第二讲 神经-内分泌-免疫网络调节.ppt
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1、第二讲第二讲 神经神经-内分泌内分泌-免免 疫网络调节疫网络调节 第二讲第二讲 神经神经-内分泌内分泌-免免 疫网络调节疫网络调节第一节第一节 神经神经-内分泌内分泌-免疫调节的环路免疫调节的环路第三节第三节 免疫系统对神经免疫系统对神经-内分泌系统的调节内分泌系统的调节第二节第二节 神经内分泌系统对免疫系统的调节神经内分泌系统对免疫系统的调节第二讲第二讲 神经神经-内分泌内分泌-免疫网络调节免疫网络调节 自从自从19771977年年BesedovskyBesedovsky 首次提出体内存在神首次提出体内存在神经经-内分泌内分泌-免疫网络的假说之后,免疫网络的假说之后,机体调控机制机体调控机制
2、研究的重大进展之一,就是明确了研究的重大进展之一,就是明确了神经系统、内分神经系统、内分泌系统和免疫系统彼此之间存在着双向传递机制泌系统和免疫系统彼此之间存在着双向传递机制(图(图16-116-1),这种相互作用是通过神经、内分泌、,这种相互作用是通过神经、内分泌、免疫三大调节系统共有的化学信号分子(如神经递免疫三大调节系统共有的化学信号分子(如神经递质神经肽、激素、细胞因子等)和受体共同实现质神经肽、激素、细胞因子等)和受体共同实现的。免疫系统不仅具有神经递质和内分泌激素的受的。免疫系统不仅具有神经递质和内分泌激素的受体,还能合成神经递质和内分泌激素并对其发生反体,还能合成神经递质和内分泌激
3、素并对其发生反应。免疫系统产生的细胞因子能影响中枢神经系统,应。免疫系统产生的细胞因子能影响中枢神经系统,中枢神经系统也能合成细胞因子,并存在其受体,中枢神经系统也能合成细胞因子,并存在其受体,对其发生反应。由此构成对其发生反应。由此构成神经、内分泌、免疫调节神经、内分泌、免疫调节网络网络(neuroendocrineneuroendocrineimmunoregulatory immunoregulatory networknetwork)。)。人体是一个统一的整体,在中枢神经系统人体是一个统一的整体,在中枢神经系统的主导控制下,通过神经、内分泌、免疫网络的主导控制下,通过神经、内分泌、免疫
4、网络的整合,协调有序地调控机体的功能,使机体的整合,协调有序地调控机体的功能,使机体对内外环境的刺激产生统一的适应性反应,以对内外环境的刺激产生统一的适应性反应,以维持稳态。维持稳态。第一节第一节 神经神经-内分泌内分泌-免疫调节的环路免疫调节的环路 神经、内分泌、免疫调节网络按作用的范神经、内分泌、免疫调节网络按作用的范围分为围分为两种类型两种类型,一种为,一种为长轴神经长轴神经-内分泌内分泌-免免疫调节网络疫调节网络,另一种为,另一种为短轴神经短轴神经-内分泌内分泌-免疫免疫调节网络调节网络,前者是指神经,前者是指神经-内分泌内分泌-免疫三大系免疫三大系统所产生的神经肽、激素、细胞因子等共
5、同的统所产生的神经肽、激素、细胞因子等共同的化学信号分子,对远处的效应器或靶组织所产化学信号分子,对远处的效应器或靶组织所产生的调节;生的调节;后后者者是是指指神神经经-内内分分泌泌-免免疫疫三三大大系系统统所所产产生生的的共共同同的的化化学学信信号号分分子子,对对其其邻邻近近的的组组织织或或器器官官产产生生作作用用。在在神神经经、内内分分泌泌、免免疫疫调调节节网网络络中中均均是是由由多多重重环环路路构构成成的的,这这些些环环路路的的工工作作方方式式是是反反馈馈(正正、负负反反馈馈和和前前馈馈),经经系系统统的的级级联联、放放大大、整整合合,从从而而产产生生精精确确的的调调节节反反应应。以以下
