A neuroinflammáció arra a folyamatra utal, amikor az agy veleszületett immunrendszere gyulladásos kihívást követően lép működésbe, például sérülés, fertőzés, toxin expozíció, neurodegeneratív betegség vagy öregedés következtében.

Image Credit: Design_Cells/.com

Az immunválasz aktiválódását követően bizonyos biokémiai és sejtszintű tevékenységek indulnak be, amelyeknek különböző fiziológiai, biokémiai és viselkedési következményei vannak.

A központi idegrendszer (CNS) működésbe lép, hogy megvédje a szervezetet a neki okozott károkkal szemben. Ez egy alapvető és veleszületett funkció, amelyet a szervezet önmaga védelmére fejlesztett ki, és normális körülmények között a mikroglia mérsékli, amely érzékeli a homeosztázis megzavarásával fenyegető miliőváltozásokat.

Sérülés, fertőzés vagy toxin expozíció, öregedés vagy neurodegeneratív betegség esetén azonban a mikroglia felszabályozza a gyulladásos jeleket, ami neuroinflammációt eredményez. Ily módon a CNS kódolt válasza lehet szándékoltan védő, de lehet káros is, mivel az akut gyulladásos válasz kiváltása krónikussá és károsítóvá válhat.

A neuroinflammáció az okától függően kissé eltérő módon keletkezik. Az alábbiakban a neuroinflammáció ezen típusait tárgyaljuk, és részletezzük a specifikus útvonalaikat.

Sérülés

Egy kellő erősségű ütés a fejre traumás agysérüléshez vezethet, ami a degeneratív reparatív mechanizmusok beindulását eredményezi. Ezen útvonalak beindulása riasztja az immunrendszert, és gyulladásos válaszreakció létrehozására szólítja fel.

Ezért a fejsérülés következtében az immunrendszer pro-inflammatorikus citokineket, például Il-1β-t kezd küldeni, ami súlyosbíthatja az ütés okozta károsodást, ami sejthalálhoz és DNS-fragmentációhoz vezet.

A TNF-α további felszabadulása a pro-inflammatorikus citokinekkel együtt néha a vér-agy gát károsodásához vezethet, csökkentve annak képességét, hogy az agy kapujaként működjön, védve azt a toxinoktól.

A gerincvelő sérülése kissé más, három különböző lépésben történik. Az első lépésben a gerincvelő összenyomása vagy átvágása olyan tényezőket vált ki, mint a nátrium- és kalciumionok egyensúlyhiánya, a glutamátok excitotoxicitása és a szabad gyökök okozta károsodás.

A sérülést követő apoptózis beindulása, valamint a neuronsejtek demyelinizációja gyulladáshoz vezet a sérülés helyén. Ez váltja ki a második fázist, amely reaktív gliózist, ödémát, a gerincvelői parenchima kavitációját aktiválja, és a gerincvelő funkciójának helyrehozhatatlan elvesztéséhez vezethet.

A gerincvelő-sérülés által kiváltott gyulladásos válasz olyan pro-inflammatorikus citokinek szekréciójával jár együtt, mint az interleukin 1β (IL-1β), az interferon-γ (IFN-γ), a tumor nekrózis faktor α (TNFα), az indukálható nitrogén-oxid-szintáz (iNOS), az IL-6 és az IL-23.

Ezek a citokinek újratermelődése kiváltja a helyi mikroglia aktiválódását és bevonzza a csontvelőből származó makrofágokat, ami a gerincvelő-sérüléssel kapcsolatos patogenezishez vezet.

Perifériás immunválasz

A vér-agy gát azért fejlődött ki, hogy megvédje az agyat a véráramba kerülő toxinoktól. Endotélsejtekből és asztrocitákból épül fel, és fizikai gátat képez a véráram és az agy között.

Az asztrociták működése szabályozza, hogy mi jut át a gáton, de sérülést követően ez károsodhat, ami T-sejtek, B-sejtek és makrofágok beáramlásához vezet az agyba, amelynek hatása a gyulladás súlyosbodása.

