神经 内分泌与免疫调节网络
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内分泌系统与神经、免疫系统的功能联系自从1928 年Ernest Scharrer 发现硬骨鱼下丘脑的神经细胞具有内分泌细胞的特征,并最先提出神经内分泌(neuroendocrine )概念后,启发了有关领域研究的新思路。
随后众多的研究逐渐证实了神经系统与内分泌系统活动联系紧密。
近二十余年来,分子生物学技术以及免疫学的迅速发展,又促使人们发现神经、内分泌和免疫系统能够共享某些信息分子和受体,都通过类似的细胞信号转导途径发挥作用,这又使人们意识到机体还存在一个调节系统——免疫系统。
Besedovskyn 于1977 年最先提出神经- 内分泌- 免疫网络(neuroendocrine-immune network )的概念。
三个系统各具独特功能,相互交联,优势互补,形成调节环路(图1 )。
这个网络通过感受内外环境的各种变化,加工、处理、储存和整合信息,共同维持内环境的稳态,保证机体生命活动正常运转。
图1 内分泌、神经和免疫系统的调节功能联系GH :生长激素;PRL :催乳素一、神经- 内分泌- 免疫网络的物质基础神经、内分泌和免疫三大调节系统以共有、共享的一些化学信号分子为通用语言进行经常性的信息交流,相互协调,构成整体性功能活动调制网络。
内分泌、神经和免疫系统组织都存在共同的激素、神经递质、神经肽和细胞因子(cytokine ),而且细胞表面都分布有相应的受体。
大部分在脑内发现的神经肽和激素同时也存在于外周免疫细胞中,而且结构和功能与神经、内分泌细胞的完全相同。
再如,淋巴细胞和巨噬细胞等存在生长激素(GH )、促肾上腺皮质激素(ACTH )受体和内啡肽受体等,胸腺细胞也分布有生长激素释放激素(GHRH )、催乳素(PRL )等受体。
利用组织化学、放射免疫自显影等技术证实,无论在基础状态下还是诱导后,脑组织中都存在多种细胞因子的受体或相应的mRNA 。
中枢神经系统也存在白介素和干扰素等细胞因子。
在正常情况下,内分泌系统就存在一些细胞因子,而且经诱导后还可以产生许多细胞因子。
神经系统对免疫功能的调节机制研究免疫功能是机体对各类病原体的防御能力,而神经系统作为人体重要的调节系统之一,在免疫功能方面发挥着至关重要的作用。
近年来,越来越多的研究表明神经系统通过多种途径对免疫功能产生调节作用,从而影响身体的健康状况。
本文将探讨神经系统对免疫功能的调节机制。
1. 神经内分泌网络的作用神经内分泌网络是神经系统和免疫系统之间重要的连接桥梁。
免疫功能的调节主要通过神经内分泌系统传递的信号来实现。
例如,垂体-肾上腺轴通过释放肾上腺素和皮质类固醇等激素,调节免疫细胞的分化和功能。
神经内分泌网络的畸变可能导致免疫功能紊乱,从而引发免疫相关疾病。
2. 神经免疫调节途径神经系统通过交感神经和副交感神经对免疫功能进行调节。
交感神经可通过释放去甲肾上腺素和诱导免疫细胞产生炎症介质,影响炎症反应的发生和强度。
副交感神经则具有镇静和抑制免疫反应的作用。
这两个神经途径的平衡和调节是维持免疫功能正常水平的关键。
3. 神经递质的作用神经系统中的神经递质也对免疫功能具有重要影响。
例如,去甲肾上腺素的释放能够抑制免疫细胞的活化和炎症反应,从而调节免疫功能。
多巴胺则能够通过激活免疫细胞上的多巴胺受体,影响免疫反应的途径和结果。
神经递质的平衡和调控是维持免疫功能稳定的关键因素。
4. 神经调节的免疫相关疾病神经系统对免疫功能的调节紊乱可能导致免疫相关疾病的发生。
