ROZDZIAŁ 1
Organizacja układu immunologicznego w ośrodkowym układzie nerwowym. Mikroglej
Ośrodkowy układ nerwowy (OUN) jest organem izolowanym immunologicznie oraz uprzywilejowanym immunologicznie, co stanowi podstawę procesów odpornościowych przebiegających za barierą krew-mózg.
Bariera krew-mózg (BBB, blood-brain barrier) anatomicznie oddziela światło naczyń włosowatych mózgu od miąższu mózgu, a funkcjonalnie - ośrodkowy układ nerwowy od reakcji immunologicznych. Nazywana jednostką nerwowo-naczyniową, BBB jest zbudowana ze specjalistycznych komórek śródbłonka, błony podstawnej, perycytów oraz stópek wypustek astrocytów. Komórki śródbłonka charakteryzują się niską przepustowością dla białek surowiczych oraz hamują selektywną adhezję limfocytów. Astrocyty mają zdolność regulowania komórek endotelium. Astrocyty z kolei podlegają regulacji prawidłowo funkcjonujących neuronów poprzez zmniejszenie ekspresji MHC klasy II oraz całkowite zahamowanie MHC klasy I za pośrednictwem cytokin. Uszkodzone neurony znoszą miejscową immunosupresję, co umożliwia rozwój odpowiedzi immunologicznej. Bariera ma zdolność przepuszczania określonych cząsteczek w sposób selektywny.
Izolacja immunologiczna sprawia, że mózg jest antygenowo obcy dla układu immunologicznego, zarówno z uwagi na znacznie zmniejszoną ekspresję MHC klasy I na komórkach OUN, jak również z powodu ograniczonego przenikania komórek immunologicznych wynikającego z ochrony bariery. Aktywacja prozapalna w narządzie izolowanym może prowadzić do przełamania tolerancji immunologicznej.
Narządy uprzywilejowane immunologicznie mają możliwość miejscowej regulacji procesów immunologicznych, ale zachowują również zdolność aktywacji reakcji ogólnoustrojowej. Obecnie uważa się, że uprzywilejowanie immunologiczne charakteryzuje się preferencją pewnych typów odpowiedzi immunologicznych i unikaniem innych, bardziej niszczycielskich, w celu ochrony przed uszkodzeniem wrażliwego i wysoce wyspecjalizowanego środowiska OUN. Środowisko OUN wspiera typy odpowiedzi korzystniejsze dla siebie.
W narządach uprzywilejowanych immunologicznie dzięki ograniczeniu aktywacji przede wszystkim odpowiedzi komórkowej nie dochodzi do produkcji rodników tlenowych, co ogranicza możliwość uszkodzenia tkanek. Jednocześnie w wyniku ograniczenia możliwości aktywacji odporności komórkowej narządy te są szczególnie narażone na niekorzystny przebieg infekcji, zwłaszcza wirusowych.
Uprzywilejowanie immunologicznie OUN wynika z:
- ograniczenia wnikania z surowicy dużych białek, przede wszystkim IgG i dopełniacza (ponad 99%); stężenie IgG stwierdzane w OUN wynosi ok. 0,2% stężenia w surowicy. Może ono wzrosnąć w okresie zapalenia, kiedy pod wpływem cytokin prozapalnych BBB staje się przepuszczalna. Natomiast nawet w ciężkich reakcjach immunologicznych stężenie przeciwciał i białek dopełniacza w OUN jest znacznie niższe niż w pozostałych tkankach; - niskiego stopnia ekspresji cząsteczek MHC i cząsteczek kostymulujących, co powoduje niewydajną prezentację antygenu; - braku drenażu limfatycznego z OUN do węzłów chłonnych; - bezpośredniego wpływu immunosupresyjnego, jaki neurony wywierają na komórki gleju; - wytwarzania cytokin immunosupresyjnych przez astrocyty i neurony.
OUN komunikuje się z układem odpornościowym poprzez szlaki hormonalne i nerwowe: współczulny, przywspółczulny i jelitowy. Układ odpornościowy wpływa na OUN i chroni go poprzez cytokiny pochodzące z aktywowanych komórek odpornościowych na obwodzie, a także z aktywowanego mikrogleju i astrocytów w rdzeniu kręgowym i mózgu.
Mikroglej, czyli makrofagi mózgu, pełni w OUN funkcje immunologiczne, fagocytuje i wspomaga gojenie. Mikroglej jest również niezbędny do prawidłowego rozwoju mózgu, ponieważ usuwa niepotrzebne synapsy, aby umożliwić rozwój synaps bardziej aktywnych. Ten proces jest prowadzony przez znakowanie zbędnych synaps przez C1q układu dopełniacza. Komórki mikrogleju pośredniczą w rozwoju neuronów oraz innych komórek ośrodkowego układu nerwowego, w tym astrocytów, i chronią mózg przed atakiem drobnoustrojów. Natomiast aktywacja immunologiczna mikrogleju wiąże się z chorobami neurodegeneracyjnymi, w tym chorobą Alzheimera i Parkinsona, leukoencefalopatiami i stwardnieniem rozsianym.
