Сон
Сон можно объективно измерить с помощью полисомнографии (включая электроэнцефалографические, электроокулографические и электромиографические записи), которая позволяет надежно различать разные стадии сна. Обычно сон начинается со стадии сна 1 (N1), которая представляет собой переходное состояние между сном и бодрствованием, за которым следует легкий сон (N2), глубокий сон (N3, также называемый медленным сном, SWS) (из-за его низкой частоты) и, наконец, сон с быстрыми движениями глаз (REM) (R). В течение ночи происходит 4–5 таких циклов сна, и первоначальное преобладание SWS сменяется более длительными периодами быстрого сна в утренние часы. Hегуляция сна осуществляется двумя факторами: гомеостатический процесс S увеличивает давление сна в ответ на увеличение продолжительности бодрствования и в первую очередь способствует SWS после накопления веществ, регулирующих сон, таких как аденозин, фактор некроза опухоли и IL-1, во время бодрствования. Циркадный процесс С приводит к различной склонности ко сну в зависимости от времени суток. Он противодействует процессу S в дневное время, поскольку способствует бодрствованию с участием сигнализирующих нейротрансмиттеров, таких как норадреналин, дофамин, серотонин и гистамин. Вечером, когда процесс S высок, а процесс C снижается, начинается сон, который демонстрирует типичную хореографию циклов N1, N2, N3 и R
Суточные ритмы иммунной системы
Суточные ритмы в иммунных параметрах и функциях - это строго наблюдаемое явление в биомедицине. Количество в крови т.н. «стрессовых лейкоцитов», таких как нейтрофилы, натуральные клетки-киллеры и высокодифференцированные цитотоксические Т-клетки, имеет ритм с четким дневным пиком. Это опосредовано утренним повышением уровня адреналина, что приводит к мобилизации этих клеток из маргинального пула в кровоток после быстрого бета- 2-адренорецептор-зависимого ингибирования передачи сигналов адгезивного интегрина. Напротив, другие подгруппы, такие как эозинофилы и менее дифференцированные Т-клетки, уходят из кровотока в дневное время. Это опосредовано стимуляцией глюкокортикоидных рецепторов после утреннего повышения уровня кортизола, что способствует транспорту лейкоцитов, управляемому CXCR4, предположительно в костный мозг. Следовательно, эти клетки показывают наибольшее количество в крови ночью, когда уровень кортизола самый низкий. Сон усиливает эти ритмы, активно подавляя уровни адреналина и кортизола. Кроме того, сон увеличивает уровни иммуноподдерживающих медиаторов, таких как альдостерон и гормон роста, которые, как предполагается, способствуют возвращению Т-клеток в лимфатические узлы, тем самым способствуя запуску адаптивных иммунных реакций во время сна. В совокупности поведение сон-бодрствование с его уникальными нейроэндокринными изменениями регулирует движение лейкоцитов человека с общими иммуноподдерживающими эффектами во время ночного сна.
Примечательно, что высвобождение кортизола и катехоламинов зависит от центрального водителя ритма в супрахиазматических ядрах гипоталамуса (SCN), но также зависит от факторов окружающей среды, физических и психосоциальных стрессоров и изменений поведения. По сравнению с ночным бодрствованием сон дополнительно подавляет уровни кортизола и катехоламинов и, таким образом, активно способствует ритмической регуляции числа лейкоцитов.
В лабораторной медицине воспаление, вызванное инфекциями, аллергией, раком или аутоиммунитетом, обычно оценивают по дифференциальному количеству лейкоцитов, скорости оседания эритроцитов или уровням С-реактивного белка (СRP) в периферической крови. Более сложные измерения крови включают проточный цитометрический анализ (например, субпопуляций лимфоцитов) или количественное определение растворимых иммунных медиаторов, таких как прокальцитонин (PCT), иммуноглобулины (например, IgG, IgA), факторы комплемента (например, C3, C4), фибриноген , цитокины (например, интерлейкин-6, IL-6) или их потерянные рецепторы (например, растворимый рецептор IL-2, sIL-2R). Для некоторых из этих параметров 24-часовые ритмы были зарегистрированы у здоровых людей. Несмотря на то, что некоторые из этих ритмов имеют высокую амплитуду, надиры и пики они все же остаются в пределах нормального диапазона референтных значений.
В целом, 24-часовые ритмы более устойчивы для количества циркулирующих лейкоцитов, чем для растворимых медиаторов. Временные изменения количества клеток в основном отражают острые изменения лейкоцитарного трафика. Ритмы в растворимых иммунных параметрах может быть труднее обнаружить, чем в лейкоцитах, потому что период полураспада растворимых факторов слишком велик (например, СRP/PCT ~ 20 часов, IgG ~ 25 дней) или потому, что их системные уровни смешиваются с процедура повторного забора крови в экспериментальных условиях (например, локальное высвобождение IL-6 в месте внутривенного введения). В общем, любой клеточный или растворимый параметр в периферической крови также может измениться из-за смещения плазмы в кровоток или из него. У здоровых людей гематокрит, который является показателем сдвигов в плазме, показывает значительный 24-часовой ритм, который, хотя и с меньшей амплитудой, чем у иммунологических параметров, может влиять на иммунные ритмы и должен учитываться при анализе .
