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精神神经免疫机制的研究

时间:2012-07-15 07:20来源:网络整理 作者:泉水 点击: 211次

摘要:  本文从免疫系统及内分泌系统对精神神经免疫机制进行了较为详细的阐述,使中枢神经系统和免疫系统及内分泌系统的相互关系更为明了,它们间的相互调节,促进了机体免疫及相应的整体化,从而保证了内环境的稳定,生命得以保存.

关键词:精神神经免疫;神经机制;神经递质

精神神经免疫(psychoneuroimmunology,PNI)是研究中枢神经系统,内分泌系统和免疫系统相互关系的学说,三者间联系和影响往往是通过双向调节以神经和体液的因素来完成,从进化的角度来看,这种双向调节联系促进了机体免疫及相应的整体化,从而保证了内环境的稳定,使其达到生存目的。山西省人民医院神经外科陈胜利

近年来对PNI的研究在涉及内分泌系统与免疫系统方面较多,而对神经系统调节机制报道甚少。许多疾病,比如神经肌肉疾病,即包含有三种系统成分的调节,由于现尚缺乏一定的技术准确地测量这种复杂的化学和神经调节过程,也没有一种综合理论模式来研究机体对外界因素如精神压力的神经免疫等。本文试图揭示一种模式能帮助临床医生和研究者对精神神经免疫机制进一步明确认识。

1.慢性精神压力对PNI的影响

在健康方面,人们最关心和最感兴趣的问题是慢性精神压力对免疫系统的影响,研究已证实,精神压力能够以某种方式改变机体免疫系统从而使疾病发展或恶化,但需要进一步研究的是慢性精神压力是如何改变了免疫系统,又是以什么机制促使疾病发展的。

近年来,人们就精神压力对免疫系统的影响进行了一些研究,包括给Alzheimers疾病和发电能力性精神病患者关怀治疗,这些研究证实所有这类患者均有严重的免疫压抑,需引起注意的是,这种免疫压抑在压力解除后仍能持续相当长的时间,这种结果也证实了免疫系统并不总能适应慢性精神压力变化,一旦超过耐受限度,会出现不可逆的损害。

这种对精神压力的研究主要包括下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴在内的神经内分泌及免疫系统。一项动物实验研究证实,在经过反复的难以避免的足震动引起动物园长时间恐慌的动物模型上,可以证实CA1和CA2海马神经元树突发生了形态学改变,从捕食动物模型上可以显示急性精诚坟力更易引起神经免疫的变化莫测,在大脑多区域可出现去甲肾上腺素(NE)的增加和促肾上腺释放因子(CRF)的改变。一些临床研究表明,那些长期生活在压力环境中的人往往会出现交感神经兴奋或抑制并出现自然杀伤细胞(NK)功能障碍。婚姻冲突也作为慢性精神压力的模型证实某些情况下神经介质如肾上腺素和去甲肾上腺素会明显增加。

2.PNI机制

一些研究对PNI进特了详细剖析,认为它是“全脑对周身免疫系统的调节。”对压力的反应可以认为是人体为保证自身生存而做出的重要应答。不论人还是动物园,PNI是一种为了求得生存而建立的能发挥最大潜能的复杂系统。其中神经系统是最重要组成部分。神经系统中下丘脑、海马、杏仁核及一些脑干结构能保证机体内环境的稳定,它们在胚胎发育和肌体生存中扮演着重要的角色,能对危害因素做出情感反应及调节内脏的活动,也就是说这些结构参与了机体的免疫调节。

3.神经系统在PNI中的作用

随着对PNI神经调节过程的了解,已知脑的多个部分参与了PNI的调节器,其中中枢/周围神经系统假说在精神压力的调节中起了重要作用。它包括自主神经系统(ANS)、边缘系统,基底节系统和外丘脑皮层髓质系统。

ANS是通过运动神经元和化学递质来完成的,由交感神经系统和非交感神经系统的拮抗机制来实现的,ANS调节内脏、平滑肌、心肌和腺体的活动,保证了内环境的稳定,当机体受到外界或内源性压力时交感神经系统(SNS)能及时动员机体做出应激反应,对精神压力做出反应的关键部位是SNS节前纤维支配的肾上腺髓质。SNS节前纤维是胆碱能神经,肾上腺髓质细胞分泌肾上腺素和去甲肾上腺素。

边缘神经系统是神经免疫的第二关键系统,是一组围绕脑干的皮层下核团和纤维,参与调节PNI的全过程,下丘脑对重要的生理冲动如食欲、性欲和口温饱起调节作用。它是ANS的中心,交感神经的活动是通过垂体的调节来完成的,当一个压力被认知后,中枢神经系统(CRH)的高级中枢被触发使促肾上腺释放激素(CRH)从下丘脑循环至垂体。CRH又促使ACTH入血,从而使肾上腺分泌糖皮质激素。人们许多对压力的生理反应是通过糖皮质激素来完成的。近来研究表明,海马在近记忆力和情感方面起重要作用。Papez证实,海马通过穹窿将冲动从皮层传到下丘脑。中枢情感活动起源于海马,然后传至丘脑和扣带回,扣带回皮层被认为是接受情感冲动的中枢。杏仁核能通过它与下丘脑和脑干的联系使自主功能和内脏活动结合起来,它还可以调节复杂的认知过程和情感行为,近来研究认为其尚与学习和记忆有关。

