Иммунная и эндокринологические системы

Влияние иммунной системы на эндокринную активность

Многочисленные исследования показали, что нейроэндокринная система прямо и косвенно влияет на развитие и функциональную активность иммунной системы. Гораздо меньше известно о том, как иммунные структуры участвуют в регуляции эндокринной деятельности. Это особенно верно для иммунных и эндокринных взаимодействий по оси гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа. 

Тиреотропный гормон (ТТГ) вырабатывается многими типами клеток вне гипофиза, включая Т-клетки, В-клетки, дендритные клетки селезенки, гемопоэтические клетки костного мозга, эпителиальные клетки кишечника, лимфоциты. Но функциональное значение этих путей синтеза тиреотропина остается непонятным. 

Исторически эта область исследований в значительной степени игнорировалась. Однако в настоящее время имеются доказательства связи клеток иммунной системы с регуляцией активности гормонов щитовидной железы в нормальных физиологических условиях, во время иммунологического стресса. 

Хотя эти механизмы плохо изучены, они, по-видимому, отражают процесс местного интратироидального (внутреннего) синтеза ТТГ, опосредованного популяцией клеток костного мозга, которые проникают в ЩЖ. Эта до сих пор не описанная популяция клеток имеет потенциал для микрорегуляции секреции гормонов ЩЖ, что приводит к критическим изменениям метаболической активности, независимо от выработки тиреотропина гипофизом. Изучение этой совокупности клеточных структур имеет обширное значение для понимания механизмов, с помощью которых иммунная система может действовать, чтобы модулировать нейроэндокринную функцию во время стресса хозяина. 

Клетки иммунной системы, продуцирующие ТТГ

Основная функция оси гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа – регуляция синтеза и выброса в кровоток гормонов ЩЖ. 

Тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ) – вещество, вырабатываемое гипоталамусом – служит индуктивным сигналом для высвобождения тиреотропина из передней доли гипофиза. Подобно другим гликопротеиновым гормонам ТТГ представляет собой белковый макромолекулярный комплекс, состоящий из молекул α-цепи и β-цепи. После выхода из передней доли гипофиза и распространения через кровь в щитовидную железу, тиреотропин вызывает высвобождение тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). 

Доказательства продукции ТТГ клетками иммунной системы были впервые продемонстрированы более двадцати лет назад. Первоначальные исследования использовали лейкоциты человека, которые продуцировали тиреотропин после стимуляции энтеротоксином стафилококка. Гормоны ЩЖ также выступают в качестве негативных регуляторов гемопоэтического ТТГ аналогично тому, как это происходит в оси гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа.

Также было показано, что тиреотропин продуцируется субпопуляцией гемопоэтических клеток костного мозга (гемоцитобластами). Получены данные, что тонкий кишечник является местом активного синтеза ТТГ, что документально подтверждено как на уровне транскрипции, так и на уровне клеточной поверхности для эпителиальных клеток кишечника. Более того, во время острой ротавирусной инфекции синтез тиреотропина в эпителии кишечника значительно увеличивается, особенно в зонах локализации вируса. Учитывая потенциальное участие ТТГ в иммунной регуляции кишечника, исследования предоставляют доказательства местного паракринного действия гормона. Таким образом подтверждается вероятность того, что вещество, полученное из иммунной системы, может действовать в любом месте организма.

Модуляция иммунной функции ТТГ

Несмотря на доказательства кроветворного источника ТТГ, остаются вопросы, как гормон участвует в иммунофизиологическом процессе во время здоровья и болезни. Существует по крайней мере два пути, с помощью которых внегипофизарный тиреотропин оказывает влияние на клетки организма. Один – это прямое влияние ТТГ на клетки иммунной системы. Другой – косвенный эффект, опосредованный ТТГ-индуцированным тироидным гормоном.

Поскольку ТТГ может продуцироваться лейкоцитами, разумно предположить, что он может действовать как цитокиноподобная регуляторная молекула в иммунной системе. Это подтверждается исследованиями, демонстрирующими экспрессию вещества в лимфоидных и миелоидных клетках, а также результатами, показывающими его способность влиять на функциональное поведение лимфоцитов.

ТТГ также косвенно воздействует на иммунную систему, изменяя высвобождение Т3 и Т4 из щитовидной железы, что затем влияет на функциональную активность клеток в костном мозге и во вторичных лимфоидных тканях. Доказательства этого исходят из исследований, показывающих нарушение иммунной функции в условиях низкой циркуляции гормонов ЩЖ. У людей, имеющих тяжелый гипотиреоз, развитие B-клеток в костном мозге ограничено.

