Возраст-зависимая дисрегуляция иммунного ответа у человека

В обзоре анализируются данные литературы по вопросу дисрегуляции иммунного ответа при старении организма. Показано, что нарушение врожденного и адаптивного иммунного ответа у лиц пожилого и старческого возраста в условиях распространения новой коронавирусной инфекции является отягощающим фактором течения заболевания и выздоровления. Прослежены нейро-иммуно-эндокринные изменения, возникающие в органах иммунной системы, иммунокомпетентных клетках, молекулах и рецепторных образованиях, участвующих в реализации иммунного ответа организма. Достаточно подробно анализируется дисбаланс оси мозг-кишечник-микробиота, в котором существенную роль отводят изменениям, происходящим в гипоталамо-надпочечниковой системе с участием биогенных нейромедиаторов и нейромодуляторов. Указывается на то, что микробиота кишечника может быть причастна к процессам нейродегенетации за счет токсического действия на мозг через нейро-иммуно-эндокринные и метаболические пути. Представлены данные, говорящие о том, что адреналин, норадреналин, дофамин и серотонин участвуют в дисрегуляции иммунного ответа, что делает этот процесс сходным с изменениями, возникающими в ходе общего адаптационного синдрома и стресс-реакции организма. С другой стороны, в обзоре отмечено, что хронический стресс при старении не только изменяет активность макрофагов, лимфоцитов и дендритных клеток, но и повышает уровень провоспалительных цитокинов в крови, таким образом влияя на проницаемость гематоэнцефалического барьера головного мозга. В статье подчеркивается, что при старении в организме постепенно формируется нейроэндокринный сенсорный путь дисрегуляции иммунного ответа. В этой связи отмечается, что в дисфункции иммунной системы задействованы афферентные нервные окончания и нейроны вагуса, адренергические и пептидергические нервы, влияющие на процессы, происходящие не только в тимусе, но и в головном мозге. Однако очевидно, что формирующийся в высших отделах нервной системы патодинамический «дезадаптирующий контур» также задействован в дисрегуляторных иммунных ответах при старении. Таким образом, в работе сделан вывод о том, что сигнальные сети регуляторных систем организма (нервной, иммунной и эндокринной) тесно взаимосвязаны, на протяжении всей жизни, но при старении и проникновении в организм антигенов это взаимодействие легко нарушается на разных уровнях организации живой материи, и это приводит к дисрегуляции.

1. Артеменков А.А. Дезадаптивные нарушения регуляции функций при старении // Успехи геронтологии. 2018. Т. 31, № 5. С. 696-706.

2. Артеменков А.А. Дезадаптивный нейропатологический синдром старения кровеносных сосудов // Российский кардиологический журнал. 2019. № 24 (9). С. 33-40.

3. Артемьева О.В., Ганковская Л.В. Воспалительное старение как основа возраст-ассоциированной патологии // Медицинская иммунология, 2020. Т. 22, № 3. С. 419-432. doi: 10.15789/1563-0625-IAT-1938.

4. Корнева Е.А. Пути взаимодействия нервной и иммунной систем: история и современность, клиническое применение // Медицинская иммунология, 2020. Т. 22, № 3. С. 405-418. doi: 10.15789/1563-0625-PON-1974.

5. Кузник Б.И., Чалисова Н.И., Цыбиков Н.Н., Линькова Н.С., Давыдов С.О. Стресс, старение и единая гуморальная защитная система. Эпигенетические механизмы регуляции // Успехи физиологических наук, 2020. Т. 51, № 3. С. 51-68.

6. Мечников И.И. Записки старого биолога. О том, как нужно жить и когда умирать. М.: Родина, 2020. 512 с.

7. Нижегородова Д.Б., Левковская А.Н., Зафранская М.М. Иммунологические механизмы нейровоспаления и нейродегенерации // Иммунология, аллергология, инфектология, 2018. № 4. С. 27-42.

8. Прошкина Е.Н., Соловьев И.А., Шапошников М.В., Москалев А.А. Ключевые молекулярные механизмы старения, биомаркеры и потенциальные интервенции // Молекулярная биология, 2020. Т. 54, № 6. С. 883-921.

9. Пухальский А.Л., Шмарина Г.В., Алешкин В.А. Иммунологические нарушения и когнитивный дефицит при стрессе и физиологическом старении. Часть I: патогенез и факторы риска // Вестник РАМН, 2014. № 5-6. С. 14-22.

10. Романчук Н.П. Здоровая микробиота и натуральное функциональное питание: гуморальный и клеточный иммунитет // Бюллетень науки и практики, 2020. Т. 6, № 9. С. 127-166.

11. Сладкова Е.А., Шамрай Е.А., Тищенко А.Ю., Скоркина М.Ю. Функциональная характеристика периферической крови людей зрелого возраста при активации пуринергической сигнальной системы // Журнал медико-биологических исследований, 2019. Т. 7, № 3. С. 272-279.