基底节是调节神经免疫的第三系统,在调节边缘叶,新大脑皮层,额叶前和颞叶中起重要作用。腹侧纹状体和横向核团已经证实是神经免疫的一部分。它们与边缘系统在功能上有明确的联系,这种环形结构使特殊皮层区域和基底节联系起来,使机体能有计划地根据情况设计和处理自己的行为。

此外,包括蓝斑和中缝核的外丘脑皮层髓质系统也影响PNI的活动,蓝斑是一个不规则围绕第四脑室上部的灰质核团,含有大量色素细胞,其内有丰富的儿茶酚胺,主要是去甲肾上腺素参与控制敏感神经元和皮层的活动,中缝核位于脑桥的髓质,是富含血清素的神经元。

4.PNI中的主要神经递质

CNS的完成依赖于电化学通道,神经递质(NT)通过电化学通道作用于受体产生各种反应素调节机体的活动,这种过程常需多种NT的参与,一种为首发NT能激发快速离子通道受体,另几种能激活第二信使系统扩大第一种NT的效能,快速离子通道受体有短暂的潜伏期,第二信使系统有数分种甚至更长的潜伏期。快速离子通道受体的调节是通过蛋白磷酸化,修饰后能对腺体亲和力、电流和酶的敏感性增加,第二信使系统能修饰NT的突触后电位,扩大或NT的释放,能保证内环境的稳定,常见的NT有以下7种。

4.1胆碱能递质  乙酰胆碱是神经肌肉接头,自主神经系统的外周神经节,效应器和中枢神经突触的主要NT,其有两种受体,一种是烟碱类,另一种为  碱类,nAchR是快速离子通道受体,主要存在于神经肌肉接头,脊髓和四叠体上丘,它对NT的反应是通过Na的快速内流,产生兴奋性突触后电位,mAchR是第二信使受体,存在于自主神经节,海马,大脑皮层和小脑,所有mAchR受体均是由成组的鸟苷蛋白组成。

4.2儿茶酚胺  多巴胺、去甲肾上腺素特号 肾上腺素广泛存在于中枢、自主和外周神经组织。CNS中多巴胺有80%,分布在基底节的尾状核,壳核的纤维中是下丘脑与边缘系统中部及中脑端脑神经纤维联系的主要NT。去甲肾上腺素是交感神经节后神经元及蓝斑与磊脑皮层,脊髓和小脑联系的重要NT。肾上腺素是中缝核到下丘脑纤维的主要NT。去甲肾上腺素和肾上腺素受体分为α和β受体。α受体与肌肉和心血管活动的兴奋有关,参与应激反应,β受体与平滑肌和腺体分泌有关。

4.3 5-羟色胺(5-HT) 5-HT广泛分布于CNS上,它的受体有多种形式,在脊髓的后角,5-HT能使体感觉神经部动抑制,产生痛觉减退,在脊髓前角,5-HT参与体温、血压、心率,快速跟球运动等,使机体内环境稳定。

4.4 抑郁性氨基酸  γ-氨基丁酸(GABA)由谷氨酸在谷氨酸脱羧本科催化下合成的,分布在丘脑、基底节和大脑皮层,它的受体分布在腺体,突触前能抑制多巴胺,去甲肾上腺和5-HT释放。

4.5  兴奋性氨基酸  谷氨酸是主要的兴奋氨基酸,它的受体根据功能分为三类,分别为N-甲基,O-天门氨酸(NMDA),quisqualic acid (QA)和kaninic acid (KA).NMDA受体是电压依赖性的,Mg能占据此受体突触后位点,肌松药能降低电位阈值,使Mg++结合力下降,尤其当静息期膜电位对NT不敏感时,经用肌松药后能提高敏感性,从而扩增了兴奋氨基酸的原发信号,NMDA受体也能促使Ca+内流,并且激活蛋白/调钙本科的活性,这些与学习和记忆有关。

4.6 促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)PNI中CRF有二种功能,一为激活和调节机体的应激反应,另一为引起神经肽的变化适应压力的变化,是通过增加心血管和内分泌系统的能力来完成,CRF也会导致高血压等不良反应。

4.7 细胞因子  分布比较少,在神经系统中起主要作用,主要有三种,白细胞介素I(IL-1),白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子(INF)。近来研究表明,IL-1激活下丘脑释放CRF参与应激。

5.PNI的神经模型

见图1

脑皮层高水平反应

外源性刺激

机体对刺激产生知觉

基底节核团

下丘脑/室旁核

内环境稳定

5-HT/ACH

GABA

杏仁核

本能反应

海    马

调节反应

多巴胺

GABA

GABA

GABA

GABA

5-HT

EPI

CRF

脑  干

蓝  斑

中缝核

HPA

免疫系统

NE/EPI

肾上腺髓质

HPA

ACTH/NE

垂体

 

6.展望

近期人们用生化技术来识别突触后电位活动,用抗体或拮抗影响下丘脑肽类物质来了解PNI系统,并用功能性磁共振成像(fMRI),脑电图微量分析技术来研究PNI机制的来龙去脉,EEG能将脑活动信号放大,能提供各种精神压力的变化情况,微量分析技术能直接测量NT,了解脑组织的生化活动,并可辨别PNI的分子水平。分光术和正电子发射电子成像(PET)可探测脑组织的化学标记,分光术可以使全脑对精神压力变化的特殊区域显示出来,PET能追踪NT对压力变化的活动。相信,在不远的将来,人们对PNI的机制会更清楚。

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