Клетки крови и центральная нервная система

Эритроциты

         Метаболические и антиоксидантные (защитные) изменения в популяции циркулирующих эритроцитов влияют на поступление кислорода в мозг. Эти изменения можно считать одним из основных механизмом, нарушающим метаболизм глюкозы и, следовательно,  к изменениям клеток мозга, в частности,  у больных нейродегенеративными заболеваниями с нарушениями когнитивных функций.

Расширение капилляров и скорость кровотока

        Влияние эритроцитов на кровоток приводит к выравниванию его скорости в расходящихся бифуркациях капилляров («хорошо сбалансированные бифуркации»), в то время, как гетерогенность HCT обусловлена динамикой эритроцитов с неравномерным распределением в местах бифуркаций и влиянием на сопротивление сосудов. Диаметр капилляров локально изменяет поток и распределение эритроцитов. Расширение капилляров на 10% по длине сосуда 100 мкм увеличивает кровоток в среднем на 21%.  Регуляция движения эритроцитов оказывается тем эффективнее, чем более сбалансированы скорости течения крови при раздвоении и капилляров «вверх по течению».

       Таким образом, расширение капилляров оказывает большее влияние на распределение эритроцитов, чем на скорость кровотока.

Окислительный стресс и антиоксидантные свойства эритроцитов

    Нейроны необходимо максимально оберегать от окислительного стресса, который может вызвать дисфункцию и/или гибель этих клеток, являясь основным фактором неврологических заболеваний. Обзор восприимчивости центральной нервной системы (CNS) к окислительному стрессу, выявляет несколько возможных причин; Nathan C., et.al. (2018) резюмируют их следующим образом: «обогащение ненасыщенными липидами, митохондрии, кальций, глутамат, умеренная антиоксидантная защита, окислительно-восстановительные активные переходные металлы и автоокисление нейротрансмиттеров. R. Franco et.al. (2019), в свою очередь рассматривают окисление RNA как недооцененную причину окислительного стресса».

    Врожденный антиоксидантный механизм в эритроцитах известен уже несколько десятилетий и основан на трипептиде L-γ-глутамил-L-цистеинил-глицин, известном, как глутатион. 

    Сульфгидрильная группа является наиболее важной группой в этом трипептиде; он может быть в восстановленной форме (SH) или в форме окисленного дисульфида (SS). Циклы восстановления/окисления глутатиона необходимы для восстановления двухвалентного состояния железа в гемоглобине. Примечательно, что восстановление восстановленного глутатиона происходит за счет NADPH.

       Таким образом, жизнь поддерживается окислением, но в некоторых ситуациях может возникать избыточное окисление, и тогда в борьбу с ними вступают мощные врожденные механизмы детоксикации. 

     Гемоглобин в эритроцитах, в этом смысле, является парадигмой оптимальной конструкции, поскольку требует, чтобы восстановленное (двухвалентное) железо функционировало в качестве переносчика кислорода.

       Окислительная среда приводит к образованию ионов трехвалентного железа, которые быстро восстанавливаются по механизму, основанному на глутатионе.  Весь процесс детоксикации в эритроцитах требует NADPH, восстановительная способность которого в конечном счете обеспечивается глюкозой.

Лейкоциты

    Центральная нервная система (CNS) и ее менингеальные оболочки содержат миелоидный компартмент, который включает паренхиматозную микроглию и периваскулярные макрофаги, а также сосудистое сплетение и менингеальные макрофаги, дендритные клетки и гранулоциты.

    Сигналы трафика привлекают лейкоциты в очаг поражения и способствуют их экстравазации.

     У высших позвоночных лейкоциты плохо проникают в паренхиму мозга, а характер воспаление в ответ на повреждение отличается от его проявлений в других тканях.

      После повреждения, дегенерации нейронов или инъекций провоспалительных молекул моноциты и лимфоциты крови, получают отсроченный и ограниченный доступ к паренхиме CNS, в то время, как нейтрофилы и тучные клетки в значительной степени здесь исключение. Это свидельствует о том, что микроокружение тканей мозга включает в себя какие-то внутренние и до сих пор малоизвестные механизмы, препятствующие воспалению.

     Рекрутирование иммуноцитов в мозг определяется смешанными факторами, включая качество сна, физические упражнения, особенности питания (ожирение, содержание лептина и жирных кислот омега-3), психологические факторы и стрессоры, усиливаюobt процессы воспаления.

Эндотелий

     Эндотелий в сосудах мозга принципиально не отличается от эндотелия на периферии, однако, на него влияют особенности гемато -энцефалического барьера (BBB).

     Эндотелиальные клетки во время повреждения тканей мозга экспрессируют множество молекул клеточной адгезии (E- и Р селектины, VCAM, ICAM), способствующие привлечению лейкоцитов и нейтрофилов к месту повреждения. Перициты, основной функцией которых является очистка тканей от метаболических отходов и поддержание жизнеспособности эндотелиальных клеток, способствуют проникновению Т-клеток и моноцитов в паренхиму головного мозга. Эти инфильтрирующие клетки продуцируют окислители, секретируют ММР, разрушающие гемато -энцефалический барьер, и выделяют провоспалительные цитокины, такие как IFN-γ, еще более активирующие клетки нейроглии.

Астроциты и гемато -энцефалический барьер

    Целостность гемато -энцефалического барьера определяется плотностью соединений эндотелиальных клеток церебральных капилляров, которые благодаря высокому электрическому сопротивлению формируют барьер для заряженных молекул.

     Астроциты играют основную роль в регуляции инфильтрации лейкоцитов, восстановлении BBB, защите нейронов и ограничении роста нервных волокон после повреждения центральной нервной системы. В отсутствии астроцитов проникновение лейкоцитов в мозг облегчается, но растягивается во времени.

    После индукции дегенерации нейронов с использованием различных нейротоксинов воспалительный ответ либо состоит в основном из активированной резидентной микроглии, либо обнаруживает небольшое количество лейкоцитов, которые полностью рассасываются в течение дней или нескольких недель, что указывает на то, что наличие мертвых клеток само по себе недостаточно для запуска выраженной инфильтрации мозга лейкоцитами. 

   Пока не ясно, является ли увеличение проникновения лейкоцитов после абляции астроцитов следствием нарушения BBB или результатом действия других факторов. Плотные соединительные комплексы, которые образуют BBB  ограничивают прохождения макромолекул, но не являются единственным механизмом, регулирующим поступление лейкоцитов в CNS.  Механизмы, с помощью которых астроциты модулируют поступление лейкоцитов в нормальную или поврежденную паренхиму CNS в дополнение и, возможно, независимо от их влияния на плотные соединительные комплексы ВВВ, включают их способность продуцировать (1) как про-, так и противовоспалительные цитокины и (2) внеклеточно депонированные молекулы, которые положительно и отрицательно влияют на миграцию многих клеток.

Нейтрофилы

     Несмотря на ключевую роль нейтрофилов в реакцию на повреждение тканей, мало исследователей изучали их роль в этом процессе, вероятно, из-за короткой продолжительности жизни данных клеток.  

      Нейтрофилы в нормальных условиях отсутствуют в CNS. Их попадание в паренхиму головного мозга и спинномозговую жидкость (CSF) ограничено наличием гематоэнцефалического барьера (BBB). Тем не менее, инфильтрация CNS нейтрофилами при различных патологических состояниях, например, инфекции, травме, ишемии головного мозга, нейродегенерации или аутоиммунитете, является хорошо известным явлением.

     Продукты нейтрофилов: свободные кислородные радикалы и протеолитические ферменты, включая матриксную металлопротеиназу 9 (ММP-9), играют важную роль в патогенезе повреждения BBB (Matsuo

     Гранулоциты могут также высвобождать внеклеточные молекулы, состоящие из ДНК и белков, называемых нейтрофильными внеклеточными ловушками (NET), которые повреждают ВВВ и следовательно объясняя последующее повреждение окружающих нейронов и других клеток головного мозга (Allen C., et.al., 2012).

    Ишемизированные участки головного мозга инфильтрируются нейтрофилами уже через несколько часов после возникновения экспериментальной ишемии (Garcia J., et.al., 1994). Эти клетки привлекаются химическими медиаторами и молекулярными паттернами, связанными с повреждением, появляющимися даже из-за стерильного воспаления, вызванного ишемией-реперфузией.

   IL-1 местного производства играет решающую роль в этом процессе. Этот интерлейкин отвечает за рекрутирование и трансмиграцию нейтрофилов через поврежденный BBB. Дальнейшая активация этих клеток в воспаленных тканях головного мозга связана с глубокими изменениями их фенотипа и высвобождением деконденсированных нитей ДНК, декорированных внеклеточными протеазами (Allen C., et.al., 2012). Кроме того, нейтрофилы, экспрессирующие IL-1β передают информацию о воспалении в мозг и способствуют длительным изменениям его состояния, вследствие септической энцефалопатии, например, во время тяжелого системного воспаления, вызванного бактериальным компонентом и липополисахаридом-агонистом TLR4.

    Нейтрофилы с характерными фенотипическими изменениями были обнаружены в просвете капилляров, в периваскулярных пространствах, в паренхиме головного мозга вблизи кровеносных сосудов и в окружающих перицитах, что позволяет предположить, что NET могут способствовать повреждению BBB.

     Таким образом, периферические (например, рак вне СNS) или системные заболевания, такие как сепсис, могут приводить к нейровоспалению и накоплению миелоидных клеток в тканях мозга (He H., et.al., 2016).

Эозинофилы

    Эозинофилы накапливаются при различных заболеваниях центральной нервной системы человека (эозинофильный менингоэнцефалит, идиопатическая гиперэозинофильная синдромная энцефалопатия, эозинофильный менингит, периферическая невропатия), в том числе при опухолях головного мозга (нейробластома, лейомиома, глиобластома).

    Поскольку эозинофилы - это эффекторные клетки, активирующиеся  при атопическом заболевании, то они могут участвовать в обратной связи между последним (аллергия, астма, экзема) и опухолями мозга.        

    Интересно, что эозинофильный менингит выявлялся в случае диссеминированной глиобластомы (Defendini R., et.al., 1981).

    Эозинофилы человека in vitro реагируют на S100 - возможный маркер крови в некоторых случаях глиобластомы, который, как известно, высвобождается CD8+ Т-клетками, астроцитами, олигодендроцитами и опухолевыми клетками (Steiner J., et.al., 2011).  