12. Соболь К.В. Роль микробиоты в нейродегенеративных заболеваниях // Онтогенез, 2018. Т. 49, № 6. С. 333-352.

13. Торховская Т.И., Белова О.В., Зимина И.В., Крючкова А.В., Москвина С.Н., Быстрова О.В., Арион В.Я., Сергиенко В.И. Нейропептиды, цитокины и тимотические пептиды как эффекторы взаимодействия тимуса и нейроэндокринной системы // Вестник РАМН, 2015. Т. 70, № 6. С. 727-733.

14. Ширинский В.С., Ширинский И.С. Полиморбидность, старение иммунной системы и системное вялотекущее воспаление - вызов современной медицине // Медицинская иммунология, 2020. Т. 22, № 4. С. 609-624. doi: 10.15789/1563-0625-PAO-2042.

15. Южанинова С.В., Сайдакова Е.В. Феномен иммунного истощения // Успехи современной биологии, 2017. Т. 137, № 1. С. 70-83.

16. Akha A.A.S. Aging and the immune system: An overview. J. Immunol. Methods, 2018, Vol. 463, pp. 21-26.

17. Alonso-Fernandez P., de la Fuente M. Role of the immune system in aging and longevity. Curr. Aging Sci., 2011, Vol. 4, no. 2, pp. 78-100.

18. Becher B., Spath S., Goverman J. Cytokine networks in neuroinflammation. Nat. Rev. Immunol., 2017, Vol. 17, no. 1, pp. 49-59.

19. Bowen L., Nath A., Smith B. CNS immune reconstitution inflammatory syndrome. Handb. Clin. Neurol., 2018, Vol. 152, pp. 167-176.

20. Cao W., Zheng H. Peripheral immune system in aging and Alzheimer's disease. Mol. Neurodegener., 2018, Vol. 13, no. 1, 51. doi: 10.1186/s13024-018-0284-2.

21. Castelo-Branco C., Soveral I. The immune system and aging: a review. Gynecol. Endocrinol., 2014, Vol. 30, no. 1, pp. 16-22. doi: 10.3109/09513590.2013.852531.

22. Cruces J., Venero C., Pereda-Perez I., de la Fuente M. The effect of psychological stress and social isolation on neuroimmunoendocrine communication. Curr. Pharm. Des., 2014, Vol. 20, no. 29, pp. 4608-4628.

23. Csaba G. Immunity and longevity. Acta Microbiol. Immunol. Hung., 2019, Vol. 66, no. 1, pp. 1-17.

24. Damiot A., Pinto A.J., Turner J.E., Gualano B. Immunological implications of physical inactivity among older adults during the COVID-19 pandemic. Gerontology, 2020, Vol. 66, no. 5, pp. 431-438.

25. de Miranda A.S., Zhang C.-J., Katsumoto A., Teixeira A.L. Hippocampal adult neurogenesis: does the immune system matter? J. Neurol. Sci., 2017, Vol. 372, pp. 482-495.

26. di Benedetto S., Muller L., Wenger E., Duzel S., Pawelec G. Contribution of neuroinflammation and immunity to brain aging and the mitigating effects of physical and cognitive interventions. Neurosci. Biobehav. Rev., 2017, Vol., 75, pp. 114-128.

27. Fali T., Vallet H., Sauce D. Impact of stress on aged immune system compartments: overview from fundamental to clinical data. Exp, Gerontol., 2018, Vol. 105, pp. 19-26.

28. Farzi A., Frohlich E.E., Holzer P Gut microbiota and the neuroendocrine system. Neurotherapeutics, 2018, Vol. 15, no. 1, pp. 5-22.

29. Franceschi C., Bonafe M., Valensin S., Olivieri F., de Luca M., Ottaviani E., Benedictis G. De Inflamm-aging. An evolutionary perspective on immunosenescence. Ann. N. Y. Acad. Sci., 2000, Vol. 908, pp. 244-254.

30. Fuentes E., Fuentes M., Alarcon M., Palomo I. Immune system dysfunction in the elderly. An. Acad. Bras. Cienc, 2017, Vol. 89, no. 1, pp. 285-299.

31. Haase S., Haghikia A., Wilck N., Muller D.N., Linker R.A. Impacts of microbiome metabolites on immune regulation and autoimmunity. Immunology., 2018, Vol. 154, no. 2, pp. 230-238.

32. Hang S., Huh J. The immune-mind connection. Cell., 2019, Vol. 179, no. 4, pp. 803-805.

33. Kowalski K., Mulak A. Brain-gut-microbiota axis in alzheimer's disease. J. Neurogastroenterol. Motil., 2019, Vol. 25, no. 1, pp. 48-60.

34. Liang Z., Zhao Y., Ruan L., Zhu L., Jin K., Zhuge Q., Su D.-M., Zhao Y. Impact of aging immune system on neurodegeneration and potential immunotherapies. Prog. Neurobiol., 2017, Vol. 157, pp. 2-28.

