Воспаление в патогенезе нейродегенеративных заболеваний
- Авторы: Гончаров А.Г.1, Реверчук И.В.1, Шуплецова В.В.1
-
Учреждения:
- Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта
- Выпуск: Том 20, № 2 (2023)
- Страницы: 5-11
- Раздел: Научные обзоры
- URL: https://cijournal.ru/1684-7849/article/view/627304
- DOI: https://doi.org/10.17816/CI627304
- ID: 627304
Цитировать
Полный текст
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Введение. Нейродегенеративные заболевания — это распространённые хронические расстройства, связанные с прогрессирующим поражением системы нервных тканей. Участие иммунной системы в развитии нейродегенеративных заболеваний было подтверждено данными об активации микроглии, наличием дисбаланса в составе и фенотипе периферических иммунных клеток и наличием нарушений со стороны гуморального иммунитета, дисбиозом кишечной микробиоты у пациентов с этой патологией.
Обсуждение. Установлено, что в патогенезе заболеваний, связанных с прогрессирующим поражением нервной системы, воспаление играет ключевую роль. В статье анализируются механизмы развития субклинического хронического воспаления, которое приводит к развитию старости и связанных с ней заболеваний, в том числе нейродегенеративной патологии. В формировании провоспалительного статуса значение имеют как минимум три сопряжённые со старостью группы факторов: митохондриальная дисфункция, развитие возрастного провоспалительного статуса иммунной системы и хронический стресс. Митохондриальная дисфункция связана в первую очередь с нарушением процессов митофагии: отказ механизмов контроля качества в результате нарушения процессов митофагии способствует накоплению неизлечимо повреждённых митохондрий, которые становятся угрозой для выживания клеток. Неполноценное удаление повреждённых митохондрий приводит к гиперактивации воспалительных сигнальных путей и впоследствии к хроническому системному воспалению и развитию воспалительных заболеваний; накапливающийся с возрастом высокий уровень делеций в генетическом аппарате митохондрий — к усиленному образованию активных форм кислорода, которые, в свою очередь, как предполагается, являются одним из ведущих активаторов цитозольного белка NLRP3, основного компонента инфламмасом. Усиление формирования инфламмасом в конечном итоге вызывает каспаз-1-зависимую продукцию провоспалительных интерлейкинов. Возрастной воспалительный дисбаланс связан с тем, что в процессе жизни иммунная система, основным защитным механизмом которой выступает воспалительная реакция, справляется с постоянными антигенными атаками. Однако со временем по достижении некоего «порога» реакция иммунной системы становится избыточной, характеризующейся усилением продукции факторов коагуляции, провоспалительных цитокинов, белков острой фазы воспаления, простагландинов и лейкотриенов.
Заключение. Иммунологические сдвиги, развивающиеся при хроническом (длительном) стрессе, являются результатом нарушения гомеостатической связи между нейроэндокринной и иммунной системами, приводят к формированию воспалительного фона, дополняющего провоспалительный статус, складывающийся в результате возрастных изменений в иммунной системе и нарушения механизмов митофагии.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Андрей Геннадьевич Гончаров
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта
Email: agoncharov59@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6967-8838
SPIN-код: 6638-9367
канд. мед. наук
Россия, КалининградИгорь Васильевич Реверчук
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта
Email: igor7272igor@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3498-9094
SPIN-код: 1506-1036
д-р мед. наук
Россия, КалининградВалерия Владимировна Шуплецова
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта
Автор, ответственный за переписку.
