La neuroinfiammazione si riferisce al processo per cui il sistema immunitario innato del cervello viene attivato a seguito di una sfida infiammatoria come quelle poste da lesioni, infezioni, esposizione a una tossina, malattie neurodegenerative o invecchiamento.

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In seguito all’attivazione della risposta immunitaria vengono innescate alcune attività biochimiche e cellulari che hanno varie conseguenze fisiologiche, biochimiche e comportamentali.

Il sistema nervoso centrale (SNC) è chiamato in azione per proteggere l’organismo dai danni che gli vengono posti. Questa è una funzione essenziale e innata che il corpo ha sviluppato per proteggersi, e in circostanze normali è moderata dalla microglia che percepisce le modifiche del milieu che minacciano un disturbo all’omeostasi.

Tuttavia, di fronte a lesioni, infezioni o esposizione a una tossina, invecchiamento o malattie neurodegenerative, la microglia regolamenta i segnali infiammatori, con conseguente neuroinfiammazione. In questo modo, la risposta codificata del SNC può essere protettiva come previsto, ma anche dannosa, poiché l’innesco di una risposta infiammatoria acuta può diventare cronica e dannosa.

La neuroinfiammazione si presenta in modi leggermente diversi a seconda della sua causa. Di seguito questi tipi di neuroinfiammazione sono discussi e le loro vie specifiche dettagliate.

Ferimento

Un colpo alla testa con un impatto sufficiente può portare a una lesione cerebrale traumatica, con conseguente avvio di meccanismi riparativi degenerativi. L’innesco di queste vie allerta il sistema immunitario e lo invita a generare una risposta infiammatoria.

Quindi, come risultato di un trauma cranico, il sistema immunitario inizia a inviare citochine pro-infiammatorie, come Il-1β, che possono peggiorare il danno causato dall’impatto, portando alla morte cellulare e alla frammentazione del DNA.

L’ulteriore rilascio di TNF-α insieme alle citochine pro-infiammatorie può talvolta portare a una compromissione della barriera emato-encefalica, riducendo la sua capacità di funzionare come una porta d’accesso al cervello, proteggendolo dalle tossine.

La lesione del midollo spinale è leggermente diversa, avviene in tre fasi distinte. La prima fase vede la compressione o la dissezione del midollo spinale innescare fattori come gli squilibri degli ioni di sodio e di calcio, l’eccitotossicità dei glutammati e i danni dei radicali liberi.

L’inizio dell’apoptosi in seguito alla lesione, insieme alla demielinizzazione delle cellule neuronali porta all’infiammazione nel luogo della lesione. Questo innesca la seconda fase, che attiva la gliosi reattiva, l’edema, la cavitazione del parenchima spinale e può portare a una perdita irrecuperabile della funzione del midollo spinale.

La risposta infiammatoria scatenata da una lesione del midollo spinale è legata alla secrezione di citochine pro-infiammatorie come l’interleuchina 1β (IL-1β), l’interferone-γ (IFN-γ), il fattore di necrosi tumorale α (TNFα), l’ossido nitrico sintasi inducibile (iNOS), IL-6 e IL-23.

La ricreazione di queste citochine innesca l’attivazione della microglia locale e attira i macrofagi derivati dal midollo osseo, con conseguente patogenesi legata alla lesione del midollo spinale.

Risposta immunitaria periferica

La barriera emato-encefalica si è evoluta per proteggere il cervello dalle tossine che possono entrare nel sangue. È costruita da cellule endoteliali e astrociti e forma una barriera fisica tra il flusso sanguigno e il cervello.

Le funzioni degli astrociti regolano ciò che passa attraverso la barriera, ma in seguito a una lesione, questa può essere danneggiata, portando a un afflusso di cellule T, cellule B e macrofagi nel cervello con l’impatto di peggiorare l’infiammazione.

Infezione

Alcune infezioni causate da virus, batteri, funghi e, occasionalmente, protozoi o parassiti, possono causare encefalite (infiammazione del cervello) o meningite (infiammazione delle meningi – gli strati di tessuto che coprono il cervello e il midollo spinale). Ogni causa di infezione attiva un percorso leggermente diverso che porta alla neuroinfiammazione.

Invecchiamento

Il degrado cognitivo è spesso legato all’invecchiamento, ma anche le malattie neurodegenerative (discusse di seguito) hanno una maggiore prevalenza nella popolazione anziana, entrambe legate all’infiammazione del cervello.

La ricerca ha dimostrato che un cervello sano ma che invecchia ha cronicamente aumentato i livelli di citochine pro-infiammatorie e ridotto i livelli di citochine anti-infiammatorie, dimostrando che il solo fattore dell’età è legato alla neuroinfiammazione cronica.

Ulteriori ricerche hanno scoperto che i cervelli che invecchiano hanno anche un maggior numero di microglia attivata, un segno di risposta del sistema immunitario attivato, dimostrando un altro legame tra il cervello che invecchia e la neuroinfiammazione.

Malattia neurodegenerativa

La malattia neurodegenerativa e la neuroinfiammazione sono intrinsecamente collegate. Il morbo di Alzheimer (AD), il morbo di Parkinson (PD) e la sclerosi multipla (MS) sono tutti legati alla neuroinfiammazione. Per cominciare, la neuroinfiammazione è considerata una delle cause principali della neurodegradazione caratteristica dell’AD.

Si ritiene che le persone con la malattia abbiano un’abbondanza di microglia attivata che non può fagocitare l’amiloide-beta, il che può portare o contribuire all’accumulo di placche.

La neuroinfiammazione è vista come una componente importante del PD. Si ritiene che la risposta infiammatoria nell’intestino possa essere collegata all’inizio della malattia, portando all’infiammazione del cervello, in particolare della substantia nigra, e interrompendo la produzione di dopamina, che è caratteristica della malattia.

Infine, la neuroinfiammazione è considerata giocare un ruolo importante nell’inizio e nella progressione della SM. La ricerca ha dimostrato che la barriera emato-encefalica viene interrotta dalla presenza di citochine infiammatorie, il che permette alle cellule B e alle plasmacellule di entrare nel sistema nervoso centrale dove danneggiano la guaina mielinica che copre i neuroni. Questa demielinizzazione è uno dei principali sintomi della malattia.

Malattia psichiatrica

Infine, c’è una grande quantità di prove che chiariscono il ruolo della neuroinfiammazione in varie malattie psichiatriche. Una teoria emergente è che lo stress gioca un ruolo chiave nell’iniziare la deregolamentazione del sistema immunitario nelle malattie psichiatriche, insieme a fattori genetici, epigenetici e ambientali. Questa attivazione del sistema immunitario è stata vista causare una neurotrasmissione anormale, con conseguente carenza di serotonina, e l’aumento della produzione di sostanze neurotossiche che si aggiungono alla progressione della malattia.

Malattie come la schizofrenia, l’autismo, la depressione e altri disturbi dell’umore sono stati collegati con l’infiammazione del cervello, tuttavia, gli esatti meccanismi alla base della relazione sono specifici per ogni malattia.

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