SiNAPSA, torek, 22. september 2020

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Preplet možganov in imunskega sistema v času stresa

Dolores Trol

Epidemija koronavirusa posega skoraj v vse plati življenja in ne pozna meja. Strah in panika sta se pojavila globalno: v medicinski stroki, med pacienti z rizičnimi dejavniki tveganja, v domovih za ostarele, med delavci v industrijskih panogah, v politiki, na finančnih trgih in nenazadnje v vsakem gospodinjstvu pri posameznikih. V preteklosti nas tako močno ni prestrašila ebola, virus Zika, denga, niti virus H1N1. Ukrep samoizolacije, ki nas umika od običajnih interakcij z drugimi ljudmi, nas postavlja v novo situacijo, na katero nismo bili pripravljeni. Nekateri se s situacijo soočajo lažje, drugim pa povzroča višjo stopnjo tesnobe in strah pred osamljenostjo. Pogrešamo stvari, ki so nam bile nekoč dostopne, in se prilagajamo novim situacijam. Prisotni so lahko močni občutki pomanjkanja ali nemoči.

Dejavniki, kot so negotovost, novi ukrepi ter stalno spremljanje slabih novic, pomembno vplivajo na našo psihološko počutje. Točnih spoznanj, kakšne posledice povzroča SARS-CoV-2, še ni in bodo raziskane šele čez čas. Čedalje več pa lahko zasledimo sprememb na vedenjski ravni s pripovedovanji o počutju pri različnih starostnih skupinah. Človekova sposobnost doživljanja kriz, ki so se tekom časa in prostora pokazale v različnih oblikah, se v največji meri kaže na psihični ravni z negativnim čustvenim odzivom in somatski ravni človeka z morebitnimi nastalimi boleznimi, povezanimi s psihološkim stanjem.

Eno izmed prvih porušenih ravnovesij, ki ga lahko zaznamo, je naš stresni odziv. V pričujočem prispevku se bomo spraševali, kaj se pri tem dogaja z našim imunskim sistemom, ki še posebej oslabi v času stresa in pandemske negotovosti. Kako je imunski sistem povezan z možgani in našim vedênjem?

Imunski sistem in možgani

Imunski sistem je tako kot živčni in hormonski sistem pomemben pri bioloških adaptacijah za ohranjanje ravnovesja in tudi za vzpostavljanje telesne integritete10. Raziskovalci so ugotovili tesno povezavo centralnega živčnega sistema (CŽS) z imunskim sistemom10. Mikroglija so na primer možganske celice, ki se odzovejo na poškodbe ali neravnovesje. Sodelujejo pri nastajanju proteinskih molekul in receptorjev, kot so citokini, kemokini (TNF, CCL2), histokompatibilne molekule (MHC), imunoglobulini, tolični receptorji (TLR) in še pri mnogih drugih 1, 3, 5, 6. Kadar prihaja do vnetja (ali poškodbe), protivnetni citokini dostopajo do CŽS preko citokinske mreže v možganih in vplivajo na določene možganske funkcije, ki so pomembne za vedênje, vključno s presnovo nevrotransmiterjev (to so kemični živčni prenašalci), nevroendokrinih hormonov in sinaptične plastičnosti (sposobnost sinaps, da se lahko preoblikujejo in spremenijo, kar posledično vpliva tudi na komunikacijo med nevroni). S pomočjo teh povezav možgani regulirajo razpoloženje (čustva), motorične aktivnosti, motivacijo in kognicijo 1, 2, 7, 9. Telo se z njihovo pomočjo pripravi na odziv, ki je v primeru kroničnega stresa, vnetja ali poškodb bolj organizirano in pripravljeno na »boj« za preživetje. Torej, stanje v stresu lahko povzroči spremembe v vedênju posameznika preko živčnega, endokrinega in imunskega sistema4. Razvoj vseh treh sistemov se namreč začne že v zgodnjem razvoju možganov v neonatalnem/perinatalnem obdobju s celičnimi delitvami, vzpostavljanjem sinaptičnih povezav in z odmiranjem celic 8, ravnovesje vseh treh sistemov pa se vzpostavlja tudi kasneje v odrasli dobi vse do pozne starosti.