     Эозинофилы хранят и продуцируют фактор роста нервов (NGF), который активирует эти клетки при легкой эозинофилии, например, при аллергии для избирательного высвобождения медиаторов воспаления. 

    Интересно, что EDN и ECP - белки гранул, вызывают «феномен Гордона» -  нейротоксическое явление, включающее дегенерацию клеток Пуркинье после внутримозговой инъекции эозинофилов человека животным (Fredens K., et.al., 1982).

     После образования внутричерепной гематомы быстро возникает выраженное воспаление, вызывающее перигематомную инфильтрацию лейкоцитами в течение нескольких часов. Предполагают, что риск расширения гематомы (HE) обратно пропорционален WBC и N и прямо связан с M. Подсчет эозинофилов надежно предсказывает HE и может быть суррогатным показателем маркера воспаления, полезным для выбора пациентов с острым спонтанным внутримозговым кровоизлиянием (ICH) с высоким риском расширения гематомы и необходимости гемостаза. Количество эозинофилов строго коррелировало с HE независимо от определения роста и обладало лучшей дискриминационной способностью по сравнению с другими типами лейкоцитов. ( Chen Q., et.al., 2019). Кроме того, результаты исследования с большой популяцией ICH показали, что риск HE напрямую связан с количеством моноцитов, когда HE определяли как увеличение объема > 6 мл или 30% (Morroti A., et.al., 2016).

   В двух многоцентровых исследованиях сообщалось, что более высокое количество моноцитов при поступлении в стационар независимо связано с 30-дневной летальностью, в то время как количество нейтрофилов и общего количества лейкоцитов не дает такой связи. Исследователи предположили, что HE может быть связующим звеном между количеством моноцитов и плохим исходом ICH.

   Помимо воздействия на компоненты гематомы, экссудативные лейкоциты могут взаимодействовать с тромбоцитами и факторами свертывания крови и способствовать образованию тромбов за счет смещения баланса свертывания крови. Прокоагулянтное состояние, вызванное острым воспалением, может ограничивать дальнейшее увеличение гематомы. Нейтрофилы и моноциты являются преобладающими лейкоцитами, и оба они попадают в мозг через гематоэнцефалический барьер после внутричерепного кровоизлияния.  Было обнаружено, что помимо бактерицидных действий, известных при иммунном ответе, они играют роль в пути коагуляции. Активированные нейтрофилы могут высвобождать тканевой фактор (TF) и подавлять ингибитор пути TF в пользу образования тромбов. Взаимодействуя с тромбоцитами, факторами X и XII, нейтрофилы могут усиливать образование тромбина и стабилизировать фибрин.  Напротив, показано, что поверхность мембран моноцитов богата антикоагулянтными факторами, такими как ингибитор пути TF, рецептор эндотелиального белка С и тромбомодулин, которые могут физиологически ингибировать образование тромбов и способствовать фибринолизу.

Базофилы

    Базофилы в основном действуют на периферии, но также известно, что эти клетки за счет секреции гистамина способны посылать сигналы, препятствующие процессам воспаления кожных покровов, слизистых и др. тканей  в том числе и  мозга.

  Предполагается, что базофилы вызывают зуд из-за экспрессии множества пруритогенов, таких как гистамин и цитокины 2 типа ( Steinhoff M., et al., 2018).  Факторы, полученные из активируемых аллергеном базофилов, могут напрямую активировать сенсорные нейроны in vitro .  Несмотря на то, что базофилы встречаются редко, они могут быстро мигрировать в ответ на различные стимулы, такие как цитокины и стимуляция IgE   и тем самым проникают в ткани (Suzukawa M., et al., 2005). Cтимуляция базофилов аллергеном в коже может привести к уникальным взаимодействиям между базофилами и нейронами, которые могут поддерживать их роль в патогенезе зуда (Wang  V., et.al., 2021).  Базофилы, скорее всего, имеют провоспалительную природу и лежат в основе дезадаптивных нейроиммунных процессов. 

    Тучные клетки по своей природе являются тканевыми и опосредуют различные гомеостатические нейроиммунные процессы, такие как вазорегуляция, нейровоспаление и чувствительность, из-за их непосредственной близости к нейронам.  

   Тучные клетки - единственные гемопоэтические и иммунные клетки, естественно расположенные в СNS, где они выполняют те же функции, что и на периферии (например, аллергические реакции и участие в воспалении). Эти клетки обладают заметной способностью модулировать проницаемость BBB, что часто способствует нейровоспалению и повреждению после ишемии. Однако, недавно было обнаружено, что тучные клетки разрушают провоспалительные цитокины после черепно-мозговой травмы, проявляя противовоспалительную и нейропротективную роль. Важно отметить, что тучные клетки также являются основными иммунными клетками, участвующими в функции оси «кишечник-мозг».

Y., et.al., 1994; Strecker K., et.al., 2017).

Моноциты  

      Центральная нервная система содержит различные типы миелоидных клеток, а именно тучные клетки (Hendriksen E., et al., 2017; Lenz K. and Nelson L., 2018), паренхиматозные клетки микроглии, периваскулярные макрофаги, менингеальные макрофаги, макрофаги сосудистого сплетения и моноциты крови. Независимо от состояния поляризации, активация микроглии направляет воспалительный ответ почти при всех нейропсихиатрических заболеваниях 

     В отличие от нейтрофилов, прямое взаимодействие между нервной и иммунной системами осуществляется через нейроиммунные синапсы между периферическими нервами и лимфоцитами/макрофагами.

    В стационарных условиях моноциты не обнаруживаются в паренхиме головного или спинного мозга, однако они обнаруживаются в мозговых оболочках (Mildner A., et al., 2008). На периферии моноциты могут фагоцитировать дебрис, разрушать и перестраивать внеклеточный матрикс, связываться с локальными клетками, представлять антигены лимфоцитам, регулировать воспаление, рекрутировать другие иммунные клетки, стимулировать ангиогенез и способствовать заживлению ран (Ginhoux F., Jung S., 2014). Эти функции могут быть особенно полезны для CNS, где иммунный надзор важен для гомеостаза. В некоторых исследованиях утверждается, что потенциально благоприятные ответы моноцитов не могут быть полностью выражены в поврежденной СNS, потому что моноциты застревают в фиброзном глиальном рубце (Shechter R., et al., 2013). Диссоциация внеклеточного матрикса вокруг поврежденной области, тем самым позволяя моноцитам заселять участок, в противном случае преимущественно занятый микроглией, улучшая выживаемость нейронов.

   Моноциты и производные от них макрофаги и дендритные клетки играют важную роль в восстановлении после травмы.  спинного мозга

     Первое поколение кроветворных клеток специфицируется в стенке желточного мешка. Важно отметить, что эти кроветворные клетки имеют другое происхождение, чем клетки-предшественники, развивающиеся из кроветворных островков в эндотелии капилляров желточного мешка. Предполагается, что микроглиальные клетки центральной нервной системы произошли от этих самых первых гемопоэтических предшественников. Жизненный цикл макрофага обычно включает миграционную стадию, представленную моноцитами, циркулирующими в крови; эта стадия отсутствует в развитии микроглии. Предшественники микроглии мигрируют непосредственно в центральную нервную систему и созревают внутри.

    Второе поколение - эритромиелоидные клетки-предшественники, образуются из гематогенного эндотелия капилляров желточного мешка. Эти клетки впоследствии колонизируют печень эмбриона. По профилю молекулярных маркеров макрофаги, происходящие от этих предшественников, очень похожи на макрофаги, происходящие от предшественников первого поколения; однако их созревание происходит на стадии моноцитов.

   Третье поколение гематопоэтических предшественников развивается из гематогенного эндотелия зоны аорта-гонады-мезонефрос; впоследствии эти клетки мигрируют в печень и красный костный мозг. Макрофаги этого поколения колонизируют почти все органы эмбриона, кроме центральной нервной системы.

   Центральная нервная система, по-видимому, недоступна для моноцитов и макрофагов, за исключением макрофагов первого поколения.

Резидентная микроглия и «моноциты – иммигранты»

    Одной из наиболее известных функций развития микроглии является фагоцитоз нейронов, перенесших запрограммированную гибель

     Микроглия, связана с нейронами, подвергающимися гибели клеток развития в различных областях ЦНС, включая гиппокамп, мозжечок, сетчатку и спинного мозга. Фактически, визуализация эмбрионов рыбок данио in vivo показала, что микроглия поглощает умирающие нейроны. Кроме того, микроглия направляет клетки на запрограммированную гибель различными путями, включая продуцирование NGF или образование респираторного взрыва в сетчатке, CD11b и DAP12 в гиппокампе новорожденных, и FNO-α в спинном мозге 

    Мало что известно о взаимодействии моноцитов с мозгом в физиологических условиях. Однако было высказано предположение, что циркулирующие моноциты - точнее, их патрулирующее подмножество, имеющее длительный период полураспада, - пополняют популяцию околососудистых макрофагов в нормальной ткани, которая участвует в поддержании гомеостаза околососудистого пространства.

    В патологических условиях короткоживущие циркулирующие провоспалительные моноциты мобилизуются из костного мозга в кровоток CCR2-зависимым образом. Было показано, что эти клетки обладают способностью проникать в воспаленные ткани нескольких органов, включая мозг.  Скорость инфильтрации моноцитов увеличивается в ответ на вызванные мозгом воспалительные сигналы.

     После повреждение мозга и инфильтрации моноциты могут дифференцироваться в активированные макрофаги, которые участвуют в продукции различных воспалительных молекул, таких как IL-1β и FNO α, и фагоцитоз токсических элементов, включая Aβ.

      Клетки микроглии являются резидентными иммунными клетками центральной нервной системы.  Поскольку инфильтрирующие моноциты дифференцируются в макрофаги их становится трудно отличить от резидентных иммунных клеток. Одним из методов, обычно используемых для отделения резидентной микроглии от инфильтрирующих моноцитов, были исследования по пересадке костного мозга.  Недостатком этого метода является то, что излучение, убивающее миелоидные клетки, может также убивать и микроглию. Второй подход состоял в том, чтобы истощать циркулирующие моноциты с помощью клодронатных липосом, что в некоторых моделях задерживает дегенерацию, предполагая, что инфильтрирующие клетки в первую очередь вредны. Однако, поскольку характеристики как резидентных, так и инфильтрирующих клеток могут со временем меняться, более глубокое понимание их соответствующих ролей требует устранения неоднозначности их молекулярных фенотипов и соотнесения отдельных фенотипов с клеточным поведением во время возникновения и прогрессирования нейропсихиатрических расстройств.