6、下仅仅举举几几例例典典型型的的神神经经内内分分泌泌免疫调节环路。免疫调节环路。一、下丘脑一、下丘脑-垂体垂体-肾上腺皮质与肾上腺皮质与M M。M M环路环路 该环路是下丘脑该环路是下丘脑-垂体垂体-肾上腺皮质(肾上腺皮质(HPAHPA)轴轴与活化的单核与活化的单核-巨噬细胞构成的环路巨噬细胞构成的环路(HPAHPAM M。MM环路)。具体调节机制是:环路)。具体调节机制是:1 1下丘脑下丘脑CRHCRH促进促进腺垂体释放腺垂体释放ACTHACTH,ACTHACTH刺激肾上腺皮质释放糖皮质刺激肾上腺皮质释放糖皮质激素(激素(GCGC),),使血中使血中GCGC浓度升高;继之浓度升高;继之ACTH
7、ACTH和和GCGC可分别抑制单核可分别抑制单核-巨噬细胞功能,减少巨噬细胞功能,减少IL-lIL-l的生成的生成和释放和释放(图(图 16-2 16-2)。2 2活化的单核一巨噬细胞生成和释放活化的单核一巨噬细胞生成和释放ILILl l增增多,则多,则ILIL1 1作用于下丘脑,促进作用于下丘脑,促进CRHCRH释放,进而释放,进而促进腺垂体释放促进腺垂体释放ACTHACTH,继而促进肾上腺皮质释放继而促进肾上腺皮质释放GCGC。3 3ACTHACTH和和GCGC可可分分别别抑抑制制ILIL1 1的的进进一一步步生生成成和和释释放。放。4 4ACTHACTH的前体的前体POMCPOMC裂解释
8、放的裂解释放的MSHMSH可在中可在中枢水平对抗枢水平对抗ILILl l刺激刺激CRHCRH分泌的效应。分泌的效应。二、下丘脑二、下丘脑-垂体垂体-肾上腺皮质肾上腺皮质-胸腺环路胸腺环路 该环路是下丘脑该环路是下丘脑-垂体垂体-肾上腺皮质(肾上腺皮质(HPAHPA)轴与轴与胸腺(胸腺(thymus glandthymus gland)构成的环路(构成的环路(HPA-HPA-胸腺环胸腺环路)。具体调节机制是:路)。具体调节机制是:1 1HPAHPA轴中的轴中的ACTHACTH和和GCGC均可抑制胸腺的功能,即均可抑制胸腺的功能,即抑制胸腺细胞的增殖和胸腺激素、细胞因子的释抑制胸腺细胞的增殖和胸腺
9、激素、细胞因子的释放放(图(图16-316-3)。3 3胸腺含胸腺含CRHCRH受体,并可合成受体,并可合成CRHCRH,而而CRHCRH对胸对胸腺的功能有刺激作用。腺的功能有刺激作用。三、下丘脑三、下丘脑-垂体垂体-性腺性腺-胸腺环路胸腺环路 该环路的调节作用特点是:该环路的调节作用特点是:1 1在下丘脑在下丘脑-垂体垂体-性腺(性腺(HPGHPG)轴中,下丘脑轴中,下丘脑GnRHGnRH促进腺垂体释放促进腺垂体释放LHLHFSHFSH,二者引起性腺分泌二者引起性腺分泌雄激素、雌激素及孕激素。雄激素、雌激素及孕激素。2 2性激素对胸腺的功能有较强的抑制性作用,性激素对胸腺的功能有较强的抑制性
10、作用,如细胞数目减少,细胞免疫功能障碍等。如细胞数目减少,细胞免疫功能障碍等。(图(图16164 4)。3 3胸腺上皮也可合成胸腺上皮也可合成GnRHGnRH,卵巢中有胸腺素卵巢中有胸腺素原存在。原存在。第二节第二节 神经内分泌系统对免疫系统的调节神经内分泌系统对免疫系统的调节 长期以来免疫系统都被认为是一个独立存在的长期以来免疫系统都被认为是一个独立存在的自我调节系统,免疫系统内存在完整而精细的调节自我调节系统,免疫系统内存在完整而精细的调节机制,各种复杂的免疫应答反应均在免疫系统内部机制,各种复杂的免疫应答反应均在免疫系统内部发生、发展、消退。但发生、发展、消退。但近年来近年来采用放射自显