Boj možganov ali boj za preživetje?

Kadar se znajdemo pod stresom, ki v možganih sproži odziv »beg ali boj«, nadledvični žlezi izločata kortizol, enega od hormonov, ki ga telo mobilizira v nevarnosti. Njegova funkcija je uravnavanje imunskega sistema in hkrati vpliv na presnovne procese. Kronično izločanje kortizola (in z njim povezanih hormonov) vpliva na srčno-žilne bolezni, zviša nivo holesterola, krvnega tlaka, poveča tveganje za nastanek sladkorne bolezni 10 ter okvare imunskega sistema 1, 2, 9. Lahko pa uniči tudi nevrone v hipokampusu (možganska struktura, odgovorna za spomin) in spodbudi rast dendritov v amigdali (možganska struktura, odzivna na strah) 4. Povišan kortizol otopi tudi sposobnost kognicije, saj uravnava signale strahu (ki prihajajo iz amigdale). Zaradi kroničnega izločanja kortizola poškodovani hipokampus deluje precej površno, zato se nam lahko dogaja, da si v stresnih situacijah ne zapomnimo dobro snovi, ki se je učimo, ali pa se česa sploh ne moremo spomniti. Amigdala pa lahko strah zazna tudi takrat, ko to ni potrebno, saj je v času strahu ali stresa precej povečana. Tako tudi čelni reženj, ki je odgovoren za premišljene poteze, ne uspe modulirati signalov iz pretirano odzivne amigdale, zato lahko doživljamo nevarnost/grožnjo/strah pretirano.

Pri vzpostavljanju ravnovesja v telesu sta ključna dva sistema v možganih: simpatično živčevje in os hipotalamus–hipofiza–skorja nadledvične žleze (tako imenovana »stresna« pot). Kadar naši možgani prepoznajo nevarnost ali grožnjo, se na čustveni in vedenjski ravni odzivamo z vznemirjenostjo, s strahom ali agresivnostjo 1, saj se aktivira simpatični živčni sistem v omenjeni osi in izloča hormone, ki nas pripravijo na spopad z nevarnostjo ali grožnjo4. Poleg CŽS pa se aktivirata tudi imunski in hormonski sistem, ki oslabita včasih lahko le za trenutek, včasih pa tudi za več let 4.

Slika 1
Slika 1: Kronični stres povzroča manjšo razraščanje nevronov. Slike, narejene na mladih živalskih modelih, prikazujejo rast in zavrtost nevronov v bazolateralni amigdali in orbitofrontalni skorji (povečanje nevronov) ter v hipokampusu (CA3), dendatnem girusu in medio-prefrontalni skorji (zmanjšanje nevronov) (Povzeto po Davidson in McEwen 2012).

Ključni dejavnik pri oslabljeni odpornosti je adrenokortikotropni hormon (ACTH). ACTH poveča izločanje kortizola v skorji nadledvičnice in blokira nastajanje bistveno pomembne imunske snovi interferona in zmanjša odzivnost limfocitov – belih krvničk, ki pripravijo obrambo telesa pred napadalnimi bakterijami. Nadzor možganov oslabi os hipotalamus–hipofiza–nadledvična žleza (ang. HPA), kar pa negativno vpliva na sposobnost genov imunskega sistema in njihovo delo pri boju proti bolezni 12.

