Чрезмерная активность иммунитета снижает умственные способности

Иммунные клетки мозга, рано столкнувшиеся с инфекцией, становятся чрезмерно агрессивными и мешают выполнению высших когнитивных функций, связанных с обучением и памятью.

Чрезмерная активность иммунной системы в детстве может повлиять на развитие умственных способностей, полагают учёные из Университета Дьюка (США). Исследователи много лет изучали клетки микроглии, которые выполняют в мозгу иммунные функции. Эти клетки работают подобно макрофагам, поглощая чужеродные вещества и повреждённые клетки. В ответ на инфекцию они выделяют белок интерлейкин-1, один из первых молекулярных сигналов, запускающих реакцию иммунного ответа и воспаления.

Известно, что интерлейкин-1 необходим для нормального протекания процессов обучения и запоминания, которые осуществляются гиппокампом. Но, видимо, слишком много интерлейкина для мозга всё-таки не очень хорошо.

Исследователи заражали новорождённых крысят, а затем спустя какое-то время повторно вводили им инфекционные бактерии, но уже не живые, а убитые. Во второй раз иммунная система срабатывала с куда большей эффективностью. Однако при этом у животных отмечалась заметная ущербность в обучении и памяти. Умственные способности крыс проверялись с помощью простого теста: животных вводили в незнакомое помещение, после чего те слышали резкий громкий звук или испытывали чувствительный удар током. В следующий раз обычные крысы, едва попав в помещение, замирали, помня о прошлых неприятностях, связанных с этим местом. Что же до животных, которых в детстве «пытали» инфекцией и которые недавно вновь переболели, то они продолжали гулять в опасном помещении как ни в чём ни бывало. То есть у этих крыс были явные проблемы с запоминанием того, что с ними случилось здесь не так давно.

Повторная инфекция вовсе не обязательно должна была проникнуть в мозг: оказалось, что периферийное воспаление где-нибудь в конечностях тоже возбуждает клетки микроглии. Впоследствии выяснилось, что крысы, переболевшие в детстве, имеют проблемы с памятью даже без повторной инфекции, хотя и не в такой степени, как при заражении. То есть чрезмерная активность иммунитета, проявившись сразу после рождения, как-то необратимо повлияла на деятельность мозга. Результаты экспериментов описаны в статье исследователей, опубликованной в Journal of Neuroscience.

Учёные полагают, что при инфекции, где бы она ни случилась, клетки микроглии начинают интенсивно производить интерлейкин. Его избыток неким образом мешает гиппокампу выполнять свои функции. Кроме того, известна роль таких клеток в формировании структуры синапсов: за счёт микроглии происходит сокращение числа ненужных межнейронных соединений. Возможно, агрессивные глиальные клетки начинают слишком усердствовать в истреблении ненужных синапсов и постепенно переключаются на нужные.

Что за механизм лежит в основе феномена, ещё предстоит выяснить. Не исключено, что полученные данные дадут ответ на вопрос, почему у одних людей инфекции и возрастные заболевания влияют на нервную систему в гораздо большей степени, чем у других. Но всё равно, прежде чем говорить о применении описанных результатов в клинике, нужно удостовериться, что агрессивная иммунная система угрожает человеческому мозгу в той же степени, что и мозгу грызуна.

Подготовлено по материалам Университета Дьюка.