Email: vshupletsova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7243-9731
SPIN-код: 5736-4492
канд. биол. наук
Россия, КалининградСписок литературы
- Pezone A., Olivieri F., Napoli M.V., et al. Inflammation and DNA damage: cause, effect or both // Nat Rev Rheumatol. 2023. Vol. 19, N 4. P. 200–211. doi: 10.1038/s41584-022-00905-1
- Contaldi E., Magistrelli L., Comi C. Disease mechanisms as subtypes: Immune dysfunction in Parkinson’s disease // Handb Clin Neurol. 2023. Vol. 193. P. 67–93. doi: 10.1016/B978-0-323-85555-6.00008-4
- Intili G., Paladino L., Rappa F., et al. From Dysbiosis to Neurodegenerative Diseases through Different Communication Pathways: An Overview // Biology (Basel). 2023. Vol. 12, N 2. P. 195. doi: 10.3390/biology12020195
- Zhang L., Wang Y., Liu T., Mao Y., Peng B. Novel Microglia-based Therapeutic Approaches to Neurodegenerative Disorders // Neurosci Bull. 2023. Vol. 39, N 3. P. 491–502. doi: 10.1007/s12264-022-01013-6 Erratum in: Neurosci Bull. 2023. Vol. 39, N 3. P. 557. doi: 10.1007/s12264-023-01026-9
- Ганковская Л.В., Артемьева О.В., Намазова-Баранова Л.С., и др. Иммунологические аспекты старения и возраст-ассоциированная патология. Москва : Педиатръ, 2021. 156 с. EDN: SYHTBM
- Zhang H., Wang Z., Wang G., et al. Understanding the Connection Between Gut Homeostasis and Psychological Stress // J Nutr. 2023. Vol. 153, N 4. P. 924–939. doi: 10.1016/j.tjnut.2023.01.026
- Franceschi C, Bonafè M, Valensin S, et al. Inflamm-aging. An evolutionary perspective on immunosenescence // Ann N Y Acad Sci. 2000. Vol. 908. P. 244–254. doi: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb06651.x
- Brookes P.S. Mitochondrial H(+) leak and ROS generation: an odd couple // Free Radic Biol Med. 2005. Vol. 38, N 1. P. 12–23. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2004.10.016
- Choubey V., Zeb A., Kaasik A. Molecular Mechanisms and Regulation of Mammalian Mitophagy // Cells. 2021. Vol. 11, N 1. P. 38. doi: 10.3390/cells11010038
- Dabravolski S.A., Nikiforov N.G., Zhuravlev A.D., et al. Role of the mtDNA Mutations and Mitophagy in Inflammaging // Int J Mol Sci. 2022. Vol. 23, N 3. P. 1323. doi: 10.3390/ijms23031323
- Prasun P. Mitochondrial dysfunction in metabolic syndrome // Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2020. Vol. 1866, N 10. P. 165838. doi: 10.1016/j.bbadis.2020.165838
- Casanova A., Wevers A., Navarro-Ledesma S., Pruimboom L. Mitochondria: It is all about energy // Front Physiol. 2023. Vol. 14. P. 1114231. doi: 10.3389/fphys.2023.1114231
- Anderson F.L., Biggs K.E., Rankin B.E., Havrda M.C. NLRP3 inflammasome in neurodegenerative disease // Transl Res. 2023. Vol. 252. P. 21–33. doi: 10.1016/j.trsl.2022.08.006
- Soraci L., Gambuzza M.E., Biscetti L., et al. Toll-like receptors and NLRP3 inflammasome-dependent pathways in Parkinson’s disease: mechanisms and therapeutic implications // J Neurol. 2023. Vol. 270, N 3. P. 1346–1360. doi: 10.1007/s00415-022-11491-3
- Fard M.T., Savage K.M., Stough C.K. Peripheral inflammation marker relationships to cognition in healthy older adults — A systematic review // Psychoneuroendocrinology. 2022. Vol. 144. P. 105870. doi: 10.1016/j.psyneuen.2022.105870
- Sanchez-Roman I., Ferrando B., Holst C.M., et al. Molecular markers of DNA repair and brain metabolism correlate with cognition in centenarians // Geroscience. 2022. Vol. 44, N 1. P. 103–125. doi: 10.1007/s11357-021-00502-2