多种自身免疫性疾病和过敏反应与神经系统的异常活动密切相关。
例如,自身免疫性疾病如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮,可能与神经内分泌网络的紊乱有关。
了解神经调节在这些疾病中的作用有助于寻找新的治疗策略。
综上所述,神经系统通过神经内分泌网络、神经免疫调节途径以及神经递质等多个方面对免疫功能进行调节。
这种调节机制对身体的健康状况和免疫相关疾病的发生都具有重要的影响。
进一步研究神经系统与免疫系统之间的相互作用,有助于揭示免疫功能的调节机制,并为治疗免疫性疾病提供新的思路和策略。
《神经—内分泌—免疫调节网络》讲义在我们的身体内部,存在着一个精妙而复杂的调节网络,那就是神经—内分泌—免疫调节网络。
这个网络就像是一个高度协调的交响乐团,各个部分相互协作,共同维持着身体的健康与平衡。
首先,让我们来了解一下神经系统。
神经系统就像是身体的“指挥官”,它通过神经冲动的传递来迅速地传达信息。
我们的大脑和脊髓是神经系统的核心,它们发出指令,控制着身体的各种活动,从简单的肌肉收缩到复杂的思维过程。
而内分泌系统呢,则是通过激素来发挥作用。
激素就像是身体内部的“信使”,它们由各种内分泌腺分泌,然后进入血液,被运输到身体的各个部位,以调节细胞的功能和代谢。
常见的内分泌腺包括甲状腺、肾上腺、胰腺等。
免疫系统则是我们身体的“防御部队”,负责识别和抵御外来的病原体以及体内异常的细胞。
它由各种免疫细胞和免疫分子组成,包括白细胞、抗体等。
那么,这三个看似独立的系统是如何相互关联,形成一个调节网络的呢?神经系统可以通过神经递质直接影响免疫细胞的功能。
比如说,当我们感到压力时,神经系统会释放一些神经递质,这些神经递质可以抑制免疫系统的活性,使得我们在压力状态下更容易生病。
内分泌系统也能对免疫系统产生影响。
激素可以调节免疫细胞的发育、分化和活性。
例如,糖皮质激素在应激状态下分泌增加,它可以抑制免疫反应,防止过度的炎症反应对身体造成损害。
反过来,免疫系统也不是被动接受调节的。
当免疫系统被激活时,它会产生一些细胞因子,这些细胞因子可以影响神经系统和内分泌系统的功能。
比如,白细胞介素-1 可以作用于下丘脑,引起发热等症状,同时还可以刺激垂体释放促肾上腺皮质激素,从而影响内分泌系统。
神经—内分泌—免疫调节网络的平衡对于我们的健康至关重要。
一旦这个平衡被打破,就可能导致各种疾病的发生。
比如,长期的慢性压力可能会导致神经系统过度活跃,进而影响内分泌和免疫系统,使人更容易患上抑郁症、心血管疾病等。
而免疫功能的异常,如自身免疫性疾病,也可能与神经和内分泌系统的失调有关。
内分泌系统与神经、免疫系统的功能联系自从1928 年Ernest Scharrer 发现硬骨鱼下丘脑的神经细胞具有内分泌细胞的特征,并最先提出神经内分泌(neuroendocrine )概念后,启发了有关领域研究的新思路。
随后众多的研究逐渐证实了神经系统与内分泌系统活动联系紧密。
近二十余年来,分子生物学技术以及免疫学的迅速发展,又促使人们发现神经、内分泌和免疫系统能够共享某些信息分子和受体,都通过类似的细胞信号转导途径发挥作用,这又使人们意识到机体还存在一个调节系统——免疫系统。
Besedovskyn 于1977 年最先提出神经- 内分泌- 免疫网络(neuroendocrine-immune network )的概念。
三个系统各具独特功能,相互交联,优势互补,形成调节环路(图1 )。
这个网络通过感受内外环境的各种变化,加工、处理、储存和整合信息,共同维持内环境的稳态,保证机体生命活动正常运转。
