Мозгу работать мешает иммунитет

В здоровом теле здоровый дух, учат нас с раннего детства, стараясь привить любовь к спорту и активному образу жизни. Дух человека и его тело, бесспорно, связаны, но связь эта сложная, и только сейчас учёные постепенно начинают понимать её механизм и ищут ответ уже на более конкретный вопрос: как взаимодействуют иммунная и нервная системы и как эмоциональное состояние человека влияет на его физическое здоровье?

Ещё древние врачи отмечали, что эмоциональный фон человека отражается на его здоровье. Так, грек Гален (Γαληνός; 129/131–ок.200) заметил, что меланхоличные женщины более подвержены раку груди, чем женщины с живым темпераментом. Но изучать всерьёз, с помощью объективных физиологических методов, как именно эмоциональное состояние живых существ влияет на их физическое состояние, начали лишь в ХХ веке.

Одним из пионеров в этой области был американский психофизиолог Уолтер Кеннон (Walter Cannon, 1871–1945), предметом исследования которого стало влияние на пищеварение боли, страха, голода и ярости. Изучению биологического смысла телесных изменений, связанных с ними, была посвящена исследовательская программа Кеннона, результаты он зафиксировал в книге «Физиология эмоций. Телесные изменения при боли, страхе, голоде и ярости» (ее русский перевод вышел в 1927 году). На лабораторных животных Кеннон показал, что эти эмоции способны приводить к нарушению функций желудочно-кишечного тракта.

Многочисленные наблюдения за людьми демонстрировали, что больные в состоянии психических растройств хуже отвечают на вакцинацию : у них число защитных белковых антител в ответ на введение вакцины заметно снижено по сравнению с душевно здоровыми людьми.

Первые же эксперименты в области психонейроиммунологии — области медицинской науки, изучающей взаимодействие иммунной и нервной систем, — были проведены в 1975 году американскими учёными Робертом Эйдером (Robert Ader) и Николасом Коэном (Nicholas Cohen) в Университете Рочестера (University of Rochester). Они предлагали лабораторным крысам подслащённую воду с лекарством, которое вызывает тошноту и упадок защитных сил организма. После того как крысы привыкли к этой реакции, им перестали давать лекарство, животные получали только подслащённую воду. Удивительно, но крысы и тогда переживали упадок сил и даже умирали. Психологическое ожидание негативного эффекта сказывалось на фактическом состоянии иммунной системы.

Позднее были найдены нервные пути, которые оканчиваются на тимусе (вилочковой железе). В тимусе проходит созревание, дифференцировка и «обучение» клеток иммунной системы — лимфоцитов. Так что сигналы из мозга способны напрямую контролировать работу иммунной системы. Причём, если верить данным, полученным в исследованиях, проходивших под руководством профессора Ричарда Дэвидсона (Richard Davidson) в Университете штата Висконсин (University of Wisconsin-Madison), такой контроль вполне может быть сознательным.

Многочисленные статистические данные указывают на то, что люди, которые оптимистично смотрят на жизнь, обладают более крепким здоровьем, но основы этого феномена долгое время не были понятны.

В исследованиях доктора Дэвидсона, результаты которого были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, участвовали люди, прошедшие вакцинацию против гриппа . Сначала у них измеряли базовую активность мозга (правого и левого полушария в отдельности) в нейтральных условиях. Затем просили подумать и описать самое счастливое событие в жизни и самое ужасное, и вновь измеряли активность правого и левого полушария. Эти замеры позволили выявить, активность какого полушария мозга и, соответственно, эмоции какой окраски преобладают у конкретного человека.

Через шесть месяцев после вакцинации испытуемые с повышенной активностью в левом полушарии мозга показали большее число антител к вирусу гриппа, то есть вакцинация прошла более успешно. Известно, что люди с высокой активностью в правом полушарии мозга более подвержены негативным эмоциям, чем те, чей мозг более активен в левом полушарии. Так что быть оптимистом действительно выгоднее, даже иммунная система у них работает лучше.

Существует и обратная связь: больное тело влияет на функции мозга и может даже привести к развитию душевных расстройств. В начале ХХ века была предложена «инфекционная теория психоза», согласно которой движущий фактор развития таких расстройств, как шизофрения, — бактериальные инфекции. Инфекции, полученные ещё в утробе матери, могут увеличить риск развития шизофрении во взрослом возрасте. Но ведь далеко не все дети, перенёсшие инфекции, становятся шизофрениками. Очевидно, что связь здесь не столь однозначна.

Большую часть мозга составляют клетки так называемой глии. Эти клетки не проводят нервные импульсы, но без них невозможно функционирование мозга. Численность клеток глии примерно в десять раз превосходит численность непосредственно нейронов (нервных клеток, способных проводить электрические импульсы). В самой глии выделяют несколько типов клеток, включая так называему микроглию, астроциты, олигодендроциты, Шванновские клетки. Перечисленные типы клеток отличаются по своему внешнему виду, по количеству, размерам и форме отростков, по специфике выполняемых функций.

Например, Шванновские клетки обёртывают, покрывают отростки нервных клеток, обеспечивая проведение нервного импульса (подобно кабелю, который имеет проводящий стерженёк, но покрыт изолентой). Другие типы клеток выполняют опорную, защитную, питательную функции, выделяют физиологически активные вещества. Считается также, что без глиальных клеток невозможна регенерация переферической нервной системы, невозможно восстановление нервной ткани после повреждения.