Fertőzés

Vírusok, baktériumok, gombák és esetenként protozoonok vagy paraziták által okozott bizonyos fertőzések agyvelőgyulladást (az agy gyulladása) vagy agyhártyagyulladást (az agyhártya – az agyat és a gerincvelőt borító szövetréteg – gyulladása) okozhatnak. Minden egyes fertőzést kiváltó ok egy kissé eltérő, neuroinflammációhoz vezető útvonalat aktivál.

Az öregedés

A kognitív leépülés gyakran összefügg az öregedéssel, de a neurodegeneratív betegségek (amelyeket alább tárgyalunk) is nagyobb gyakorisággal fordulnak elő az idősebb népességben, és mindkettő összefügg az agyi gyulladással.

Kutatások kimutatták, hogy az egészséges, de öregedő agyban krónikusan emelkedik a pro-inflammatorikus citokinek szintje, és csökken a gyulladáscsökkentő citokinek szintje, ami azt mutatja, hogy az életkor tényezője önmagában is összefügg a krónikus neuroinflammációval.

A további kutatások feltárták, hogy az öregedő agyakban megnövekedett az aktivált mikroglia száma is, ami az aktivált immunrendszeri válasz jele, ami egy újabb kapcsolatot mutat az öregedő agy és a neuroinflammáció között.

Neurodegeneratív betegségek

A neurodegeneratív betegségek és a neuroinflammáció szorosan összefüggnek. Az Alzheimer-kór (AD), a Parkinson-kór (PD) és a szklerózis multiplex (MS) mind kapcsolatban állnak a neuroinflammációval. Kezdjük azzal, hogy a neuroinflammációt tartják az Alzheimer-kórra jellemző neurodegradáció egyik fő okának.

Úgy vélik, hogy a betegségben szenvedőkben rengeteg az aktivált mikroglia, amely nem képes fagocitálni az amiloid-bétát, ami a plakkok felhalmozódásához vezethet, vagy hozzájárulhat ahhoz.

A neuroinflammációt a Parkinson-kór egyik fő összetevőjének tekintik. Úgy vélik, hogy a bél gyulladásos válasza összefügghet a betegség kialakulásával, ami az agy, különösen a substantia nigra gyulladásához vezet, és megzavarja a betegségre jellemző dopamintermelést.

Végül a neuroinflammációnak jelentős szerepet tulajdonítanak az SM kialakulásában és progressziójában. A kutatások kimutatták, hogy a vér-agy gát a gyulladásos citokinek jelenlétével megbomlik, ami lehetővé teszi a B-sejtek és plazmasejtek bejutását a központi idegrendszerbe, ahol károsítják a neuronokat borító myelinhüvelyt. Ez a demielinizáció a betegség egyik fő tünete.

Pszichiátriai betegségek

Végezetül, számos bizonyíték világítja meg a neuroinflammáció szerepét a különböző pszichiátriai betegségekben. Az egyik kialakulóban lévő elmélet szerint a stressz genetikai, epigenetikai és környezeti tényezők mellett kulcsszerepet játszik az immunrendszer deregulációjának elindításában a pszichiátriai betegségekben. Ez az immunrendszer aktiválódása kóros neurotranszmissziót okoz, ami szerotoninhiányt és a betegség progresszióját fokozó neurotoxikus anyagok fokozott termelődését eredményezi.

Az olyan betegségeket, mint a skizofrénia, az autizmus, a depresszió és más hangulatzavarok összefüggésbe hozták az agy gyulladásával, azonban a kapcsolat pontos mögöttes mechanizmusai az egyes betegségekre jellemzőek.

További olvasmányok

• Minden immunológiai tartalom
• Mi az immunológia?
• Klasszikus immunológia
• Klinikai immunológia
• Developmentális immunológia

Hivatkozások