11、影、放采用放射自显影、放射受体分析法射受体分析法证明免疫细胞上有很多神经递质和内证明免疫细胞上有很多神经递质和内分泌激素的受体分泌激素的受体,包括类固醇受体、,包括类固醇受体、儿茶酚胺受体、组胺受体、阿片受体、胰岛素受体、儿茶酚胺受体、组胺受体、阿片受体、胰岛素受体、胰高血糖素受体、血管活性肠肽受体、促甲状腺激胰高血糖素受体、血管活性肠肽受体、促甲状腺激素受体、生长激素受体、生长抑素受体、催乳素受素受体、生长激素受体、生长抑素受体、催乳素受体、体、P P物质受体等。物质受体等。可以认为可以认为大多数神经递质和内分泌激素的受体大多数神经递质和内分泌激素的受体都可以在免疫细胞上找到,几乎所有的免疫
12、细都可以在免疫细胞上找到,几乎所有的免疫细胞上都存在不同的神经肽、神经递质和激素的胞上都存在不同的神经肽、神经递质和激素的受体受体。与此同时也发现。与此同时也发现很多内分泌激素和神经很多内分泌激素和神经递质都具有免疫调节的功能(表递质都具有免疫调节的功能(表16-116-1)。而且,。而且,神经内分泌系统通过自分泌或旁分泌的方式由神经内分泌系统通过自分泌或旁分泌的方式由神经内分泌系统分泌细胞因子,并借此调节免神经内分泌系统分泌细胞因子,并借此调节免疫系统的功能。疫系统的功能。一、神经系统对免疫系统的调节一、神经系统对免疫系统的调节 神经系统对免疫系统调节的一个重要解剖神经系统对免疫系统调节的一
13、个重要解剖学基础就是几乎所有免疫器官都有神经纤维的学基础就是几乎所有免疫器官都有神经纤维的分布,如交感神经广泛分布于胸腺,被膜下皮分布,如交感神经广泛分布于胸腺,被膜下皮质和皮髓质交界区,质和皮髓质交界区,。神经纤维不仅分布在血管周围,还深入到皮质和神经纤维不仅分布在血管周围,还深入到皮质和髓质的实质细胞中,与胸腺细胞,髓质的实质细胞中,与胸腺细胞,T T、B B淋巴细胞,淋巴细胞,单核细胞形成接触。用辣根过氧化酶标记法证实单核细胞形成接触。用辣根过氧化酶标记法证实了胸腺的神经纤维是来源于脊髓腹角和延髓的神了胸腺的神经纤维是来源于脊髓腹角和延髓的神经核团。经核团。()大脑皮质对免疫系统的调节(
14、)大脑皮质对免疫系统的调节 大脑皮质是中枢神经的最高中枢,而且参与大脑皮质是中枢神经的最高中枢,而且参与了许多免疫反应的调节,并且存在分区现象了许多免疫反应的调节,并且存在分区现象。实。实验表明,切除小鼠的左侧大脑皮质,验表明,切除小鼠的左侧大脑皮质,T T淋巴细胞淋巴细胞和和NKNK细胞的活性,以及细胞的活性,以及ILIL2 2产生的能力受到抑产生的能力受到抑制;而切除小鼠的右侧大脑皮质,产生制;而切除小鼠的右侧大脑皮质,产生T T淋巴细淋巴细胞和胞和NKNK细胞活性增强等免疫促进作用。细胞活性增强等免疫促进作用。条件反射是脑的高级功能的表现,主要涉及条件反射是脑的高级功能的表现,主要涉及感
15、知和行为的联系。感知和行为的联系。传统的免疫学观点看来,免传统的免疫学观点看来,免疫反应与感知和行为无关。但近来的研究表明,疫反应与感知和行为无关。但近来的研究表明,免疫反应可以建立条件反射(条件性免疫反应),免疫反应可以建立条件反射(条件性免疫反应),这是大脑皮质参与免疫调节的一个佐证这是大脑皮质参与免疫调节的一个佐证。条件性。条件性免疫反应(免疫反应(conditioned immune responseconditioned immune response)是是指根据巴甫洛夫条件反射的模式,将某一指根据巴甫洛夫条件反射的模式,将某一中性刺中性刺激激与一些能够引起机体免疫反应的刺激与一些能