Если у человека во время инсульта происходит значительное повреждение глии, то прогноз для таких пациентов плохой. Интересно, что особый тип клеток глии — так называемая микроглия — берёт начало от клеток иммунной системы (моноцитов и макрофагов). Неудивительно, что развитие иммунной реакции (например, в ответ на вирусную или бактериальную инфекцию) неизбежно сказывается на функциях мозга. Мы чувствуем усталость, отсутствие интереса к окружающему миру, впадаем в апатию, не можем сфокусировать внимание. В это время микроглия мозга вырабатывает особые вещества — цитокины. Это коммуникативные молекулы иммунной системы, медиаторы иммунной реакции. В норме их уровень в мозге ничтожно мал, но при запуске иммунного ответа содержание цитокинов в микроглии резко повышается, что и приводит к угнетённому состоянию.

Интересно, что инфекции в раннем возрасте (включая инфекции на третьем триместре в утробе матери) приводят к так называемому «праймингу» микроглии (microglial cell priming). Это означает, что последующая инфекция будет вызывать ещё больший иммунный ответ и ещё большее угнетение функций мозга.

Такая связь между первичной инфекцией и последствиями во взрослом состоянии была показана в исследованиях под руководством Стэйси Билбо (Staci Bilbo) в Университете Дьюка (Duke University). В ходе эксперимента были использованы две группы новорождённых крысят. Первой группе вводили в брюхо физиологический раствор, совершенно безопасный для организма. Вторая группа получала инъекцию липополисахарида (ЛПС) — компонент оболочки бактерии, который запускает иммунный ответ у животных. Параллельно крысят тестировали на развитие памяти. Животных помещали в куб. После того как крысёнок ознакомился с новой окружающей средой, на дно куба на несколько мгновений подавалось электрическое напряжение.

Если животное способно запоминать, то в следующий раз при помещении в куб крысёнок будет замирать в ожидании негативного ощущения. Через несколько недель эксперимент повторили. Только в этот раз крысята, которые получали инъекцию физиологического раствора, были разделены ещё на две группы: одна из них опять получила физиологический раствор, вторая же — в первый раз столкнулась с инъекцией ЛПС. Крысята к этому моменту уже подросли, поэтому их можно считать моделью юношеского возраста у человека. И первая, и вторая группа крысят были способны запомнить куб и ожидали удара тока в замирающей позе.

Крысята, которые в раннем возрасте получили инъекцию ЛПС, теперь тоже подросли и тоже были разделены на две новые группы. Одна получила физиологический раствор и была способна запомнить негативный опыт в кубе. Оставшаяся группа животных получила инъекцию ЛПС второй раз в своей жизни, и эти животные были не в состоянии запомнить тот факт, что в кубе их поджидает опасность. У животных, которые пережили иммунный ответ в раннем возрасте, а затем в юношестве, были обнаружены проблемы с памятью. Если таким животным ввести блокаторы образования цитокинов, то крысята будут лучше запоминать и будут лучше адаптироваться к новым условиям.

Описанные эксперименты породили много вопросов и опасений. Первый из них — это вопрос вакцинации детей. Стоит ли делать вакцину, не приведёт ли она к праймингу глии и последующему сильному иммунному ответу на безобидную простуду? Второй вопрос — это вопрос о том, насколько возможно предсказание нарушений когнитивных функций у детей, переживших инфекции в раннем возрасте? Эти проблемы активно изучаются, но пока прививки всё-таки рекомендованы к проведению.

Остаётся не совсем понятно, зачем во время болезни наш мозг «отключается»? Каков физиологический смысл такого отключения? Одна из гипотез заключается в том, что болезни в молодом возрасте помогают «выточить» мозг. Дело в том, что во время развития в мозге формируется множество контактов (синапсов) между нервными клетками. Если развивать какой-либо навык, то синапсы, ответственные за него, становятся сильнее, а ненужные контакты постепенно сходят на нет. Во время болезней мы используем только самые нужные контакты, необходимые для выживания. Остальные же не удерживаются и оказываются менее важными на данный момент. Так мозг постепенно «вытачивает» свои функции, оптимизирует клеточные контакты.

Связь состояния иммунной системы и мозга прослеживается и в других областях. Так, мощный иммунный ответ может повлиять на развитие болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, рассеянного склероза, нейродегенеративных состояний, вызванных вирусом иммунодефицита человека. Иммунные пути можно использовать для коррекции перечисленных нарушений. Один из самых простых подходов — это блокирование выработки цитокинов. Однако эти молекулы необходимы для базового функционирования нервной ткани и организма в целом, поэтому приходится искать более утончённые методы влияния. Если говорить об обратной связи, то антидепрессанты могут быть использованы не только для лечения душевного расстройства, но и для коррекции аутоиммунных нейритов.

Вообще, изучение сложных механизмов взаимодействия между разными системами организма позволяет учёным надеется, что удастся найти обходные пути в лечении тех серьёзных болезней, где прямые методы воздействия показали себя неэффективными.

В анонсе статьи использовано фото Refracted Moments™ (Creative Commons license)