     Возникающая картина нейровоспаления во время острой фазы дегенерации является одной из особенностей последней, включающей взаимодействие микроглии, глии и инфильтрирующих моноцитов на протяжении всего развития болезни. Обычно считается, что нейровоспаление является результатом взаимодействия микроглии и моноцитов с отмирающими нейронами. Однако, радиальные глиальные клетки могут выступать в качестве каналов для передачи сигналов стресса и смерти за пределы места дегенерации.

      Стоит отметить, что элиминация моноцитов не влияет на продолжительность нейродегенерации.

      Как отмечалось выше, морфологически моноцитарные макрофаги неотличимы от резидентных клеток микроглии головного мозга, но функционально они проявляют более эффективную фагоцитарную способность.

     Микроглия - постоянная популяция макрофагов головного мозга. Подобно другим резидентным клеткам ткани, таким как клетки Купфера печени и клетки Лангерганса эпидермиса, микроглия происходит из желточного мешка во время эмбриогенеза, из миелоидной линии, которая не зависит от костного мозга и, следовательно, отличается от линии моноцитов, происходящих из последнего.

       Микроглию можно отличить от инфильтрирующих происходящих из моноцитов макрофагов и дендритных клеток по их низкой или промежуточной экспрессии CD45 и отсутствию экспрессии Ly6C.

     При большинстве инфекций резидентная микроглия играет функционально отличную роль от клеток, происходящих из моноцитов. Например, во время некоторых форм острого энцефалита резидентная микроглия экспрессирует более низкие уровни провоспалительных медиаторов, таких как NO, более низкие уровни МНС-II и демонстрирует значительно сниженную способность обрабатывать антиген и стимулировать пролиферацию Т-клеток по сравнению с высокоактивированным инфильтрированием макрофагов. Для сравнения, при острой инфекции TMEV резидентная микроглия и инфильтрирующие макрофаги экспрессируют сходные уровни провоспалительных цитокинов и демонстрируют сходную способность к обработке и представлению антигена; однако на хронических стадиях заболевания макрофаги более эффективно стимулируют ответы Т-клеток.

    Существует доказательства того, что проникающие в мозг моноциты способны привести к возникновению клеток микроглии в некоторых моделях воспаления CNS, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, а также бактериальный менингит.

    Эти иммигранты - микроглиальные клетки, по-видимому, играют различные функциональные роли по сравнению с их резидентными аналогами во время болезни. Например, иммигрантская микроглия более эффективна для очистки амилоидных бляшек, чем резидентная микроглия. Тем не менее, одним из предостережений этих исследований было использование облучения для генерирования химер костного мозга, чтобы отличить резидентную микроглию от моноцитов, «прибывших» из кровотока. В настоящее время нет иммунофенотипических маркеров, которые могли бы окончательно разделить эти две популяции. В результате для генерации химер можно использовать различение тканей резидентных и производных популяций из костного мозга. Однако облучение может нарушить гематоэнцефалический барьер и способствовать выработке CCL2, что приводит к рекрутированию моноцитов в CNS. Поэтому трудно сделать вывод о том, является ли приживление моноцитов нормальным признаком заболевания у животных или является ли оно главным образом результатом предварительной обработки мозга облучением. Недавнее исследование с использованием модели парабиоза вместо облученных химер костного мозга показало, что приживление микроглии, происходящей из моноцитов во время инфекции, является лишь временным ответом. Модели парабиоза также использовались для того, чтобы показать, что при аксономии лицевого нерва или боковом амиотрофическом склерозе нет значительного приживления микроглии, происходящей из моноцитов. 

   Существует несколько исследований, в которых изучается рекрутирование микроглии, происходящей из моноцитов, во время вирусной инфекции ЦНС. Исследователи показали, что при энцефалите WNV воспалительные моноциты вызывают не только CD45 hi макрофаги в головном мозге, но также и подмножество CD45 int, которое фенотипически аналогично активированной резидентной микроглии, за исключением экспрессии Ly6C. Хотя химеры первоначально использовались для исследования этого явления, исследователи также подтвердили, что рекрутирование этих клеток, происходящих из моноцитов, не было результатом разрушения BBB (используя методы, которые не используют никакого облучения, включая исследования адоптивного переноса костного мозга и системы на основе микрочастиц, которые способны отслеживать эти клетки с минимальным возмущением системы болезни). Кроме того, было обнаружено, что эти клетки вносят вклад в иммунопатогенез энцефалита WNV, так как блокада CCL2 значительно снижает рекрутинг в ЦНС и продлевает выживаемость летально инфицированных животных.

   Моноциты Ly6C hi, по- видимому, играют парадоксальную роль во многих моделях заболеваний. Например, более высокая смертность и повышенная нагрузка патогенами наблюдаются при токсоплазме, листерии, криптококке, иерсиниевой инфекции, HSV-2 и коронавирусе, а также MHV, когда эти клетки истощены. С другой стороны, моноциты Ly6C hi являются прямыми мишенями для таких патогенов, как ВИЧ, TMEV, Listeria и Toxoplasma. Инфицированные моноциты могут быть непосредственно ответственны за распространение инфекции в виде «троянского коня» в ЦНС, тем самым усиливая заболевание и увеличивая потенциальную смертность.

    Спорная роль моноцитов при инфицировании головного мозга заключается в их потенциальном вкладе в иммуноопосредованную патологию. В некоторых моделях болезни ЦНС, Ly6C воспалительных моноциты способны причинить значительный ущерб и разрушения в мозге, непосредственно влияющих на заболеваемость и смертность. Моноциты Ly6C hi вносят значительный вклад в патогенез заболевания во время инсульта. У мышей с дефицитом CCL2 - / - и CCR2 - / - наблюдаются меньшие инфаркты и улучшенные функциональные результаты по сравнению с контрольной группой дикого типа после транзиторной церебральной ишемии. Аналогично в моделях черепно-мозговой травмы CCL2 - / -у мышей наблюдалось снижение инфильтрации макрофагов и объема поражения по сравнению с мышами дикого типа, что соответствовало улучшению функционального восстановления после повреждения.

   Хотя инфильтрация Ly6C hi- моноцитов является отличительной чертой вирусного энцефалита, роль этих клеток в вирусном клиренсе и иммунопатологии недостаточно четко определена. Однако, очевидно, что эти клетки имеют значение для контроля и очистки от некоторых вирусов, они несут прямую ответственность за привлечение других вирусов в ЦНС или вызывают значительную иммунопатологию. Будущие исследования, которые направлены на развитие моноцитов и миграцию в ЦНС терапевтическим способом, не только обеспечат существенное понимание путей, посредством которых моноциты рекрутируются в ЦНС, но и определят новые цели для терапии вирусного энцефалита.

   Появляются новые данные, свидетельствующие о наличии нового иммунного контура, включающего активацию нейроглии (микро) и симпатический отток в периферическую иммунную систему, что еще более усиливает поведение, связанное со стрессом. Кроме того, новые данные указывают на то, что перенос моноцитов из селезенки в мозг является ключевым регулятором повторно возникающей тревоги после продолжительного стресса. В самом деле, хронический психологический стресс у людей вызывает «отпечаток транскрипции» на периферических моноцитах, который характеризуется повышенной про-воспалительной экспрессией генов. 

    Микроглия составляет ~ 12% клеток центральной нервной системы. Больше микроглии расположено близко к нейронам в сером веществе, с самыми высокими концентрациями в гиппокампе, обонятельном конечном мозге, базальных ганглиях и черной субстанции. Источником большинства клеток микроглии является не костный мозг после рождения, а гематопоэтические стволовые клетки в желточном мешке на ранней стадии развития. Новые трансгенные подходы показали четкие различия в клеточных характеристиках микроглии и макрофагов в мозге.

      В отличие от макрофагов, клетки микроглии являются долгоживущими и не замещаются циркулирующими периферическими моноцитами в физиологических условиях. 

   Микроглия может быть поляризована на два подтипа: М1 и М2, отвечая на определенные раздражители. Например, липополисахарид (LPS) или интерферон-γ индуцирует поляризацию в M1, тогда как IL-4 или IL-13 индуцирует фенотип M2. Подтип M1 характеризуется продукцией про-воспалительных цитокинов, таких как IL-1β, IL-6, IL-8 и альфа-фактор некроза опухоли (TNF-α).  Фенотип M1 активируется связанными с повреждением молекулярными паттернами, такими как АТФ, молекулы S100, гистоны и белки теплового шока. Напротив, фенотип M2 характеризуется продукцией противовоспалительных цитокинов, таких как IL-10, инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), трансформирующий фактор роста бета (TGF-β) и нейротрофические факторы. Фенотип M2 активируется цитокинами, такими как IL-4, IL-13 и IL-25.

   Активированная микроглия изменяет свои клеточные процессы и трансформируется из разветвленного состояния в амебоидную форму (морфологию), при которой они реагируют на внешние раздражители, вызванные различными патологическими состояниями, такими как травма, инфекция или другие повреждения мозговой ткани. Активированные функции микроглии включают фагоцитоз, продукцию и высвобождение цитокинов, активных форм кислорода и некоторых видов азота. Они экспрессируют профиль экспрессии маркера клеточной поверхности, который сходен с профилем других мононуклеарных фагоцитов (в частности, макрофагов), таких как кластер дифференцировки 14 (CD14), молекулы МНС и рецепторы хемокинов.

   Активация микроглии при патологических состояниях в головном мозге может оказывать нейропротекторное действие за счет уменьшения белковых агрегатов; однако они могут оказывать цитотоксические эффекты, секретируя нейротоксические факторы.

   Исследователи выявили активацию микроглии при психических расстройствах, таких как шизофрения, биполярное расстройство и большое депрессивное расстройство. Относительно реже, но достоверно выявлялась активация периферических моноцитарных клеток при психических расстройствах. В связи с вышесказанным, разумно предположить, что микроглия взаимодействует с периферическими моноцитарными клетками в патогенезе психических расстройств.

   Периферические моноциты могут дифференцироваться в макрофаги и дендритные клетки в периферических тканях, которые имеют сходство с микроглией в клеточной морфологии и функциях, таких как фагоцитарная активность, экспрессия маркеров клеточной поверхности и продукции цитокинов, а также сходные профили экспрессии генов. При патологических состояниях, в частности, при нарушениях головного мозга моноциты рекрутируются из периферической крови в мозг, где они взаимодействуют с микроглией в иммунных реакциях.

