflammationen forværres.

Infektion

Visse infektioner forårsaget af virus, bakterier, svampe og lejlighedsvis protozoer eller parasitter kan forårsage hjernebetændelse (betændelse i hjernen) eller meningitis (betændelse i hjernehinderne – de lag af væv, der dækker hjernen og rygmarven). Hver årsag til en infektion aktiverer en lidt forskellig vej, der fører til neuroinflammation.

Aging

Kognitiv nedbrydning er ofte relateret til aldring, men også neurodegenerative sygdomme (omtalt nedenfor) har en højere prævalens i den ældre befolkning, som begge er relateret til hjernebetændelse.

Forskning har vist, at en sund, men aldrende hjerne har kronisk øgede niveauer af proinflammatoriske cytokiner og reducerede niveauer af antiinflammatoriske cytokiner, hvilket viser, at aldersfaktoren alene er forbundet med kronisk neuroinflammation.

Efterfølgende forskning har afsløret, at aldrende hjerner også har et øget antal aktiverede mikroglia, et tegn på aktiveret immunsystemrespons, hvilket viser en anden forbindelse mellem den aldrende hjerne og neuroinflammation.

Neurodegenerativ sygdom

Neurodegenerativ sygdom og neuroinflammation er uløseligt forbundet. Alzheimers sygdom (AD), Parkinsons sygdom (PD) og multipel sklerose (MS) er alle forbundet med neuroinflammation. Til at begynde med anses neuroinflammation for at være en væsentlig årsag til den neurodegradering, der er karakteristisk for AD.

Det menes, at personer med sygdommen har en overflod af aktiverede mikroglia, der ikke kan fagocytose amyloid-beta, hvilket kan føre til eller bidrage til plaqueophobning.

Neuroinflammation ses som en væsentlig komponent i PD. Man mener, at inflammationsreaktion i tarmen kan være forbundet med sygdommens indledning, hvilket fører til betændelse i hjernen, især i substantia nigra, og forstyrrer produktionen af dopamin, som er karakteristisk for sygdommen.

Sidst menes neuroinflammation at spille en vigtig rolle i indledningen og udviklingen af MS. Forskning har vist, at blod-hjernebarrieren bliver forstyrret af tilstedeværelsen af inflammatoriske cytokiner, hvilket giver B-celler og plasmaceller mulighed for at trænge ind i centralnervesystemet, hvor de beskadiger myelinskeden, der dækker neuronerne. Denne demyelinisering er et af de vigtigste symptomer på sygdommen.

Psykiatriske sygdomme

Endeligt er der en lang række beviser, der belyser den rolle, som neuroinflammation spiller i forskellige psykiatriske sygdomme. En ny teori er, at stress spiller en nøglerolle ved at igangsætte dereguleringen af immunsystemet i psykiatriske sygdomme sammen med genetiske, epigenetiske og miljømæssige faktorer. Denne aktivering af immunsystemet har vist sig at forårsage unormal neurotransmission, hvilket resulterer i serotoninmangel og øget produktion af neurotoksiske stoffer, som bidrager til sygdomsudviklingen.

Sygdomme som skizofreni, autisme, depression og andre humørsygdomme er blevet sat i forbindelse med betændelse i hjernen, men de nøjagtige underliggende mekanismer for forholdet er specifikke for hver enkelt sygdom.

Videre læsning

• Alt indhold om immunologi
• Hvad er immunologi?
• Klassisk immunologi
• Klinisk immunologi
• Udviklingsimmunologi

Citationer