Иммунитет и головной мозг

Когда древние египтяне подготавливали мумию, они выскребали мозг через ноздри и выбрасывали его. В то время как другие органы сохранялись и оказывались в могиле, головной мозг рассматривался как нечто отдельное от остального тела и как нечто ненужное для жизни после смерти. В конечном итоге целители и ученые, конечно, осознали, что три фунта переплетенных нейронов, расположенных под нашим черепом, выполняют некоторые весьма важные функции. Но даже сегодня мозг часто рассматривается как нечто отличное от остальной части тела: он представляет собой нейробиологический резервуар, тайно управляющий нашим телом и умом с помощью уникальной биологии и уникальных патологий.

Возможно, наиболее часто упоминаемым различием между телом и мозгом является отношение к иммунной системе. В случае воздействия чужеродных бактерий, вирусов, опухолей и пересаженной ткани тело производит целый поток иммунной активности: белые кровяные тельца пожирают вторгшихся патогенов и разрушают поврежденные клетки; антитела помечают чуждые элементы для их последующего уничтожения. Но в мозге все происходит иначе. Считалось, что он слишком уязвим для масштабного присутствия грозных оборонительных клеток, и поэтому предполагалось, что мозг защищен от подобных иммунных каскадов.

Однако опубликованное в этом месяце исследование содержит данные о ранее неизвестном канале связи между нашим мозгом и иммунной системой. В последнее время быстро увеличивается количество исследований, свидетельствующих о том, что мозг и тело, на самом деле, в большей степени связаны между собой, чем принято считать. Это недавно проведенное исследование может иметь важные последствия для понимания и лечения расстройств головного мозга.

Еще в 1921 году ученые осознали, что мозг является чем-то особенным — с точки зрения иммунологии. Чуждая ткань, имплантированная в большинство участков тела, нередко становится причиной возникновения иммунологической атаки; однако ткань, имплантированная в центральную нервную систему, вызывает значительно менее враждебную реакцию. Частично это происходит благодаря гемато-энцефалическому барьеру, состоящего из плотно размещенных в кровеносных сосудах мозга клеток, которые пропускают питательные вещества, однако, по большей части, задерживают таких интервентов, как бактерии и вирусы. Сам мозг в течение долгого периода времени считался «привилегированным в иммунологическом отношении», и это означало, что он способен выдержать вторжение внешних патогенов и тканей. Центральная нервная система рассматривалась как существующая независимо от периферийной иммунной системы и обладающая своей менее агрессивной иммунной системой.

Было также принято считать, что преимущество головного мозга обусловлено отсутствием у него лимфатического дренажа. Лимфатическая система в нашем теле считается третьей по счету и, возможно, она является наименее рассматриваемой транспортной системой — в отличие от артериальной и венозной. Лимфатические сосуды возвращают межклеточную жидкость в кровоток, тогда как лимфатические узлы — периодически они появляются вдоль сосудистой системы — служат в качестве хранилища для иммунных клеток. В значительном большинстве частей тела антигены — молекулы в патогенах или в чуждой ткани, предупреждающие нашу иммунную систему о потенциальных угрозах — встречаются с белыми кровяными тельцами в наших лимфатических узлах и вызывают иммунный ответ. Однако раньше было принято считать, что подобные вещи не происходят в головном мозге из-за отсутствия лимфатической сети, и именно поэтому последние открытия представляют собой догматический сдвиг в понимании того, как человеческий мозг взаимодействует с иммунной системой.