    Исследователи отметили, что количество активированных клеток микроглии увеличено в префронтальном белом веществе больных шизофренией, но не у пациентов с биполярным расстройством.

     Было также показано, что примированная (активированная) микроглия была значительно увеличена по сравнению с разветвленной (покоящейся) микроглией в передних части поясных извилин, полученных от пациентов, которые умерли от самоубийств вследствие депрессии, по сравнению со здоровыми контролями, тогда как общая плотность ионизированного кальций - связывающего адаптера молекулы 1 (IBA1) положительная микроглия не отличалась между случаями самоубийства при депрессии и контролем. В литературе сообщалось, что экспрессия человеческого лейкоцитарного антигена-антигена D (HLA-DR), который реагирует с активированной микроглией, повышена в лобных кортикальных слоях пациентов с шизофренией в исследованиях с иммуноокрашиванием.

    Исследователи продемонстрировали, что интерлейкин-6 (IL-6 ), IL - 8 и IL - 1в мРНК и транскрипты были чрезмерно выражены в дорсолатеральной префронтальной коре головного мозга, а плотность главного комплекса гистосовместимости класса II (МНС-II) рецептор-положительным микроглия (т.е., антиген-презентирующие клетки) была увеличена в белом веществе больных шизофренией. Отметим, что изменения в экспрессии генов, которые кодируют маркеры активированной микроглии, были связаны с маркерами воспаления в сигнальном пути арахидоновой кислоты у пациентов с шизофренией.

    ПЭТ-радиолиганды, такие как C-PK11195 и DAA1106, являются селективными для белка-транслокатора 18 кДа / периферического бензодиазепинового рецептора, который высоко экспрессируется в активированной микроглии и участвует во множественных клеточных процессах, таких как апоптоз, регуляция клеточной пролиферации, иммуномодуляция и стероидогенез.

   В исследовании ПЭТ пациентов, которые выздоровели от психоза, не наблюдалось значительной активации микроглии.

   Моноциты являются предшественниками тканевых макрофагов, остеокластов и антиген -презентирующих клеток. Моноциты, которые составляют 5–10% лейкоцитов периферической крови, происходят из миеломоноцитарных стволовых клеток в костном мозге и затем высвобождаются в кровообращение, где у людей период полураспада составляет до 3-х дней. Мозг содержит несколько типов клеток, происходящих из моноцитов.

   Макрофаги и дендритные клетки, полученные из крови, присутствуют на внешних границах мозга, таких как сосудистое сплетение, около сосудистое пространство и менингиальная оболочка; однако количество дендритных клеток, полученных из крови, невелико.

    Есть пять подмножеств моноцитов; их можно различить по разным поверхностным маркерам. Более половины моноцитов принадлежат подгруппе 1 и характеризуются профилями поверхностных маркеров с обильным CD14 и недостаточной экспрессией CD16. Обе подгруппы 2 и 3 имеют экспрессию CD16 и содержат активные фагоцитарные клетки.  Экспрессия CD14 увеличивается в подгруппе 2 по сравнению с подгруппой 3. Подмножество 4 является предшественником дендритных клеток с высокой экспрессией CD40. Подмножество 5, наименьшее подмножество, имеет много поверхностных маркеров с подмножеством 1; однако оно отличается дополнительной экспрессией CD56 -  маркера незрелых моноцитов. Трансформация между подгруппами периферических моноцитов может происходить одновременно с дифференциацией микроглии в мозге при определенных патогенных состояниях, связанных с психическими заболеваниями.

    Несколько исследований показали связь между активностью моноцитов и психическими расстройствами. Известно, что циркулирующие моноциты периферической крови повышены у пациентов с шизофренией.

   Как отмечалось выше, микроглия и моноциты имеют схожие функции, такие как фагоцитоз и высвобождение провоспалительных цитокинов, а также сходную экспрессию поверхностных маркеров, таких как CD14, молекулы МНС и рецепторы хемокинов. Они могут также иметь сходные эпигенетические метки в дополнение к одинаковой геномной последовательности. Хотя ограниченные данные прямо указывают на эпигенетическое сходство между микроглией и периферическими моноцитарными клетками, в нескольких предыдущих исследованиях предполагалось сходство в профилях экспрессии генов как микроглии, так и периферических моноцитарных клеток.

      Исследователи наблюдали представленность генов, связанных с болезнью Альцгеймера, среди профилей экспрессии, специфичных для микроглии и моноцитов. Исследователи сравнили микроглии профиль экспрессии генов с микрочипов данных моноцитов крови человека и в пробирке макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF) дифференцируются макрофаги, чтобы оценить экспрессию генов, связанных с болезнью Альцгеймера. Из 379 генов, связанных с болезнью Альцгеймера, 159 были экспрессированы в микроглии, 198 - в моноцитах и ​​206 - в макрофагах. Из этих генов экспрессия 128 генов, связанных с болезнью Альцгеймера, была характерна для микроглии, моноцитов и макрофагов.

   Повреждение ЦНС обычно приводит к привлечению циркулирующих иммунных клеток, в том числе моноцитов, что приводит к врожденному иммунному ответу, который состоит из микро нейроглии и макрофагов / дендритных клеток, происходящих из моноцитов. Взаимодействия между нейроглией и моноцитами также могут регулироваться цитокинами.  Периферическое воспаление, которое вызывается, например, периферическим введением LPS, вызывает периферические реакции среди иммунных клеток, включая моноциты.

   Локальные изменения осмоляльности клеток позволяют моноцитам мигрировать и проникать в паренхиму ЦНС, где они далее дифференцируются в фагоциты при патологических условиях. Ионные каналы также играют важную роль в процессе активации микроглии. Следовательно, ингибиторы ионных каналов являются хорошими кандидатами для терапевтических вмешательств с целью контроля иммунных реакций при психических заболеваниях.

   Возможно, что взаимодействия между микроглией и нейронными сетями модулируют пролиферацию миелоидных клеток через вегетативную нервную систему, хотя существует мало доказательств этой гипотезы.

    Периферическая активность моноцитов может отражать активность микроглии посредством этих механизмов.

Периваскулярные, менингеальные и сосудистые сплетения макрофагов могут модулировать проникновение и фенотип иммунных клеток во время воспаления. В нескольких сообщениях указывается на их причастность к различным иммунопатологическим процессам, включая представление антигена циркулирующим лимфоцитам. Периваскулярные макрофаги чувствуют сигналы опасности крови, в том числе связанные с повреждением молекулярные структуры (DAMP) и патоген-ассоциированные молекулярные структуры (PAMP) в стационарных условиях.  Считается, что при тех же условиях макрофаги сосудистого сплетения исследуют продукцию CSF

Лимфоциты

    Почти 30 лет назад появились работы, характеризующие место лифоцитов в тканях мозга, как в норме, так и патологии.

    Лимфоциты распределены в первичных (тимус и костный мозг) и вторичных (селезенка и лимфатические узлы) лимфоидных органах, которые иннервируются постганглионарными симпатическими нервами, взаимодействующими с резидентными лимфоцитами через синапсоподобные структуры.  В тимусе и селезенке эти симпатические иннервации ответственны за созревание Т- и В-лимфоцитов. С другой стороны, макрофаги присутствуют во многих нелимфоидных органах, где они регулируются прямой симпатической иннервацией, как описано в печени и кишечнике.  Барьерные ткани являются основными местами, где перемещаются и находятся иммунные клетки; в частности, только слизистая оболочка кишечника содержит больше лимфоцитов, чем все лимфоидные органы вместе взятые. Следовательно, вмешательство таких нервных входов в тканевые лимфоидные популяции не может быть исключено.  Более того, лимфоидные структуры, богатые лимфоцитами, такие как тимус, иннервируются парасимпатическими волокнами блуждающего нерва.

    С клинической точки зрения изучение нейроиммунных взаимодействий позволяет разрабатывать новые терапевтические стратегии для инфекционных и воспалительных заболеваний. Например, электрическая стимуляция блуждающего нерва активирует селезеночный нерв для высвобождения норадреналина, который, в свою очередь, активирует лимфоциты селезенки для выработки ацетилхолина. Ацетилхолин активирует субъединицу альфа7 никотиновых ацетилхолиновых рецепторов (α7nAChR) на макрофагах и ингибирует выработку воспалительных факторов (Pavlov V., et.al., 2018). 

Иммунная привилегия центральной нервной системы?

   Контроль иммунных реакций на инфекции, опухоли и дегенерацию в головном мозге отличается от других тканей. Различия в иммунном контроле в мозге стали ясны с развитием трансплантологии.

     Более полувека назад было показано, что чужеродные тканевые трансплантаты в паренхиме головного мозга не отторгаются иммунным ответом (Medawar, 1948; Tansley, 1946). Это привело к концептуализации иммунной привилегии центральной нервной системы, как щита, предотвращающего вход и выход растворимого антигена и миграцию иммунных клеток в головной и спинной мозг. Однако работы последних десятилетий по аутоиммунным и инфекционным заболеваниям CNS демонстрируют, что иммунная привилегия далека от абсолютной. Действительно, должен иметь место иммунный надзор за мозгом в гомеостатических условиях, поскольку лица с генетической или индуцированной иммуносупрессией обладают повышенной восприимчивостью к оппортунистическим инфекциям CNS (Klein R., Hunter K., 2017).

        Активное иммуноопосредованное воспаление и отек мозга могут быть смертельными, и поэтому воспалительные реакции необходимо сдерживать. Однако, повторное открытие лимфатических сосудов в мозговых оболочках (Aspelund A., et al., 2015; Louveau A., et al., 2015) указывает на то, что иммунная система может функционировать в некоторых отделах CNS аналогично периферии. Кроме того, иммунитет к инфекциям головного мозга, а также аутоиммунитет при рассеянном склерозе (MS) и его модели экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита (EAE) на животных дают представление о природе того, как сильный иммунитет может инициироваться и усиливаться в CNS.

    Иммунитет в мозгу крайне необходим. Поскольку пациенты с опухолями головного мозга, получающие иммунотерапию, могут демонстрировать генерацию и персистенцию периферических противоопухолевых Т-клеток после лечения (Batic K., et al., 2017; Okada X., et al., 2011), неясно, как перевести эти системные иммунные реакции в цитотоксические реакции глубоко внутри паренхимы, где находится большинство опухолей головного мозга.

