Реклама лекарственных препаратов, рецепты народной медицины и многочисленные статьи в интернете часто обращаются к понятию «иммунная система». Мы считаем, что эволюция создала ее, чтобы защищать нас любимых от всяких зловредных микробов.
Так нас и в институте учили. Для академической науки очень характерно все раскладывать по полочкам. Во тут у вас иммунная система, тут нервная, тут эндокринная, тут пищеварительная. Ну-ка, студент, покажите на препарате органы иммунной системы.
Все поделено и классифицировано. Очень удобно.
Но когда начинаешь что-то изучать сам – почва потихоньку уезжает из-под ног. Оказывается, что четких границ между системами нет. Когда Природа создавала многоклеточные организмы, включая и наш, она явно не сверялась с лекциями и учебниками.
В качестве примера расскажу про специальные клетки, входящие в состав центральной нервной системы (ЦНС) – микроглию или микроглиальные клетки.
Вы, возможно, слышали, что ЦНС – это иммуно-привилегированная система органов, то есть действие иммунной системы в нем ограничено? Это связывают с тем, что нервной ткани для нормального функционирования требуется противовоспалительная среда, а на воспаление она реагирует плохо, что находит свое отражение в аутоиммунных заболеваниях ЦНС, например, рассеянном склерозе.
Видимо, так как мозг, все-таки, задумывался Природой, как главный инструмент выживания и развития популяции, то его ткань была надежно защищена от агрессивного воздействия иммунной системы. Достигается это тем, что в ЦНС нет своих лимфатических сосудов, а между кровью и нервной тканью существует специальный барьер, препятствующий прохождению клеток и крупных молекул (ГЭБ).
В результате, обычно, антигены нервной ткани не попадают на периферию, где бы они могли вызвать иммунный ответ, а иммунные клетки не заходят в паренхиму ЦНС. Обычно так. Но как же тогда защищаться от патогенных микроорганизмов и вовремя убирать погибающие от естественных причин клетки?
ЦНС – это плотная сеть из 86 миллиардов нейронов.
Кажется, что много, но это далеко не все. Нейрональная сеть тесна переплетена с другой сетью особых клеток, связывающих нейроны друг с другом и с кровеносными сосудами. Когда их впервые описали, исследователи решили, что эти клетки обеспечивают каркас для нейронов, склеивая их в определенном положении. Отсюда и название клеток – глиальные (glue = клей).
Со временем оказалось, что помимо поддерживающей функции, глиальные клетки выполняют еще ряд важных для ЦНС задач. Например, они регулируют внутри- и внеклеточные условия, необходимые для проведения нервного импульса и забирают из синаптической щели использованные нейротрансмиттеры, кроме того, они обеспечивают нейроны питательными веществами и ростовыми факторами, а также выполняют барьерные функции между кровью и тканью.
А еще микроглиальные клетки – это резидентные макрофаги, то есть фагоциты, которые всегда находятся в ткани и готовы участвовать в ее защите от патогенных микроорганизмов и выполнять другие важные функции, например, удалять погибшие клетки.
Микроглиальные клетки
В разных тканях резидентные макрофаги называют по-разному – купферовские клетки в печени, альвеолярные макрофаги в легких, клетки Лангерганса в коже и так далее.
Микроглиальные клетки имеют нормальный иммунный арсенал:
- они несут PRR рецепторы системы врожденного иммунитета,
- рецепторы для антител и белков системы комплемента,
- рецепторы для цитокинов
- молекулы главного комплекса гистосовместимости
- также они способны к фагоцитозу и презентации антигенов Т-лимфоцитам
Чем заняты микроглиальные клетки?
В ЦНС, как я уже говорил, в норме царит противовоспалительная среда. Это достигается и наличием ГЭБ и синтезом противовоспалительных цитокинов местными клетками.
В этих условиях микроглиальная клетка находится в «покоящемся» состоянии. При этом она принимает разветвленную форму, расставив «щупальца» в разные стороны и сканируя рецепторами врожденного иммунитета окружающее ее пространство.
Если она чувствует присутствие чужеродного организма или признаки повреждения собственной ткани, то она быстро активируется, меняет форму (со звездчатой на амебоидную), перемещается в зону повреждения и начинает выполнять там иммунные функции:
- синтезировать цитокины, регулирующие воспаление
- фагоцитировать патогены и фрагменты разрушенных клеток
Все это характеризует микроглиальные клетки, как нормальные эффекторы системы врожденного иммунитета.
Однако, можем ли мы их отнести к иммунной системе?
Мы привыкли считать, что клетки иммунной системы – это клетки костномозгового происхождения, прежде всего, лейкоциты. Но в тот момент, когда появляются микроглиальные клетки, костного мозга еще нет. Они формируются в желточном мешке и начинают функционировать в мозге уже с 4 недели эмбрионального развития. А костный мозг начинает продуцировать клетки только на 23й неделе.
Костный мозг тоже продуцирует макрофаги, точнее моноциты, их предшественники. Они циркулируют в крови, а попав в ткань, активируется в ней и превращаются в макрофаги.
Но в ЦНС таких макрофагов нет, там только микроглия. Кроме того, микроглиальные клетки способны сами себя воспроизводить, как стволовые клетки, без помощи костного мозга.
Выглядит так, что если микроглия – это клетки иммунной системы, то уж как-то они от нее особняком стоят: формируются отдельно, размножаются отдельно и еще живут за гемато-энцефалическим барьером.
Но это не все. Есть у них еще любопытные особенности.
Знаете ли Вы, что у взрослого человека всю жизнь продолжается перестройка сети нейронов? Одни синапсы удаляются, а другие появляются. Благодаря этому феномену мы можем учиться и запоминать.
Синапс – электрохимический контакт между двумя нервными клетками
Слабые или неиспользующиеся синапсы помечаются для уничтожения. Отвечают за это белки системы комплемента, у которых одна из функций – опсонизация, то есть «подсветка цели» для фагоцита. А микроглиальные клетки указанные синапсы съедают, откусывая часть соответствующего аксона.
В левой части фотографии контакты между нервными клетками сохранены; в правой аксоны отсутствуют, а стрелкой показано место «откушенного» синапса на теле нервной клетки.
Фагоцитоз – это, кажется, иммунная функция, но в данном случае она используется не для борьбы с патогенным организмом, а для перестройки нервных синапсов в интересах высшей нервной деятельности.
Помимо фагоцитоза, микроглиальные клетки вырабатывают вещества, управляющие делением и дифференциацией стволовых клеток нервной ткани, то есть «заказывают» новые нейроны на место выбывших, а также снабжают живые необходимыми ростовыми факторами.
А еще микроглиальные клетки могут коммуницировать с остальным организмом. Например, они могут «чувствовать» признаки болезни в крови и вырабатывать в ответ на них цитокины, меняющие работу нейронов, входящих в структуры мозга, отвечающие за поведение.
Это именно благодаря им заболевший человек теряет аппетит, ищет возможности отдохнуть, замыкается и грустит. В результате экономится энергия, необходимая для скорейшего уничтожения патогена.
Такое поведение укладывается в наше понимание иммунитета, но реализуется оно через механизмы высшей нервной деятельности и без личного контакта с возбудителем инфекционного заболевания.
Вот и получается, что микроглия – это клетка неиммунного происхождения, обладающая иммунными функциями и регулирующая процессы высшей нервной деятельности. Куда мы ее отнесем – к нервной, иммунной или эндокринной системе?
Продолжение темы в новых постах.
Добавить комментарий