35. Mittal R., Debs L.H., Patel A.P., Nguyen D., Patel K., O'Connor G., Grati M., Mittal J., Yan D., Eshraghi A.A., Deo S.K., Daunert S., Liu X.Z. Neurotransmitters: the critical modulators regulating gut-brain axis. J. Cell. Physiol., 2017, Vol. 232, no. 9, pp. 2359-2372.

36. Montecino-Rodriguez E., Berent-Maoz B., Dorshkind K. Causes, consequences, and reversal of immune system aging. J. Clin. Invest., 2013, Vol. 123, no. 3, pp. 958-965.

37. Muller L., di Benedetto S., Pawelec G. The immune system and its dysregulation with Aging. Subcell. Biochem., 2019, Vol. 91, pp. 21-43.

38. Nikolich-Zugich J. The twilight of immunity: emerging concepts in aging of the immune system. Nat. Immunol., 2018, Vol. 19, no. 1, pp. 10-19.

39. Oglodek E., Szota A., Just M., Mos D., Araszkiewicz A. The role of the neuroendocrine and immune systems in the pathogenesis of depression. Pharmacol. Rep., 2014, Vol. 66, no. 5, pp. 776-781.

40. Pangrazzi L., Meryk A., Naismith E., Koziel R., Lair J., Krismer M., Trieb K., Grubeck-Loebenstein B. “Inflamm-aging” influences immune cell survival factors in human bone marrow. Eur. J. Immunol., 2017, Vol. 47, no. 3, pp. 481-492.

41. Patterson S. L Immune dysregulation and cognitive vulnerability in the aging brain: interactions of microglia, IL-1 в, BDNF and synaptic plasticity. Neuropharmacology. 2015, Vol. 96, (Pt A), pp. 11-18.

42. Pavlov V.A., Chavan S.S., Tracey K.J. Molecular and functional neuroscience in immunity. Annu. Rev. Immunol., 2018, Vol. 36, pp. 783-812.

43. Pedersen B.K., Hoffman-Goetz L. Exercise and the immune system: regulation, integration, and adaptation. Physiol Rev., 2000, Vol. 80, no. 3, pp. 1055-1081.

44. Petra A.I., Panagiotidou S., Hatziagelaki E., Stewart J.M., Conti P., Theoharides T.C. Gut-microbiota-brain axis and its effect on neuropsychiatric disorders with suspected immune dysregulation. Clin Ther., 2015, Vol. 37, no. 5, pp. 984-995.

45. Ramirez K., Fornaguera-Tnas J., Sheridan J.F. Stress-induced microglia activation and monocyte trafficking to the brain underlie the development of anxiety and depression. Curr. Top. Behav. Neurosci., 2017, Vol. 31, pp. 155-172.

46. Ransohoff R.M., Schafer D., Vincent A., Blachere N.E., Bar-Or A. Neuroinflammation: ways in which the immune system affects the brain. Neurotherapeutics, 2015, Vol. 12, no. 4, pp. 896-909.

47. Shaw A.C., Joshi S., Greenwood H., Panda A., Lord J. M Aging of the innate immune system. Curr. Opin. Immunol., 2010, Vol. 22, no. 4, pp. 507-513.

48. Simpson R.J., Lowder T.W., Spielmann G., Bigley A.B., La Voy E.C., Kunz H. Exercise and the aging immune system. Ageing Res. Rev., 2012, Vol. 11, no. 3, pp. 404-420.

49. Spath S., Komuczki J., Hermann M., Pelczar P., Mair F., Schreiner B., Becher B. Invasion and immunopathology in the central nervous system. Immunity, 2017, Vol. 46, no. 2, pp. 245-260.

50. Straub R.H., Cutolo M. Psychoneuroimmunology-developments in stress research. Wien. Med. Wochenschr., 2018, Vol. 168, no. 3-4, pp. 76-84.

51. Thapa P., Farber D.L. The role of the thymus in the immune response. Thorac. Surg. Clin., 2019, Vol. 29, no. 2, pp. 123-131.

52. Vallet H., Fali T., Sauce D. Aging of the immune system: from fundamental to clinical data. Rev. Med. Interne, 2019, Vol. 40, no. 2, pp. 105-111.

53. Wilson D., Jackson T., Sapey E., Lord J.M. Frailty and sarcopenia: the potential role of an aged immune system. Ageing Res. Rev., 2017, Vol. 36, pp. 1-10.

54. Yirmiya K., Djalovski A., Motsan S., Zagoory-Sharon O., Feldman R. Stress and immune biomarkers interact with parenting behavior to shape anxiety symptoms in trauma-exposed youth. Psychoneuroendocrinology, 2018, Vol. 98, pp. 153-160.

55. Zapatera B., Prados A., Gomez-Martmez S., Marcos A. Immunonutrition: methodology and applications. Nutr. Hosp., 2015, Vol. 31, Suppl. 3, pp. 145-154.