   Помимо участия хемокинов и хемокиновых рецепторов, ключевые интегрины также необходимы для инфильтрации аутоиммунных Т-клеток через BBB. Роллинг лейкоцитов с активированными хемокиновыми рецепторами, в свою очередь, активирует интегрины, обеспечивая прочную адгезию и экстравазацию клетки. При EAE адаптивный перенос как аутоиммунных активированных хелперных CD4 ⁺ T-клеток 1 типа (Th1), так и Th17 CD4 ⁺ T-клеток может индуцировать EAE (Grifka-Walk H., et.al., 2013). Однако, для патогенных Th1 CD4 ⁺ T-клеток инвазия спинномозговой паренхимы зависела от экспрессии α ₄ β ₁ интегрин, также известный как очень поздний антиген 4. Опосредованное антителами блокирование α ₄ β ₁ интегрина не влияло на секрецию цитокинов или распознавание антигена, но влияло на инфильтрацию Т-клеток, а также на начало и тяжесть заболевания (Sonar C., Lal G., 2017). Напротив, аутоиммунные Th17 CD4 ⁺ Т-клетки проникали в паренхиму головного мозга и не зависели от интегрина α ₄ β ₁, а вместо этого, по-видимому, нуждались в интегрине α _v β ₃ (Du F., et al., 2016), а также α _L. Β ₂, также известный как антиген 1, ассоциированный с функцией лимфоцитов (Rothhammer V., et al., 2011).

    На заключительном этапе паренхиматозной инвазии активированные Т-клетки все же должны пройти предельную глию. При EAE TNFα и IL-17 индуцировали секрецию матриксных металлопротеиназ 2 и 9 (MMP2; MMP9) как из иммунных, так и из CNS-резидентных клеток, которые затем расщепляли рецепторы внеклеточного матрикса на ножках астроцитов и обеспечивали инвазию лейкоцитов в паренхиму (Song G., et.al., 2015).  

   Поскольку иммунные клетки экспрессируют рецепторы, которые стимулируются нейротрансмиттерами и нейрохимическими веществами, нервная система может влиять на функцию лимфоцитов. Однако, связь между иммунной и нервной системой является двусторонней: лимфоциты также производят сигнальные молекулы, включая цитокины, которые могут влиять на нервную систему. 

     Выделяют два механизма, участвующих в иммунологическом контроле активности мозга: системный иммунитет и состояние сосудистой сети. Ткань, пересаженная в мозг, выживала дольше, чем в любом другом месте организма без сенсибилизированной инфильтрации лимфоцитов через новые сосуды трансплантата. Напомним читателю, что еще несколько мест в организме человека получили определение «привилегированных» участков (яичек и плаценты), основываясь на иммунной толерантности к трансплантату.

      Воспаление in situ, вызванное патогенами или аномальными белками с комплементарными периферическими адаптивными иммунными реакциями вызывает повреждение головного мозга и появление третичных лимфоидных структур.

      Складывается впечатление, что одни нейротрансмиттеры обладают иммунодепрессивным эффектом, другие – стимулирующим иммунную систему.  

     Стимуляция нейротрансмиттерами влияет на функцию лимфоцитов.  Экспрессия рецепторов нейротрансмиттера на лимфоцитах позволяет сигналам мозга влиять на иммунную систему через периферическую нервную систему. 

    Почти два десятилетия назад было сделано наблюдение, что лимфоидные органы непосредственно иннервируются, главным образом нейропептидергическими волокнами, и был поднят вопрос, могут ли нейротрансмиттеры проявлять иммуномодулирующие функции. Это открытие дало анатомическое обоснование необходимое для изучения влияния нейротрансмиттеров на лейкоциты, особенно на В и Т лимфоциты. Оказалось, что несколько нейротрансмиттеров демонстрируют очень разные функции в отношении разных подмножествах лейкоцитов.  Тем не менее, до сих пор нет четкой картины того, как нейроэндокринная система в своей функции в качестве вышестоящего регулятора модулирует общую иммунную систему, что связано со сложностью как систем органов, так и их многослойного взаимодействия.

Прохождение лимфоцитов через гемато - энцефалический барьер

     Слабо активированные Т-лимфоциты попадают в центральную нервную систему непосредственно в спинномозговую жидкость через сосудистое сплетение. 

      В пространстве спинномозговой жидкости (CSF) Т-клетки как бы "инспектируют" среду ЦНС на наличие родственных антигенов. Эти "ворота входа" в ЦНС могут также преобладать на начальной стадии нейровоспаления. Миграция клеток, по-видимому, происходит через парацеллюлярный путь без нарушения рестриктивных барьерных свойств эпителиального интерфейса.  Апикальное добавление хемокинов сильно стимулирует миграцию Т-клеток через эпителий хориоидеи.

 Спинномозговая жидкость (CSF) признана доминирующим путем перемещения Т-клеток в центральной нервной системе. Она считается единственным местом в здоровом мозге, который содержит CD4 + Т-клетки. Эти клетки являются, главным образом, клетками центральной и эффекторной памяти и экспрессируют высокие уровни адгезивной молекулы P-селектина гликопротеин-лиганда 1 (PSGL-1).

    Известно участие в нейроиммунном надзоре за P-селектином, основным противолигандом для PSGL-1, ответственным за первоначальное связывание и свертывание лейкоцитов в кровеносных сосудах.  Лимфоциты могут входить "вверх по течению" через сосудистое сплетение в желудочковые пространства, откуда они следуют за потоком, или распространяются "вниз по течению" из субпиальных сосудов в субарахноидальные пространства.

  Транспортировка Т-клеток через сосудистое сплетение облегчается при различных нейровоспалительных и нейроинфекционных заболеваниях, характеризующихся повышенным уровнем хемокинов в CSF. Пространственно-временной анализ патогенеза экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита показывает, что перивентрикулярные структуры относятся к числу первичных целей для ранней инфильтрации Т-клетками.

   Миграция Т-клеток в CSF через хориоидальное сплетение может также способствовать преимущественной локализации очаговых демиелинизированных бляшек в перивентрикулярных областях у пациентов с рассеянным склерозом.

   Как и во многих эпителиальных барьерных сайтах, рекрутирование клеток через сосудистое сплетение представляет собой двухэтапный процесс. Сначала он включает в себя эндотелиальную экстравазацию через сосудистую оболочку сосудов, ведущую к накоплению клеток в хориоидальной строме, а затем подразумевает перемещение клеток из стромы в пространство CSF через эпителий хориоидеи, который составляет фактически анатомический участок барьера кровь-CSF.

    Сегодня доказана контролируемая миграция Т-клеток через гематоэнцефалический барьер в мозг, причем, этот путь рекрутирования чувствителен к хемокинам CSF. Таким образом, терапевтические стратегии выиграют от выявления лигандов иммунных клеток и их контррецепторов, участвующих в нормальном иммунном надзоре по всему сосудистому сплетению, определяя профиль, степень и полярность хемокинов, секретируемых хориоидальным эпителием per se,

     Иммунитет не может быть полностью понят без понимания нейронных цепей, которые рефлекторно модулируют его. Растущий список рефлексивных нейронных цепей, которые специфически влияют на иммунитет, обеспечивает понимание различных молекулярных и нейрофизиологических механизмов, которые ингибируют и стимулируют иммунитет. Эти схемы работают рефлексивно, сенсорный вход стимулирует исходящую эфферентную дугу цепидля того, чтобы регулировать иммунитет.  Поступающие сигналы могут быть активированы цитокинами, продуктами повреждения тканей и даже непосредственно бактериальными продуктами. 

    Таким образом, врожденная иммунная система не одинока на переднем крае борьбы с инфекциями и травмами; эта роль разделяется с сенсорными нейронами. Замкнутые петли обратной связи через эти нервные цепи могут оказывать существенное влияние на развитие врожденного и адаптивного иммунитета.

   Почти каждая клетка тела находится в пределах диапазона передачи сигналов сенсорных нейронов, способных контролировать их биохимическое, метаболическое и физическое состояние. И все основные органы иммунной системы являются мишенью для нейронов, которые в свою очередь могут передавать рефлексивные нервные сигналы.

   Рециркуляция лимфоцитов через вторичные лимфоидные органы имеет важное значение для иммунологического надзора и эффекторных функций лимфоцитов. Исследователи показал, что сигналы через β 2 -адренергические рецепторы (β 2 AR), экспрессируемые на лимфоцитах, участвуют в контроле динамики этих клеток, изменяя чувствительность рецепторов хемоаттрактанта.

     Агонистическая стимуляция β 2 AR лимфоцитов ингибирует выход лимфоцитов из лимфатических узлов (LNs) и быстро вызывает лимфопению.

   Адренергические нервы контролируют рекрутирование миелоидных клеток в ткани, устанавливая циркадные колебания экспрессии молекулы адгезии и хемоаттрактанта сосудистыми эндотелиальными клетками.

    Повышенная симпатическая активность после инсульта вызывает изменение поведения инвариантных NK-клеток и Т-клеток в печени через β-адренергические рецепторы, экспрессируемые на их поверхности. Тем не менее, хотя количество лимфоцитов в крови демонстрирует циркадные колебания (Scheiermann et al., 2012), остается неясным, как входы адренергических нервов влияют на доставку B и T-клеток, основных подмножеств лимфоцитов, участвующих в адаптивных иммунных реакциях.

   Количество лимфоцитов крови поддерживается за счет рециркуляции через вторичные лимфоидные органы. После выхода из лимфатических узлов (LN) в кровь лимфоциты перемещаются в отдельные подотделы, где проводят исследование на наличие антигена. Проведя несколько часов в день в LN, лимфоциты выходят в лимфу и в конечном итоге возвращаются в кровоток через грудной проток, что позволяет лимфоцитам продолжать "антигенный надзор". Среди этих событий выход из лимфатических узлов имеет решающее значение для регуляции рециркуляции лимфоцитов.

   Выход лимфоцитов из LN зависит от сфингозин-1-фосфатного рецептора-1 (S1PR1), благодаря которому лимфоциты воспринимают градиенты S1P между лимфой (~ 100 нМ) и паренхимой LN (~ 1 нМ) необходимые для выхода из LN. S1PR1 проявляет эффекты для преодоления тормозных сигналов, опосредованных хемокиновым рецептором CCR7 и другими Gαi-связанными рецепторами. 