Уже в 1980-х годах T. Abo et al. сообщили о противоположных ритмах числа подмножеств Т-клеток в крови человека с пиком «клеток Tμ» в ночное время и «клеток Tγ» в течение дня. Клетки Tμ были идентифицированы по IgM-индуцированному формированию розеток эритроцитов овцы и составляли около 50% лимфоцитов. С другой стороны, меньшая популяция клеток Tγ была идентифицирована по IgG-индуцированному формированию розеток. По сравнению с Tμ-клетками, Tγ-клетки не рециркулировали через лимфатические узлы и грудной проток, были крупнее, имели более короткий период полужизни и более высокую степень дифференцировки. Позднее сообщалось, что они состоят лишь на четверть из «настоящих Т-клеток», а в остальном из натуральных киллеров (NK) . Несколько десятилетий спустя противоположные ритмы были подтверждены в субпопуляциях лимфоцитов человека, которые были идентифицированы с помощью мультипараметрической проточной цитометрии с окрашиванием на поверхностные маркеры (кластеры дифференцировки, CD), необходимые для рециркуляции между кровью и лимфатическими узлами (например, CD62L, CCR7). или характеризовали дифференцировку клеток и цитотоксичность (например, CD45RA, CD16, CD56). Полученные данные показали, что клетки Tμ идентичны наивным и центральным CD4 + и CD8 + T-клеткам памяти, которые представляют собой T-клетки на ранних стадиях дифференцировки.Напротив, клетки Tγ включают высокодифференцированные цитотоксические эффекторные клетки, такие как CD8 + эффекторные Т-клетки памяти, реэкспрессирующие CD45RA (CD8 + Temra ), CD4 - CD8- (двойные негативные) Т-клетки и NK-подобные Т-клетки .
Медиаторы стресса
Ось HPA и SNS являются двумя основными стрессовыми системами, которые подготавливают организм к борьбе, бегству или замиранию в ответ на вызов окружающей среды, в основном путем мобилизации и перераспределения энергии в требующие ткани. Поскольку стрессоры были эволюционно связаны с ранами, разумно активировать иммунную систему, чтобы отразить вторжение патогенов и инициировать заживление тканей. Действительно, описаны провоспалительные процессы при остром стрессе, в которых, по-видимому, участвуют в основном клетки врожденного иммунитета, а также атипичные сигнальные глюкокортикоидные рецепторы (GR) или α - адренорецепторы (αAdR). С другой стороны, существуют также острые противовоспалительные, иммунорегуляторные эффекты медиаторов стресса на врожденные и адаптивные иммунные клетки с участием геномной GR-сигнализации или βAdR. Т-клетки, по-видимому, экспрессируют только βAdR и не экспрессируют αAdR и поэтому в основном реагируют на противовоспалительное действие катехоламинов.
Наиболее сильным иммунологическим феноменом при активации симпатической нервной системы (SNS) является увеличение количества лейкоцитов, которое врачи часто распознают у пациентов как «стрессовый лейкоцитоз».
Динамика количества лимфоцитов во время сна ( параллели с гормонами)
Во время обычного сна уровень адреналина у здоровых людей постепенно снижается от бодрствования до N1, N2, N3 и быстрого сна. Что касается оси HPA, ритм кортизола находится под жестким контролем SCN. Тем не менее, наблюдается небольшое снижение уровня кортизола во время сна по сравнению с ночным бодрствованием. Сон увеличивает амплитуду ритма кортизола . Снижение уровня кортизола во время сна должно приводить к повышенному высвобождению лейкоцитов из костного мозга и, следовательно, к увеличению количества Т - клеток на ранних стадиях сна по сравнению с бодрствующими людьми. Неожиданно верно обратное: сон по сравнению с ночным бодрствованием резко снижает пик циркулирующего Т - клеток на ранней стадии сна ( устойчивое явление, которое также можно наблюдать при подсчете общего количества CD4 + или CD8 + Т-клеток). SWS, по-видимому, играет центральную роль в этом эффекте сна, поскольку стимуляция электрофизиологических медленных волн может еще больше снизить уровень кортизола у спящих людей и привести к параллельному снижению числа Т-клеток в крови.
Сон не только подавляет уровень медиаторов стресса, но также усиливает высвобождение иммуноподдерживающих гормонов, таких как агонист минералокортикоидных рецепторов (MR) альдостерон и гормоны роста гипофиза (GH) и пролактин.
Добавить комментарий