- Kerr J.S., Adriaanse B.A., Greig N.H., et al. Mitophagy and Alzheimer’s Disease: Cellular and Molecular Mechanisms // Trends Neurosci. 2017. Vol. 40, N 3. P. 151–166. doi: 10.1016/j.tins.2017.01.002
- Swerdlow R.H. Mitochondria and Mitochondrial Cascades in Alzheimer’s Disease // J Alzheimers Dis. 2018. Vol. 62, N 3. P. 1403–1416. doi: 10.3233/JAD-170585
- Wang S., Deng Z., Ma Y., et al. The Role of Autophagy and Mitophagy in Bone Metabolic Disorders // Int J Biol Sci. 2020. Vol. 16, N 14. P. 2675–2691. doi: 10.7150/ijbs.46627
- Mary A., Eysert F., Checler F., Chami M. Mitophagy in Alzheimer’s disease: Molecular defects and therapeutic approaches // Mol Psychiatry. 2023. Vol. 28, N 1. P. 202–216. doi: 10.1038/s41380-022-01631-6
- Zeng K., Yu X., Mahaman Y.A.R., et al. Defective mitophagy and the etiopathogenesis of Alzheimer’s disease // Transl Neurodegener. 2022. Vol. 11, N 1. P. 32. doi: 10.1186/s40035-022-00305-1
- Castillo-Rangel C., Marin G., Hernández-Contreras K.A., et al. Neuroinflammation in Parkinson’s Disease: From Gene to Clinic: A Systematic Review // Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, N 6. P. 5792. doi: 10.3390/ijms24065792
- Kouli A., Torsney K.M., Kuan W.L. Parkinson’s Disease: Etiology, Neuropathology, and Pathogenesis. In: Stoker T.B., Greenland J.C., editors. Parkinson’s Disease: Pathogenesis and Clinical Aspects [Internet]. Brisbane (AU) : Codon Publications, 2018. Chapter 1. doi: 10.15586/codonpublications.parkinsonsdisease.2018.ch1
- Vignjević Petrinović S., Milošević M.S., Marković D., Momčilović S. Interplay between stress and cancer — A focus on inflammation // Front Physiol. 2023. Vol. 14. P. 1119095. doi: 10.3389/fphys.2023.1119095
- Black P.H. The inflammatory response is an integral part of the stress response: Implications for atherosclerosis, insulin resistance, type II diabetes and metabolic syndrome X // Brain Behav Immun. 2003. Vol. 17, N 5. P. 350–364. doi: 10.1016/s0889-1591(03)00048-5
- Прохоренко И.О., Германова В.Н., Сергеев О.С. Стресс и состояние иммунной системы в норме и патологии. Краткий обзор литературы // Вестник медицинского института «РЕАВИЗ». Реабилитация, врач и здоровье. 2017. № 1 (25). С. 82–90. EDN: YLFZHH
- Cohen S., Janicki-Deverts D., Doyle W.J., et al. Chronic stress, glucocorticoid receptor resistance, inflammation, and disease risk // Proc Natl Acad Sci U S A. 2012. Vol. 109, N 16. P. 5995–5999. doi: 10.1073/pnas.1118355109
- Hassamal S. Chronic stress, neuroinflammation, and depression: an overview of pathophysiological mechanisms and emerging anti-inflammatories // Front Psychiatry. 2023. Vol. 14. P. 1130989. doi: 10.3389/fpsyt.2023.1130989
- Karvandi M.S., Sheikhzadeh Hesari F., Aref A.R., Mahdavi M. The neuroprotective effects of targeting key factors of neuronal cell death in neurodegenerative diseases: The role of ER stress, oxidative stress, and neuroinflammation // Front Cell Neurosci. 2023. Vol. 17. P. 1105247. doi: 10.3389/fncel.2023.1105247
- Bartolomucci A., Palanza P., Sacerdote P., et al. Social factors and individual vulnerability to chronic stress exposure // Neurosci Biobehav Rev. 2005. Vol. 29, N 1. P. 67–81. doi: 10.1016/j.neubiorev.2004.06.009
- Masafi S., Saadat S.H., Tehranchi K., et al. Effect of Stress, Depression and Type D Personality on Immune System in the Incidence of Coronary Artery Disease // Open Access Maced J Med Sci. 2018. Vol. 6, N 8. P. 1533–1544. doi: 10.3889/oamjms.2018.217