16、够引起机体免疫反应的刺激(非条件非条件刺激)相结合并强化后,在刺激)相结合并强化后,在非条件刺激非条件刺激完全不存完全不存在的情况下,单独给予该中性刺激,仍然会引起在的情况下,单独给予该中性刺激,仍然会引起近似于或大于单独非条件刺激所致的免疫学效应;近似于或大于单独非条件刺激所致的免疫学效应;而该中性刺激与少于先前强度的非条件刺激结合而该中性刺激与少于先前强度的非条件刺激结合时,也可取得等于甚或优于非条件刺激全量的免时,也可取得等于甚或优于非条件刺激全量的免疫学效应。整个反应过程称为疫学效应。整个反应过程称为条件性免疫反应条件性免疫反应,而其中的而其中的中性刺激中性刺激称为称为条件刺激条件刺激
17、。条件性免疫反应最初是在临床观察到条件性免疫反应最初是在临床观察到 的的,MackeazieMackeazie医生(医生(18961896)发现,对玫瑰花粉过)发现,对玫瑰花粉过敏的支气管哮喘病人,见到人造玫瑰花时也会发敏的支气管哮喘病人,见到人造玫瑰花时也会发生哮喘。直至生哮喘。直至19751975年美国学者年美国学者AderAder和和CohenCohen在严在严格规范的实验设计条件下,在大鼠上取得了明确格规范的实验设计条件下,在大鼠上取得了明确的条件性免疫反应实验结果。他们使用糖精作为的条件性免疫反应实验结果。他们使用糖精作为条件刺激条件刺激,而以免疫抑制剂环磷酸胺作为,而以免疫抑制剂环
18、磷酸胺作为非条件非条件刺激刺激,经多次配对使用后,单独使用糖精,也可,经多次配对使用后,单独使用糖精,也可引起免疫抑制反应引起免疫抑制反应抗体滴度降低;抗体滴度降低;19851985年,年,SPectorSPector应用应用 NKNK细胞激活剂细胞激活剂多聚肌苷酸多聚胞多聚肌苷酸多聚胞苷酸(苷酸(poly lpoly l:C C)作为作为非条件刺激非条件刺激,樟脑气味,樟脑气味作为作为条件刺激条件刺激,成功地使,成功地使NKNK细胞活性增高几十倍。细胞活性增高几十倍。在条件免疫性反应实验中,要求条件刺激在在条件免疫性反应实验中,要求条件刺激在前,非条件刺激在后,若顺序颠倒则不再出前,非条件刺
19、激在后,若顺序颠倒则不再出现阳性反应现阳性反应。而且,与条件反射一样,一旦。而且,与条件反射一样,一旦条件免疫性反应建立,条件免疫性反应建立,若只反复给予条件刺若只反复给予条件刺激,而无非条件刺激的强化,则条件免疫性激,而无非条件刺激的强化,则条件免疫性反应会逐渐减弱直至消退反应会逐渐减弱直至消退。(二)下丘脑对免疫系统的调节(二)下丘脑对免疫系统的调节 下丘脑不但在神经内分泌调节中起重要下丘脑不但在神经内分泌调节中起重要作用,而且在免疫反应中也起重要的调节作作用,而且在免疫反应中也起重要的调节作用用。最近应用跨神经元追踪技术结合免疫荧。最近应用跨神经元追踪技术结合免疫荧光双标记技术,证实了下
20、丘脑室旁核的精氨光双标记技术,证实了下丘脑室旁核的精氨酸升压素神经元通过下行投射通路参与对脾酸升压素神经元通过下行投射通路参与对脾脏免疫功能的调控。脏免疫功能的调控。为下丘脑对免疫系统的调节提供了有力的证据。为下丘脑对免疫系统的调节提供了有力的证据。损毁(手术、电解、化学)和刺激下丘脑损毁(手术、电解、化学)和刺激下丘脑某些神经核团或区域,可以产生免疫抑制或增某些神经核团或区域,可以产生免疫抑制或增强作用强作用。许多研究表明,若损毁下丘脑前部,。许多研究表明,若损毁下丘脑前部,可引起循环抗体滴度降低、淋巴细胞对有丝分可引起循环抗体滴度降低、淋巴细胞对有丝分裂原反应降低,裂原反应降低,NKNK细
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