    Таким образом, скорость выхода лимфоцитов из LN, по-видимому, определяется относительной силой сигналов, способствующих выходу, и сигналов, способствующих задержке. Фармакологическая модуляция оборота лимфоцитов эффективна для лечения аутоиммунных заболеваний (Steinman, 2014). 

    Функциональный антагонист S1PR1 FTY720 (Fingolimod / Gilenya), который вызывает подавление S1PR1 (Rosen and Goetzl, 2005; Schwab and Cyster, 2007), одобрен для лечения рассеянного склероза. Основным предполагаемым действием FTY720 является ингибирование выхода из LN аутореактивных Т-клеток и, следовательно, их проникновения в места воспаления.

    Несмотря на то, что В-клетки играют важную роль в физиологической патологии рассеянного склероаз и составляют одну из популяций лейкоцитов с самым высоким уровнем экспрессии рецепторов дофамина DR, роль дофаминергической стимуляции В-клеток в аутоиммунитете CNS еще не изучена. Действительно, было показано, что В-клетки экспрессируют самые высокие уровни DRD3, причем, стимуляция этих рецептров тесно связана с воспалением.  Экспрессия DRD3 в CD4 ⁺Т-клетки не имеет отношения к EAE, в то время как DRD3 в В-клетках вызывал фундаментальные регуляторные процессы в аутоиммунитете CNS (Prado K., et.al., 2021).

  Что касается роли дофаминергической передачи сигналов в лимфоцитах внутри СNS вовремя EAE, данные свидетельствуют о том, что высокие уровни дофамина ослабляют воспалительный потенциал этих клеток. В соответствии с этой идеей системное введение ингибитора моноаминоксидазы, вызывающего значительное повышение уровня дофамина в головном и спинном мозге, подавляет развитие проявлений EAE у мышей (Benson K., et.al., 2013).

Эмпериполез

   Астроциты содержат интактные, жизнеспособные лимфоциты в своей цитоплазме (эмпериполез) в бляшках рассеянного склероза и при некоторых опухолях головного мозга.  Кроме того, строциты плода и взрослого человека участвуют в адгезии и эмпериполезе лимфоцитов. Эмпериполез, а не адгезия, зависит от температуры и катионов. Антигены CD8 и MHC класса I играют важную роль в эмпериполезе. 

   Лимфоциты чаще всего остаются жизнеспособными в цитоплазме астроцитов, но иногда подвергаются лизису или вызывают разрушение промежуточных филаментов астроцитов. Феномен эмпериполеза отличается от фагоцитоза, поскольку микроглия показывает выраженные фагоцитарные свойства, но не участвует в эмпериполезе. 

   Апоптоз Т-лимфоцитов является распространенным путем для прекращения аутоиммунного воспаления в головном мозге при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите.  Апоптоз индуцируют в аутологичных тимоцитах и ​​миелиновых основных белковых (MBP) -специфических Т-клетках метилпреднизолоном или облучением.  Клетки микроглии значительно увеличивают скорость фагоцитоза после IFN-гамма-стимуляции и снижают ее в ответ на IL-4. Напротив, фагоцитоз астроцитов практически не реагирует на стимуляцию цитокинами. 

     После взаимодействия с апоптотическими клетками микроглия секретирует значительно меньше TNF-альфа. Продукция астроцитарного FNO -альфа также снижалась, но не в статистически значимой степени. Экспрессия МНС-класса II после фагоцитоза была повышена на клетках микроглии, но не на астроцитах. Как клетки микроглии, так и астроциты способны поглощать апоптотические клетки, но клетки микроглии являются гораздо более эффективными фагоцитами.  Их фагоцитарная способность модулируется локальной микроокружающей средой, и после фагоцитоза иммуногенная функция микроглии подавляется.  Можно предположить, что астроциты in vivo могут активироваться как фагоциты, как только будет достигнут предел фагоцитарной способности микроглии.

  Тромбоциты

      Несмотря на свое, казалось - бы четко определенное место, структуру и функцию, тромбоциты и нейроны удивительно похожи друг на друга, что указывает на потенциальный путь перекрестной коммуникации между средой всего организма и мозгом.

        Тромбоциты имитируют стабильную синаптическую структуру между нейронами, то есть там, где они взаимодействуют друг с другом.         Тромбоциты можно даже считать «нейрональными клетками», а взаимодействие между тромбоцитами и Т-клетками представляет новый «нейроиммунологический» синапс на периферии. Точно так же тромбоциты могут выступать в качестве мессенджеров, передавая сигналы между периферической средой и клетками мозга

Гранулы тромбоцитов

     Межклеточные отсеки для хранения в нейронах, которые содержат нейропептиды, нейрогормоны и нейротрансмиттеры, сравнимы с гранулами тромбоцитов, включая использование сходных механизмов трансфера везикул.  

     Плотные гранулы тромбоцитов напоминают небольшие синаптические везикулы, а плотное ядро нейронов по содержанию 5-НТ и ATP приближается к содержанию 5-HT в тромбоцитах, помимо других особенностей, причем, крупные везикулы с плотным ядром нейронов сопоставимы с α-гранулами тромбоцитов. Оба места хранения имеет большое разнообразие биоактивных пептидов, а процессы стимуляции специфической секреции наблюдаются, как в нейронах, так и тромбоцитах. Это указывает на то, что строгая регуляция селективного экзоцитоза является консервативным механизмом в обоих типах клеток.

     Экзоцитоз тромбоцитов и нейронов вызван увеличением внутренней концентрации кальция, что приводит к быстрой активации секреторного механизма.  Вместе с нейронами тромбоциты разделяют сложный молекулярный механизм, который регулирует перемещение гранул, контролируя кальций-зависимую реакцию высвобождения накопленных агонистов после стимуляции активации в тромбоцитах и ​​высвобождение нейротрансмиттера после потенциала действия в нейронах.

      Более того, механизм, благодаря которому внутренние везикулы сливаются с плазматической мембраной, является высоко консервативным, происходящим через специфические стыковочные молекулы, такие как SNAREs, VAMPs и синтаксины.

       Богатая тромбоцитами плазма оказывает прямое стимулирующее воздействие на чистую популяцию выделенных из проточной цитометрии клеток нейральных предшественников, полученных из извилины гиппокампа in vitro. Мыши, у которых истощены тромбоциты, не показывают ожидаемого увеличения, вызванного физической нагрузкой в пролиферации нервных клеток-предшественников in vivo. Таким образом, связь между тромбоцитарными и нервными стволовыми клетками является важным регуляторным механизмом в клетках мозга, хотя точные молекулярные механизмы, лежащие в основе этой коммуникации, до сих пор неясны. (Leiter O. Et.al., 2016)

    Тромбоциты включают в себя несколько нейротрансмиттеров, которые необходимы для межклеточной коммуникации между клетками мозга: γ-аминомасляную кислоту, глутамат, серотонин, адреналин, дофамин и гистамин и также кальций, аденозин-5'-дифосфат (ADP) и аденозин-5'-трифосфат (АТP).  Это говорит о том, что тромбоциты могут отправлять и получать сигналы от и к нервной системе и могут выступать в качестве важного реле между мозгом и периферическими органами.

     Тромбоциты и нейроны также разделяют ряд белков, которые включают транспортеры и рецепторы серотонина, а также некоторые маркеры, первоначально известные как нейрон -специфичные, такие как рилин, белок-предшественник амилоида (APP) и нейротрофический фактор мозга (BDNF).  

Сходства и различия тромбоцитов и нейронов

Нейроны

Серотонин тромбоцитов

        Серотонин (5НТ) является промежуточным продуктом метаболизма триптофана, находящимся в основном в энтерохромаффинных клетках кишечника, серотонинергических нейронах головного мозга и тромбоцитах. 

     Моноаминный нейротрансмиттер серотонин хранится в плотных гранулах, и были описаны регуляторные функции тромбоцитов, связанные с высвобождением периферического серотонина. Несмотря на то, что считается, что серотонинергические системы периферической и центральной нервной системы разделены, тромбоциты выделяют серотонин в ответ на специфические для мозга гликолипидные структуры, которые интегрируются в липидные рафты нейронов и астроцитов (Sotnikov I., et.al., 2013). Такие взаимодействия могут происходить в условиях, когда церебральные микрососуды становятся проницаемыми, в том числе вовремя нейродегенеративных заболеваний, что позволяет предположить, что тромбоциты могут действовать как связующие звенья между кровью и мозгом. Эта гипотеза становится более убедительной при рассмотрении двух основных нейромедиаторов: гамма – аминомасляной кислоты и глутамата, которые поглощаются тромбоцитами

    Уровни 5HT и текучесть повышаются при первичной и некоторых типах вторичной гипертонии, возникающих при таких состояниях, как беременность, введение эритропоэтина и циклоспорин-индуцированная гипертензия.

     Действия 5HT опосредуются различными типами рецепторов, но прекращаются одним транспортером 5HT (SERT). Механизм поглощения SERT тромбоцитов регулирует уровни 5HT в плазме и обеспечивает стабильный кровоток, уменьшая возможность активации тромбоцитов, которая способна вызвать образование тромбов в кровеносных сосудах. Это приводит к агрегации тромбоцитов и, как следствие, к гипертонии. 

   Связь между уровнем 5НТ в плазме и способностью поглощать SERT была продемонстрирована с использованием нокаутированных по SERT мышей, полиморфизмов в области, связанной с SERT-промотором, и ингибиторовSERT. В целом, эти исследования подчеркивают, что эффективность поглощения 5HT SERT зависит от уровня 5HT в плазме и количества транспортера на плазматической мембране.

    Серотонин (5HT) - вазоконстриктор, сохраняющий тромбоциты.  Действия 5HT опосредуются различными типами рецепторов и прекращаются одним транспортером 5HT (SERT). Таким образом, SERT является основным механизмом, который регулирует уровни 5HT в плазме, чтобы предотвратить сужение сосудов и тем самым обеспечить стабильный кровоток. Частота поглощения тромбоцитов 5HT ниже во время гипертонии из-за снижения V max с аналогичным Kм . Кроме того, снижение V ma связано главным образом с уменьшением плотности SERT на мембране тромбоцитов без изменения экспрессии в целых клетках. В то время как содержание тромбоцитов 5HT снижается на 33%, содержание 5HT в плазме увеличилось на 33%. Кроме того, экзогенный 5HT изменяет скорости поглощения 5HT, изменяя плотность молекул SERT на плазматической мембране двухфазным образом. Поэтому справедлива гипотеза, что в гипертоническом состоянии повышенные уровни 5НТ в плазме вызывают потерю функции поглощения 5НТ в тромбоцитах из-за уменьшения плотности молекул SERT на плазматической мембране. Благодаря эффекту обратной связи этого механизма, 5HT плазмы контролирует свои собственные уровни концентрации, модулируя свойства поглощения тромбоцитов SERT. 