Несмотря на целенаправленное воздействие ТТГ на иммунологическую функцию, дополнительная роль гормона в иммунной системе может заключаться в микрорегуляции синтеза гормонов ЩЖ. Это происходит в узкоспециализированных условиях, когда возникает фундаментальная необходимость в коммуникации между иммунной системой и щитовидной железой. Чтобы это произошло, необходимо соблюдение несколько условий.

Должны существовать клетки, продуцирующие ТТГ, которые потенциально могут попасть в ЩЖ. Это может быть клетка с известными характеристиками и свойствами или иметь специальную функцию, направленную на регулирование ЩЖ. Оперативная клетка должна мигрировать в щитовидную железу с основной целью – производство интратироидального ТТГ.

Иммунно-тироидные сети

Чтобы понять, как иммунная система участвует в регуляции гормонов ЩЖ, необходимо предсказать биологический контекст, в котором это произойдет. В настоящее время существует несколько примеров того, как иммунно-тироидные взаимодействия вступают во взаимодействие в естественных или экспериментальных условиях. 

Гормональные заболевания, не связанные с щитовидной железой – сложные и загадочные состояния, которые включает в себя множество интерактивных физиологических событий с характерными особенностями процесса, регулируемого иммунной системой. Недуг, известный как синдром эутиреоидной патологии, представляет собой гипотиреозное заболевание человека, которое возникает при отсутствии явного поражения ЩЖ. В легких формах болезнь характеризуется снижением циркулирующего T3, обычно в результате неспособности преобразовать T4 в T3 в печени или почках. Однако при тяжелых формах уровни как Т3, так и Т4 могут быть снижены. Последнее вызвано нарушением выхода Т4 из ЩЖ.

Синдром эутиреоидной патологии может быть вызван множеством причин, включая голодание, инфекцию, сепсис, травму, инфаркт миокарда, операцию шунтирования коронарной артерии, трансплантацию костного мозга. Хотя полное значение синдрома не известно, он может представлять собой основной механизм хозяина, используемый для сохранения энергии в периоды физиологического стресса, и, вероятно, представляет собой важную, хотя и плохо изученную фазу иммунного ответа. 

Механизмы, ответственные за гипотиреозное состояние, различаются в зависимости от стимулирующих факторов. Во время голодания подавленные уровни лептина в сыворотке крови приводят к более низкому уровню тиреотропина с сопутствующим снижением выработки гормонов и подавлением метаболической активности хозяина. После прекращения голодания уровень лептина повышается, физиологический процесс обращается вспять, что приводит к повышению метаболической активности.

Механический путь, вовлеченный в синдром во время инфекции, отличается от такового при голодании тем, что он не регулируется в значительной степени лептином. В экспериментальных системах, включающих наличие инфекции, были описаны два механизма, которые могут объяснить подавленные уровни ТТГ. Во-первых, было показано, что введение крысам провоспалительных цитокинов снижает уровень тиреотропина в сыворотке крови. Таким образом, простое присутствие этих мощных медиаторов воспаления косвенно влияет на синтез гормонов щитовидной железы. Во-вторых, исследования продемонстрировали, что после определенного воздействия Т4 превращается в Т3 в таницитах мозга вблизи гипоталамуса, тем самым вызывая всплеск Т3 локально. Это представляет собой локализованный механизм обратной связи Т3, который подавляет выработку ТТГ и сокращает выброс гормонов ЩЖ. 

Однако до сих пор не существует известного компенсаторного механизма, объясняющего увеличение синтеза Т3 и Т4 во время фазы выздоровления от инфекции. Таким образом, остается критический вопрос: как нейроэндокринная система «воспринимает», что настало время заново отрегулировать выработку гормонов ЩЖ?

Предполагается, что именно иммунная система, а не эндокринная, перезапускает процесс выработки гормонов ЩЖ. Иммунная система, которая действительно способна производить ТТГ, хорошо подходит для определения оптимального времени для начала фазы восстановления тироидных гормонов. Решающим фактором в этом является врожденная способность иммунной системы постоянно оценивать статус инфекции. Это позволяет определить, безопасно ли для хозяина вернуться в состояние нормальной метаболической активности.