图1 内分泌、神经和免疫系统的调节功能联系GH :生长激素;PRL :催乳素一、神经- 内分泌- 免疫网络的物质基础神经、内分泌和免疫三大调节系统以共有、共享的一些化学信号分子为通用语言进行经常性的信息交流,相互协调,构成整体性功能活动调制网络。
内分泌、神经和免疫系统组织都存在共同的激素、神经递质、神经肽和细胞因子(cytokine ),而且细胞表面都分布有相应的受体。
大部分在脑内发现的神经肽和激素同时也存在于外周免疫细胞中,而且结构和功能与神经、内分泌细胞的完全相同。
再如,淋巴细胞和巨噬细胞等存在生长激素(GH )、促肾上腺皮质激素(ACTH )受体和内啡肽受体等,胸腺细胞也分布有生长激素释放激素(GHRH )、催乳素(PRL )等受体。
利用组织化学、放射免疫自显影等技术证实,无论在基础状态下还是诱导后,脑组织中都存在多种细胞因子的受体或相应的mRNA 。
中枢神经系统也存在白介素和干扰素等细胞因子。
在正常情况下,内分泌系统就存在一些细胞因子,而且经诱导后还可以产生许多细胞因子。
《神经—内分泌—免疫调节网络》讲义在我们的身体内部,存在着一个极其复杂且精妙的调节系统,那就是神经—内分泌—免疫调节网络。
这个网络如同一个高效运作的团队,各个部分相互协作、相互影响,共同维持着身体的健康与平衡。
我们先来了解一下神经系统。
神经系统就像是身体的“指挥中心”,通过神经冲动快速传递信息。
它由中枢神经系统和周围神经系统组成。
中枢神经系统包括脑和脊髓,负责整合和处理来自身体各处的信息,并发出指令。
周围神经系统则将中枢神经系统与身体的各个器官和组织连接起来,使我们能够感知外界刺激并做出相应的反应。
内分泌系统则是通过分泌激素来调节身体的生理功能。
激素是一种化学信使,它们由内分泌腺分泌,进入血液循环,作用于靶细胞或靶器官。
常见的内分泌腺有甲状腺、胰岛、性腺等。
这些激素可以调节新陈代谢、生长发育、生殖等重要的生理过程。
免疫系统是我们身体的“防御部队”,它能够识别和清除入侵体内的病原体、异物以及自身的异常细胞。
免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子。
免疫器官如胸腺、脾脏等是免疫细胞产生和成熟的场所。
免疫细胞包括淋巴细胞、巨噬细胞等,它们协同作战,抵御外来的威胁。
那么,神经、内分泌和免疫这三个系统是如何相互联系、形成调节网络的呢?首先,神经系统可以通过神经递质直接影响内分泌系统和免疫系统的功能。
例如,交感神经兴奋可以促进肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素,从而增加心跳和呼吸频率,提高身体的应激能力。
同时,神经系统还可以通过调节下丘脑的活动,控制垂体的激素分泌,进而影响内分泌系统的功能。
内分泌系统也可以通过激素对神经系统和免疫系统产生影响。
比如,甲状腺激素可以促进神经系统的发育和功能,糖皮质激素则具有抗炎和免疫抑制的作用。
免疫系统也不是孤立的。
当免疫系统受到刺激时,会产生细胞因子等免疫调节物质。
这些物质可以影响神经系统和内分泌系统的功能。
例如,白细胞介素-1 可以作用于下丘脑,引起发热等反应,同时还能影响神经递质的合成和释放。
神经-内分泌-免疫调节网络与疾病柳巨雄吉林大学1 神经-内分泌-免疫调节网络神经免疫调节(neuroimmunomodulation)是从分子水平、细胞水平、器官水平以及整体水平研究神经系统、内分泌系统和免疫系统在结构和功能上的联系。