    N. Abdellah et al. (2008) наблюдали значительные различия в действии SSRI на тромбоциты в зависимости от полиморфизма гена для SERT (SLC6A4) и его промотора (5-HTTLPR).  В модели EAE было обнаружено, что нокаут SERT вызывает повышение 5HT в плазме и ослабление симптомов, причем эффекты наиболее выражены у самок животных. Интересно, что сильный гендерный эффект был замечен также с влиянием каннабиноидов (у обычных курильщиков каннабиса с когнитивными нарушениями) на поглощение 5НТ в плазме. Краткие заметки из литературы предполагают, что 5HT из тромбоцитов, или действуя на тромбоциты, может быть существенным фактором при нейровоспалительных состояниях, особенно в ограниченной микроокружающей среде, такой как при BBB.   

Глутамат и гамма – аминомасляная кислота тромбоцитов

     Глутамат является наиболее распространенным нейротрансмиттером возбуждения в мозге. Индуцированное субстратом поглощение глутамата было продемонстрировано на тромбоцитах человека, вероятно, через специфические глутаматные рецепторы, подобно тому, что наблюдается в нейронах.  Тромбоциты экспрессируют различные подтипы глутаматных рецепторов и обладают высокой аффинной активностью поглощения глутамата, процесс, который нарушается при таких нейродегенеративных расстройствах, как болезни Паркинсона и Альйгеймера, а также боковом амиотрофическом склерозе.

     Гамма – аминомаслянная кислота (GABA) -  ингибирующий нейротрансмиттер, нарушения в передаче сигналов рецептора GABA также связаны с нейродегенеративными расстройствами. Тромбоциты несут значительные количества GABA, однако, концентрация этого медиатора здесь на 30% ниже, чем в нейронах. Как в нейронах, так и в тромбоцитах GABA метаболизируется GABA-трансаминазой. Более того, подобно нейронам, тромбоциты, по-видимому, поглощают GABA субстрат-индуцированным образом, при этом исследование in vitro показало, что концентрация GABA в тромбоцитах незначительна, когда в среде для культивирования клеток присутствует периферический блокатор бензодиазепиновых рецепторов PK11195. Учитывая эти сходные механизмы поглощения и метаболизма нейротрансмиттеров, тромбоциты были предложены в качестве модельной системы транспорта глутамата и GABA у пациентов, страдающих нейродегенеративными состояниями.

Тромбоциты и нейровоспаления

     Тромбоциты обладают неожиданно большим разнообразием рецепторов и секреторных продуктов, в дополнение к тем, которые реализуют их классическую роль в гемостазе и тромбозе и которые активны в процессе воспаления, иммунных сдвигов и восстановлении тканей.

  Тромбоциты образуются в виде фрагментов мегакариоцитов, и, согласно аргументам J. Martin, R. Levine R (1991), эта фрагментация происходит при прохождении через легкие.  Как и у эритроцитов, у них нет ядер, но в отличие от эритроцитов они обладают митохондриями. Диаметр тромбоцитов составляет около 1/4 диаметра эритроцитов, но они преимущественно циркулируют вдоль стенки сосуда, что позволяет им немедленно реагировать на повреждение сосудов.

    Все клетки крови подвергаются активации в ответ на повышение внутриклеточного кальция, но тромбоциты являются наиболее яркими в этом ответе, необратимо трансформируясь в течение нескольких секунд от дискоидной формы (в состоянии покоя), распространяя многочисленные псевдоподии, и становятся очень адгезивными друг к другу (агрегация) и к другим клеткам, и почти на любой поверхности, особенно на коллагене, находящемся в субэндотелии, способны к образованию тромбоцитарной пробки.  Тем не менее, слабые агонисты могут вызывать частичную и обратимую активацию («прайминг»), которая может синергически усиливаться другими агентами по нескольким путям, и это праймированное состояние считается мишенью для медикаментозного вмешательства.  Активация тромбоцитов также сопровождается секрецией, то есть выделением многочисленных веществ из специализированных гранул. Не менее важной является способность активированных тромбоцитов и микрочастиц, образующихся из них, которые высвобождаются одновременно, катализировать каскад коагуляции. Это достигается активационно-зависимой инверсией мембраны или «триггером», при котором фосфолипиды (PL), находящиеся в нормальном состоянии, подвергаются воздействию плазмы. Эти PL являются главным образом анионными, такими как фосфатидилсерин (PS), и образуют мембранный прокоагулянт, способствуя сборке витамин К-зависимых факторов свертывания в их активные комплексы (протромбиназу и фактор X-аза), чтобы генерировать тромбин, который превращает фибриноген в фибриновую пробку. Роль витамина К в этом процессе заключается в том, чтобы служить в качестве кофактора для посттрансляционного добавления дополнительной карбоксильной группы к остаткам глутаминовой кислоты (домены Gla), позволяя им связывать кальций, так же как и цитрат, тем самым закрепляя факторы коагуляции к подходящим поверхностям мембраны PL (таким как PS) посредством кальциевого мостика.

  К 1995 году стало ясно, что тромбоциты также играют важную роль в воспалении и иммунитете. Эта концепция была полностью подтверждена и расширена последующими открытиями, начиная с открытия примерно того же времени первого рецептора хемокинов на тромбоцитах.

Рецепторы

    Тромбоциты являются основным источником CD40L, секретирующих ее, чтобы доставить ко-стимулирующего сигналы антиген-презентирующих клеток (АРС'S). Тромбоциты могут вызывать созревание и активацию дендритных клеток. Открытие toll-подобных рецепторов (TLR) на тромбоцитах в 2004 году стало еще одним совершенно неожиданным событием. Ранее были отмечены другие иммунные функции тромбоцитов, в том числе образование киллероподобных активных форм кислорода (ROS), фагоцитарная активность, секретируемые противомикробные вещества (тромбоцидины), взаимодействия с лейкоцитами и эндотелиальными клетками путем прямого контакта или секреторной передачи сигналов, а также основной источник CD40L (CD154).

   Тромбоциты обладают C-рецепторами (система комплемента) CR2, CR3, CR4, C1q, C1-ингибитором и факторами D и H. Другие перечислены в некоторых источниках, но оспариваются, так как они могут быть получены из плазмы. Тромбоциты способны развертывать летальный комплекс C5b-9. Кроме того, как и другие клетки крови, тромбоциты содержат набор мембранных белков, которые специфически защищают их от аутологичной С-опосредованной атаки, то есть от самоповреждения С. Это CD55 (фактор ускорения распада, DAF), CD59 (мембранный ингибитор реактивного лизиса, MIRL) и гомологичный фактор ограничения (HRF). 

Экспрессия матричных металлопротеиназ тромбоцитами

   Матричные металлопротеиназы (ММР) представляют собой группу из примерно 40 гомологичных протеаз, которые секретируются во внеклеточный матрикс (ЕСМ) в неактивной форме. Как группа эти ферменты зависят от иона металла для активности, обычно цинка. Подгруппа этих ферментов мембранного типа (MT-MMP) остается на плазматической мембране и может активировать секретируемые формы фермента. Другими близкородственными ферментами являются ферменты ADAM (AD istintegrin A nd M et alloprotease) и ADAMTS (ADAM с доменом T hrombo S pondin). Они имеют различную степень специфичности субстрата ко многим белкам в непосредственной близости от ЕСМ, включая коллаген, фибронектин, желатин, ламинин и другие стромальные компоненты («стромелизины»). Соответственно, их деятельность должна быть точно контролироваться и регулироваться вышеупомянутыми активаторов, ингибиторов специфических известные как TIMP в (T выпуск I nhibitor из ММР ), а также с помощью циркулирующей плазмы белка, альфа-2-макроглобулина. ММР важны во многих аспектах человеческого развития и ремоделирования тканей и играют важную роль в патогенезе нейровоспалительных заболеваний.

   MMP широко признаны в качестве основных участников нарушения гематоэнцефалического барьера (BBB). Исследователи отмечают наличие тесной связи повышающихся уровней, особенно ММР-9, до начала обострений у людей и в модели рассеянного склероза на животных, известной как экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (EAE). 

   Ингибиторы ММР активно исследуются для лечения MS и некоторых других неврологических заболеваний. По крайней мере, одним действием тетрациклиновых производных, таких как миноциклин и доксициклин, является ингибирование ММР. Действительно, сообщается, что интерферон-бета 1a (IFN-бета) обладает таким действием. С другой стороны, некоторые группы исследователей предостерегают от длительного и неспецифического ингибирования ММР.

     Какова роль тромбоцитов в этих событиях? Во-первых, было показано, что тромбоциты экспрессируют ММР -1, -2, -3, -9; ADAM-10, -17; все четыре TIMP, кроме TIMP-3; MT1-MMP (также известный как MMP-14); и ADAMTS-13.   Тромбоциты часто являются первыми, кто реагирует на места повреждения или воспаления. Кроме того, известно, что тромбоциты могут взаимодействовать с лейкоцитами с образованием циркулирующих комплексов. Было показано, что образование тромбоцитов лейкоцитарных комплексов связано с экспрессией и активации ММР -1, -2, -3 и -9.

Рецепторы хемокинов на тромбоцитах

     Хемокины играют центральную роль в воспалении, главным образом посредством передачи сигналов о миграции / инфильтрации и дифференцировке лейкоцитов, а также посредством других действий. 

     Сегодня выделено 50 известных хемокинов и вдвое меньше рецепторов. Они представляют собой белки с низкой молекулярной массой (7-12 кДа) и известны как аббревиатурами из-за их общих названий, так и систематической номенклатурой, последняя состоит из двух основных групп, CC и CXC, и нескольких исключений.  Эти символы относятся к аминокислотам (аа), Cys-Cys или Cys-X-Cys, где X представляет собой любой другой аа. Применяется суффикс L для «лиганд» или R для «рецептор». Альфа-хемокины - это CXCL, а бета-хемокины - это CCL. В общем, CCL привязывают только к CCR, в то время как CXCL привязывают только к CXCR. Помимо этого, рецепторы в разной степени разнородны, что свидетельствует о сложной и тонкой передаче сигналов в зависимости от относительных концентраций и сродства присутствующих лигандов. 