Ведущий автор исследования, профессор нейробиологии Виргинского университета д-р Джонатан Кипнис (Jonathan Kipnis) и члены его группы, работая преимущественно с мышами, обнаружили ранее неизвестную сеть лимфатических сосудов в мягких мозговых оболочках — в мембранах, окружающих головной мозг и спинной мозг, — по которой транспортируется жидкость и иммунные клетки из спинномозговой жидкости в группы лимфатических узлов в районе шеи — в глубоко расположенные шейные лимфатические узлы. Кипнис и его коллеги ранее уже показали, что один тип белых кровяных телец (они называются Т-лимфоциты) в мягких мозговых оболочках ассоциируется со значительным влиянием на познавательную способность, и поэтому они попытались выяснить влияние иммунитета мягких мозговых оболочек на функции головного мозга. Подготовив целиком мягкие мозговые оболочки мыши и используя нейровизуализацию, члены его команды обнаружили, что Т-лимфоциты присутствуют в сосудах отдельно от артерий и вен, и это подтверждает, что головной мозг, на самом деле, имеет лимфатическую систему, напрямую связывающую его с периферийной иммунной системой. «Мы совершенно неожиданно обнаружили эти сосуды», — подчеркнул Кипнис.

Обнаруженные недавно сосуды — они были идентифицированы и в человеческом теле — способны объяснить разнообразные патофизиологические загадки, в том числе дать ответ на вопрос о том, каким образом иммунная система способствует развитию разного рода неврологических и психиатрических заболеваний. «Пока еще рано делать предположения, — говорит Кипнис, — но я думаю, что происходящие в этих сосудах изменения способны оказывать влияние на ход болезни в тех неврологических расстройствах, которые связаны со значительной иммунной составляющей, включая рассеянный склероз, аутизм и болезнь Альцгеймера».

Так, например, рассеянный склероз, по крайней мере в некоторых случаях, может являться результатом аутоиммунной активности в ответ на появление инфекции в центральной нервной системе или в спинномозговой жидкости. Возможно, антигены из инфицированных возбудителей проникают в шейные лимфатические узлы через менингеальные лимфатические сосуды, и это вызывает иммунный ответ, который и становится причиной рассеянного склероза. Принято считать, что болезнь Альцгеймера возникает из-за накопления и попадания в мозг протеина под названием амилоид (amyloid). Возможно, амилоид не удаляется полностью через эти лимфатические сосуды, и, может быть, повышение их проходимости поможет головному мозгу избавиться от патогенного протеина.

В другом недавно опубликованном исследовании Кипниса и его коллег говорится о том, что повреждение центральной нервной системы может привести к значительной активизации Т-лимфоцитов в глубине шейных лимфатических узлов. Кипнис полагает, что некоторые компоненты могут выделяться из поврежденной центральной нервной системы и передаваться глубоко расположенным шейным лимфатическим узлам через лимфатические сосуды, которые активируют там иммунную систему. Похожий сценарий может иметь место в других неврологических условиях; а слишком большой или слишком малый дренаж из центральной нервной системы в иммунную систему может способствовать развитию болезни головного мозга. Если это так, то, по мнению Кипниса, медикаменты, генная манипуляция и хирургия способны оказаться теми терапевтическими подходами, на которые стоит обратить внимание.

Д-р Джозеп Далмау (Josep Dalmau), профессор неврологии Пенсильванского университета, не принимавший участия в недавних исследованиях, согласен с тем, что полученные данные помогают объяснить начало, протекание и, возможно, ухудшение аутоиммунных расстройств, воздействующих на головной мозг. Он также считает, что, в свете полученных новых данных, соответствующие учебники, возможно, придется доработать. «Становится все более очевидным, что (центральная нервная система) отлична в иммунном отношении, а не является привилегированной в иммунном отношении», — отмечает он.

В течение десятилетий было очевидно, что существует определенная связь между головным мозгом и иммунной системой. Анормальная иммунная активность в 30-х годах определялась как шизофрения, а многочисленные умственные и неврологические болезни содержали в себе, как тогда было принято считать, иммунный компонент. Однако группе Кипниса удалось идентифицировать реальную анатомическую структуру, облегчающую подобные отношение, и это свидетельствует о том, что мозг и тело тесно связаны друг с другом и что человеческий мозг не является своего рода цитаделью, как было принято считать раньше.