越来越多的资料表明,神经系统、内分泌系统和免疫系统之间存在双向性信息传递和相互作用,而且它们之间的相互作用对机体在不同条件下稳态的维持起着决定性的作用。
1.1 神经和内分泌系统对免疫功能的调节神经系统可以通过两条途径来影响免疫功能,一条是通过神经释放递质来发挥作用,另一条是通过改变内分泌的活动间接影响免疫功能。
1.1.1 免疫细胞上的神经递质及内分泌激素受体目前已经证明免疫细胞上有多种神经递质和内分泌激素的受体。
它们包括类固醇受体、儿茶酚胺受体、组胺受体、阿片受体、胰岛素受体、胰高血糖素受体、血管活性肠肽受体、促甲状腺激素释放因子受体、生长激素受体、催乳素受体、生长抑素受体、P物质受体、升压素受体、胆囊收缩素受体、降钙素受体等等。
绝大多数神经递质及内分泌激素受体都可以在免疫细胞上找到;所有的免疫细胞上都有不同的神经递质及内分泌激素受体。
免疫细胞上的这些受体,成为神经和内分泌系统作用于免疫系统细胞的物质基础。
1.1.2神经内分泌激素的免疫调节作用神经内分泌系统产生的神经肽、激素和递质可通过免疫细胞表面相应的受体调节免疫功能。
如表1所示。
表1 神经肽、激素和递质信息分子对免疫的调控名称作用效应糖皮质激素ACTHCRH生长激素(GH) 甲状腺素催乳素(PRL)升压素催产素褪黑激素雌二醇P物质(SP) 血管活性肠肽多巴胺5-羟色胺儿茶酚胺乙酰胆碱-+/--+++++++/-+--_-+抑制单核—巨噬细胞的抗原递呈,抑制淋巴细胞的免疫应答,抑制细胞因子(IL-1、IL-2、IFN-γ)产生,抑制NK细胞活性,减少中性粒细胞在炎区积聚,大剂量则溶解淋巴细胞降低抗体生成,抑制T细胞产生IFN-γ及巨噬细胞活化,促进NK细胞功能抑制NK细胞的功能,阻断IL-2诱导的细胞增殖促进巨噬细胞活化,使T辅助细胞增殖并产生IL-2,增加抗体合成,增加NK细胞和CTL的活性促进T细胞活化促进巨噬细胞活化,促进T辅助细胞产生IL-2促进T细胞活化促进T细胞活化促进抗体合成,逆转应激的免疫抑制,中和糖皮质激素的免疫抑制作用抑制外周免疫细胞的增殖反应以及IL-2的产生,增强中枢免疫细胞(胸腺细胞)的功能刺激细胞因子(IL-1、IL-6、TNF)生成,增强抗体生成,增强淋巴细胞增殖抑制抗体生成及淋巴细胞增殖,抑制细胞因子生成减弱免疫反应,减少抗体生成减少抗体生成抑制淋巴细胞增殖增加淋巴细胞和巨噬细胞的数量-:抑制免疫;+:增强免疫此外,许多研究表明,阿片肽在免疫功能的调节中起着重要的作用。
中枢神经在神经-内分泌-免疫网络中的调节作用研究进展机体是一个统一而复杂的整体,体内各个系统虽然有各自独特的生理功能,但其生理活动及对外界的反应不是各自孤立进行的,它们都受神经、内分泌系统的支配。
大量研究已证实,神经纤维通过其网络投射到机体各个器官,参与监测内、外环境,控制内、外分泌腺的分泌,从而对机体的功能和代谢进行整体协调。
神经系统还通过其广泛的外周神经突触及其分泌的神经递质和众多的内分泌激素,甚至还有神经细胞分泌的细胞因子,共同调控着免疫系统的功能;而免疫系统通过免疫细胞产生的多种细胞因子和激素样物质反馈作用于神经、内分泌系统。
这种双向的复杂作用使各系统内或系统之间得以相互作用或调节,形成一个完整的调节回路,被称为/神经-内分泌-免疫网络。
神经系统作用广泛、迅速而灵敏,内分泌系统与免疫系统作用相对局限、缓慢而持久。
外周神经可感受局部环境因素的变化,并以非连续性、闪电式的方式将信息传递到中枢神经系统,中枢神经系统通过对外周神经传来的信息进行分析、归纳、整合,再向外周发出信号,从而引起体温、呼吸、体内激素水平改变、免疫细胞活化、炎症介质产生等一系列变化。