    Открытие в 1995 г. первых рецепторов хемокинов на тромбоцитах (Power et.al., 1995) стало переломным моментом в биологии тромбоцитов.  Фактор тромбоцитов 4 (PF4), теперь называемый CXCL4, был первым известным хемокином (хотя первоначально не названным так) и секретируется в избытке из альфа-гранул, наряду с примерно 10 другими хемокинами тромбоцитов. Большая часть работы над хемокинами тромбоцитов была направлена ​​на сердечно-сосудистые заболевания. Полезные сведения могут быть получены из совместного культивирования тканей эндотелия мозга с астроцитами (модель BBB) для изучения роли тромбоцитов в адгезии лейкоцитов, трансмиграции и других феноменах, связанных с нейровоспалительными заболеваниями. Соответственно, некоторые из наиболее информативных обзоров цитокинов тромбоцитов ориентированы на роль тромбоцитов в заживлении ран.  «Факторы роста» тромбоцитов включают EGF, TGF-β1, -β2, PDGF, HGF, FGFb (FGF-2) и ряд про- и антиангиогенных факторов, например, VEGF-A, -C. Тромбоциты также секретируют антимикробные пептиды, известные как тромбоцидины. Особый интерес в неврологии представляет наличие семафорина 3А (он же коллапсин-1), другого из многих «специфичных для CNS» агентов, обнаруженных в тромбоцитах. В тромбоцитах также перечислены цитокины TRAIL, LIGHT, SDF-1α, HMGB-1 и т. д., а также интерлейкины 1L-8 и IL-6sR в тромбоцитах.

      В последние годы список активных веществ в тромбоцитах расширяется благодаря применению новых технологий: протеомики, липидомики и анализа транскриптов микроRNA. Сотни белков были идентифицированы - и многие другие еще не идентифицированы - в супернатанте активированных тромбоцитов. Около 578 белков были идентифицированы только в микрочастицах тромбоцитов. Хотя у тромбоцитов нет ядер, тысячи транскриптов были идентифицированы в тромбоцитах, включая кодирование ферментов, рецепторов интерлейкина.

Нейротрофины и тромбоциты

    Семейство нейротрофинов (NT) состоит из фактора роста нервов (NGF), BDNF, NT-3 и NT-4 (также называемых NT-4/5). 

     NT не только являются стимуляторами роста, выживания и дифференцировки нервов , но также оказывают влияние на иммунные клетки, кровеносные сосуды/ангиогенез, заживление ран и восстановление тканей и, что наиболее важно, на динамику глюкозы, липидов и энергии . Они считаются ключевыми регуляторами метаболизма  и вследствие их плейотропных функций НТ имеют огромное значение как при депрессии, так и при сердечно-сосудистых заболеваниях.

   BDNF влияет на функцию эндотелия , активацию моноцитов, размер и стабильность тромба. Он принимает участие в развитии сердечно-сосудистой системы, а также в возникновении сердечно-сосудистых изменений и заболеваний , включая гипертонию , атеросклероз и тромбоз. Снижение уровня BDNF в плазме было обнаружено при метаболическом синдроме и диабете 2 типа, предполагая, что изменения его циркулирующих уровней могут быть связаны с патологическими состояниями.

   NGF и NT-3, как и BDNF, участвуют в развитии сердца и регенерации , ангиогенетическом процессе , возникновении гипертонии и формировании атеросклеротических поражений .

Роль NT-4 и родственных путей в сердечно-сосудистых заболеваниях недостаточно хорошо изучена; однако, связываясь с тем же рецептором BDNF (киназа рецептора тропомиозина B-TrkB), он может иметь аналогичные функции BDNF в контроле артериального давления .

Интересно, что несколько полиморфизмов NT, включая BDNF rs6265 (Val66Met) , NGF rs11102930 и rs78701042 , связаны с повышенным риском OCS и неблагоприятным исходом.

     NGF может связываться с поверхностью тромбоцитов и индуцировать агрегацию , в то время как информация о влиянии BDNF на функцию тромбоцитов отсутствует, хотя BDNF может связываться со специфическим сайтом на поверхности тромбоцитов с последующей интернализацией . Тромбоциты содержат как NGF, так и BDNF, которые спонтанно высвобождаются при активации тромбоцитов Из данных, представленных в литературе, можно предположить, что NGF и BDNF не хранятся в одних и тех же гранулах и что их высвобождение опосредовано разными механизмами, хотя эти механизмы все еще плохо охарактеризованы . В частности, NGF высвобождается в течение 10 мин в условиях отсутствия кальция, тогда как через 60 мин в присутствии кальция его высвобождение значительно снижается Это событие происходит быстрее, когда тромбоциты инкубируют совместно с ибупрофеном, тогда как индометацин не влияет на высвобождение NGF (Hochstrasser T., et. al., 2012).

    Только небольшое количество BDNF, хранящегося в α-гранулах , высвобождается в условиях отсутствия кальция, в то время как кальций заметно увеличивает его высвобождение. Ибупрофен и клопидогрел, но не индометацин и аспирин, уменьшают его высвобождение.  Когда тромбоциты стимулируются тромбином, механизм высвобождения BDNF является следствием активации рецептора-1, активируемого протеазой (PAR-1). Пептид PAR-1 индуцирует двухфазное высвобождение BDNF, причем,  только первая фаза зависит от мобилизации кальция, что обеспечивается его ингибированием, опосредованное предварительной обработкой простагландином-1 (PGE-1).  BDNF высвобождается путем слияния α-гранул с открытой канальцевой системой (OCS), образуя набухшую OCS ( Tamura S., et.al., 2011).

Гемато -энцефалический барьер

      Тромбоциты способны непосредственно активировать как лимфоциты, так и дендритные клетки. Кроме того, заманчиво постулировать участие фактора активации тромбоцитов (PAF) с точки зрения его способности разрушать эндотелиальные соединения и, вероятно, являющегося признаком тромбоцитопении. Сообщалось о повышении PAF в CSF и плазме пациентов с ремиттирующим рассеянным склерозом (RRMS) , вполне , вероятно, что PAF, ответственен за раннее нарушение гемато-энцефалического барьера (BBB) при рассеянном склерозе (MS). Более того, PAF-рецепторы активируются при поражениях MS. Взаимодействие тромбоцитов с лейкоцитами в эндотелии гемато - энцефалического барьера отвечает за высвобождение PECAM-1 в кровообращение и связанную инфильтрацию лейкоцитов. Легкая тромбоцитопения, которую часто игнорируют как незначительную, может быть признаком активности PAF.  

     Тромбоциты долгое время считались причастными или, по крайней мере, подозревались, в этиопатогенезе различных неврологических расстройств, включая ишемический инсульт и MS. Эпидемиологические исследования выявляли распространенность ITP-подобной тромбоцитопении у пациентов с MS (примерно в 25 раз выше, чем в общей популяции).  

       Возможное вовлечение тромбоцитов в патогенез MS впервые было изучено T. Putnam в 1935 году, который рассмотрел роль венозного тромбоза в демиелинизации волокон. В 50 - е и 60-е годы прошлого столетия, по крайней мере, несколько исследований коснулись отношения тромбоцитов к демиелинизации, причем, некоторые сообщили о «дополненной адгезивности тромбоцитов» при рассеянном склерозе, коррелирующей с активностью заболевания. Кроме того, наблюдались аномалии тромбоцитов у пациентов с MS.

Тромбоциты, как мишень терапии нейродегенеративных заболеваний

     Нарушения функции тромбоцитов являются обычным явлением при нейродегенеративных заболеваниях; однако здоровые тромбоциты и их секретируемые факторы также представляют собой возможный подход для разработки терапевтических подходов для лечения нейропсихиатрических расстройств. 

     Среди основных применений - использование лизата тромбоцитов и плазмы, богатой тромбоцитами, которые легко получить от иммуносовместимых здоровых доноров. Благоприятные эффекты лечения плазмой, обогащенной тромбоцитами, вероятно, связаны с большим разнообразием факторов роста, которые тромбоциты несут в своих гранулах. Нервные и глиальные клетки экспрессируют поверхностные рецепторы для ряда этих факторов роста, включая фактор роста эндотелия сосудов, фактор роста эпидермиса, фактор роста фибробластов-2, фактор роста, полученный из тромбоцитов, нейротрофический фактор, происходящий из мозга. Кроме того, лизат тромбоцитов человека содержит множество факторов роста, в том числе обладающих нейропротекторными свойствами. Хотя новые исследования показали многообещающие результаты, существуют разнообразные протоколы для выделения богатой тромбоцитами плазмы и лизатов тромбоцитов, что приводит к продуктам, которые содержат различные диапазоны факторов роста. Кроме того, постоянно публикуются новые протоколы, описывающие оптимизированные препараты для специального использования в различных применениях.

    В дополнение к обогащенным тромбоцитами препаратам плазмы и лизата тромбоцитов появляется интересный подход, при котором тромбоциты используются в качестве физиологического носителя для доставки молекул в области-мишени, которые в противном случае могли бы быть труднодоступными. Обладая контекстно-зависимой и специфической способностью к межклеточной связи, тромбоциты могут служить в качестве селективной и нетоксичной системы доставки лекарств для воздействия на конкретные клетки и ткани. Этот подход широко обсуждался ранее, с особым акцентом на использование тромбоцитов для доставки химиотерапевтических агентов к опухолям. Микрочастицы, которые высвобождаются тромбоцитами при активации, также были предложены в качестве естественной системы доставки лекарств. Большинство всех микровезикул в крови происходят от тромбоцитов, что указывает на жизненно важный вклад тромбоцитов в межклеточную связь. Микрочастицы тромбоцитов диаметром 0,1–1 мкм выделяются из плазматической мембраны и содержат цитоплазму, микроRNA, липиды и белки. Они могут быть переданы в другие клетки, что влияет на их функцию. Учитывая их способность воздействовать на нервные клетки и связываться с ними, тромбоциты и их секретируемые микрочастицы также могут быть использованы в качестве носителей лекарственных средств для лечения нейродегенеративных заболеваний