因此在神经-内分泌-免疫网络参与对外周炎症反应的调节中,神经系统占据主导地位,而中枢神经系统又起最主要的作用,是应激反应的调控中心。
本文就近年来有关中枢神经对神经-内分泌-免疫网络调节的研究进展作一简要介绍。
1 下丘脑-垂体-肾上腺轴(hypothalamic pituitary adrenal,HPA)的调节下丘脑-垂体-肾上腺轴对机体的应激具有重要调控作用,同时也是中枢神经系统参与调控外周炎症的主要传出通路。
在严重烧伤、休克、感染等损伤因素的刺激下,机体内环境将发生一系列变化,表现为神经内分泌改变和免疫系统激活。
这些应激引起的免疫内分泌改变是由糖皮质激素介导的观点在神经-内分泌-免疫网络研究领域一直占主导地位;而临床上广泛使用糖皮质激素进行免疫抑制治疗,更强化了这一观点,即应激是中枢神经系统通过HPA 轴依赖途径进行调节的。
第六节神经-内分泌-免疫调节网络基础巩固1.下列对神经-内分泌-免疫调节网络信号的相关解释,正确的是()。
A.只有神经细胞能产生神经肽B.只有免疫细胞存在细胞因子的受体C.神经肽及相应的受体属于神经-内分泌-免疫调节网络的“通用信号”D.mRNA是通过血液运输在神经-内分泌-免疫调节网络中共用的信号分子答案:C解析:免疫细胞和内分泌细胞也能产生神经肽,A项错误。
神经细胞、内分泌细胞和免疫细胞等都属于细胞因子的靶细胞,都有细胞因子的特异性受体,B项错误。
神经递质、神经肽、激素和细胞因子等信号分子及其相应的受体是神经-内分泌-免疫调节网络的“通用信号”,C项正确。
mRNA存在于细胞内,D项错误。
2.下列关于信号分子的叙述,错误的是()。
A.甲状腺激素能够到达全身B.胰岛素能够到达全身C.细胞因子只能弥散在局部组织发挥作用D.神经递质只能弥散在局部组织发挥作用答案:C解析:细胞因子既可以进入组织液,在局部发挥作用,也可以进入血液循环,远距离作用于包括神经元、内分泌细胞和免疫细胞在内的各种细胞。
3.去甲肾上腺素既可以由肾上腺髓质分泌,又可以由神经元释放。
下列对去甲肾上腺素的叙述,正确的是()。
A.去甲肾上腺素只属于激素分子B.去甲肾上腺素只属于神经递质C.释放去甲肾上腺素的神经可能为交感神经D.去甲肾上腺素就是肾上腺素答案:C解析:去甲肾上腺素既属于神经递质又属于激素,A、B两项错误。
去甲肾上腺素可以由肾上腺髓质分泌,推测其功能可能与肾上腺素类似,即可能具有应激作用,因此去甲肾上腺素可能由交感神经释放,C项正确。
去甲肾上腺素和肾上腺素不是同一种物质,D项错误。
4.下列不属于神经系统控制免疫系统方式的是()。
A.通过自主神经B.通过神经递质C.通过神经肽D.通过DNA答案:D解析:DNA是细胞的遗传物质,不会成为神经系统控制内分泌系统的物质。
5.有个别对玫瑰花粉产生超敏反应的人,即使看到假的玫瑰花也会出现超敏症状,这说明()。
神经内分泌免疫网络高等动物的机体是由诸多系统的有机组合而成的结构和功能性整体。
这些系统可分为二类:一类主要执行着机体的营养、代谢及生死等基本生功能,包括血液循环、呼吸、消化及泌尿生殖等系统;而另一类是广泛分布的神经、免疫及内分泌三大系统则起着调节上述各系统的活动,参与机体防御及控制机体的生长和发育等重要作用,从而构成另一类枢纽性系统。
从分布和作用途径及范围来看,三大系统在体内均系广泛分布,但神经系统有以突触为中介的结构连续性,并可借其分枝支配各种组织和器官,包括内分泌组织和细胞,长期认为垂体前叶无直接神经支配的观点目前已被推翻。
免疫组织亦是如此,甚至小肠壁集合淋巴小结也发现有神经末梢分布。
所以,广义上讲,内分泌和免疫系统可视为反射弧的传出环节。
神经系统的信息传递主要由神经纤维上的动作电位及化学性和电突触来实现,而内分泌及免疫系统的信息传递更多是由体液运输完成的,后者还依赖于免疫细胞的循环而行使其细胞和体液免疫功能。
Blalock还将免疫细胞的经体液转送称为“流动的脑”。
近年有人系统地研究了白细胞胞膜上的离子通道和电活动,较好地体现了神经元、内分泌细胞与免疫细胞间的相似性。
人类有关神经系统和或内分泌系统影响机体免疫功能的感性认识由来已久。
古希腊医生Galen曾注意到忧郁的妇女较乐观的女性易罹患癌症。
祖国医学对七情(喜、怒、衷、思、悲、恐、惊)致病也早有直觉和经验性的描述,提示情绪因素至少可部分地影响机体的抗病能力特别是免疫力,从而加速或延缓疾病的发生和发展。
西方医学的许多早期观察均说明应激性刺激可导致疾病或促进发病。
受巴甫洛夫学说的影响,Metalnikov等于1924年证明,经典式条件反射可改变免疫反应,说明免疫系统亦接受神经系统高级中枢的有力影响。
这一事实得到反复证实,并已成为心理神经免疫学(psychoneuroimmunology)重要研究领域。
1936年,Selye分析了一系列伤害性刺激对机体的影响,发现诸如缺氧、冷冻、感染、失血、中毒和情绪紧张等均可引起肾上腺皮质肥大,胸腺萎缩,外周血中淋巴细胞减少等变化,他将这群征候称为“应激”(stress),并确定这些变化系由肾上腺皮质激素分泌过多所致,由此证明了内分泌系统对免疫系统的影响。
神经-内分泌-免疫网络—神经系统通过其广泛的外周神经突触及其分泌的神经递质和众多的内分泌激素神经-内分泌-免疫网络—神经系统通过其广泛的外周神经突触及其分泌的神经递质和众多的内分泌激素,甚至还有神经细胞分泌的细胞因子,来共同调控着免疫系统的功能;而免疫系统通过免疫细胞产生的多种细胞因子和激素样物质反馈作用于神经内分泌系统。
2个系统的细胞表面都证实有相关受体接受对方传来的各种信息。
这种双向的复杂作用使2个系统内或系统之间得以相互交通和调节,构成神经内分泌免疫调节网络,共同维持着机体的稳态。
学术术语来源---增强大鼠神经干细胞生物活性的黄芪注射液文章亮点:1 不同质量浓度黄芪注射液干预,神经干细胞初期细胞增殖速度加快,而24 h后不同质量浓度黄芪注射液干预的细胞活性逐渐趋于一致。
2 50 g/L黄芪注射液能诱导神经干细胞快速分化,且显示神经元特异性烯醇化酶阳性细胞的数量也明显增加。
关键词:干细胞;干细胞与中医药;干细胞基础实验;中医药;黄芪注射液;神经干细胞;MTT;生物活性;细胞分化;干细胞图片文章摘要背景:黄芪对神经功能缺损疾病治疗及神经再生的作用已受到神经科学和脑科学研究者的密切关注,其对神经干细胞的影响也成为一个新的探索方向。
目的:探索黄芪注射液对大鼠神经干细胞生物活性的影响。
方法:分离、培养Wistar大鼠胚胎神经干细胞。
采用荧光免疫细胞化学法鉴定巢蛋白染色阳性,原代培养细胞传至第2代纯化后,随机分为对照组、50,200,400 g/L黄芪注射液组分别培养6,12,24 h后。
采用MTT法检测细胞活性,通过比较细胞活性,选50 g/L黄芪注射液组诱导分化7 d后用免疫组化法检测神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白的表达。
结果与结论:MTT显示药物作用6 h,50,200,400 g/L黄芪注射液组细胞的活性与对照组相比明显升高 (P < 0.05);但24 h后不同质量浓度的黄芪注射液对细胞活性逐渐趋于一致(P > 0.05)。