Nenehni stres vpliva tudi na DNK, genetske informacije v vseh živih organizmih, saj pospeši hitrost staranja celic in doda leta njihovi biološki starosti. Hitrost staranja raziskovalci določijo z merjenjem dolžine telomer; telomere so delčki DNK na koncu celičnega kromosoma, ki se pri vsaki delitvi celice nekoliko skrčijo. Celice se v svoji življenjski dobi nenehno reproducirajo zaradi popravila tkiva ali – kot pri belih krvničkah – boja proti bolezni. Nekje med deseto in petdeseto delitvijo (odvisno od vrste celice) telomere postanejo prekratke, da bi se reproducirale in celica se »postara« – to je gensko merilo za izgubo vitalnosti 1, 2, 9, 11.

Raziskave o delovanju možganov v času stresa nakazujejo tudi na to, da levi prefrontalni korteks (predel čelnega režnja, natančneje levi dorsolateralni prefrontalni korteks (DLPFC)), uravnava čas okrevanja po čustvenem stresu. Bolj kot je DLPFC povezan z desnim predelom, uspešnejše razvijamo kognitivne strategije za čustveno uravnavanje in hitreje si čustveno opomoremo 4. Aktivnost omenjenega predela uravnava tudi, kako hitro se raven kortizola normalizira. Čvrsto zdravje je deloma odvisno od delovanja, kako zna zgornja kortikalna pot (čelnega režnja) obvladovati spodnjo (predel hipotalamusa, hipofize in nadledvične žleze). Poznane in raziskovane so tudi tehnike, s katerimi lahko poskušamo sami nadzorovati dejavnosti v prefrontalnem delu možganov: še posebej z meditacijo, čuječnostjo, lahko pa si umislimo tudi dejavnost, ki nas bi s hobijem ali veščino obogatila (npr. igranje instrumenta, petje, fizična aktivnost, pečenje, sestavljanje sestavljank, kvačkanje, karkoli, s čimer se lahko zamotimo in nam je v veselje) 4. Spretnosti samoobvladovanja sodijo med veščine uravnavanja našega notranjega doživljanja stresa. Gre za naučene veščine, ki vplivajo na komunikacijo z drugimi, na nam lastno notranje počutje, procese motiviranja in miselnega zaznavanja.

Raziskave so v preteklosti že pokazale, da okužbe s CoV vplivajo na centralni živčni sistem v možganih 13. SARS-CoV-2 spada v družino virusov CoV in kaže na 79,5% podobnost z virusom SARS-CoV. Raziskave vpliva novega virusa SARS-CoV-2 še potekajo. Doslej so objavili le, da lahko tudi virus SARS-CoV-2, ki je iz iste družine kot CoV, vpliva na okvare centralnega živčnega sistema 13. Več informacij o delovanju novega virusa na biološki in vedenjski ravni bomo deležni čez čas. Zagotovo pa se ne moremo primarno ubraniti strahu pred neznanim. Preventivno se lahko zaščitimo individualno z zdravim življenjskim slogom in z vzpostavljanjem ravnovesja, da se doživljajoči stres ne bi potenciral in s tem vplival na notranje delovanje telesa.

Zaključek

Obvladovanje stresa je vsakdanja življenjska naloga vsakega posameznika, ki pomembno vpliva na kakovost življenja. Nivo stresa doživlja vsak posameznik drugače, zato univerzalnih rešitev ni, kako ublažiti stres, vendar obstajajo številni predlogi in načini, preko katerih lahko sami raziskujemo, kaj nam pomaga za vzpostavljanje dobrega počutja. Ker je imunski sistem tesno povezan s hormonskim sistemom, vpliva tudi na delovanje naših možganov. V pričujočem članku smo orisali enostavno razlago, kako so informacije imunskega sistema relevantne za ravnovesje drugih sistemov v zdravju in bolezni in kako so si med seboj odvisni. Možgani sprožijo orkester procesov nevroimunskih in nevrohormonskih mehanizmov, ki zagotavljajo distribucijo energije med imunskimi procesi z določenimi omejitvami na osnovi danih informacij.

V času pandemije koronavirusa lahko strah pred neznanim virusom in negotovost glede prihodnosti vodita v stres, ki poruši notranje ravnovesje, prav tako pa vpliva na naše zaznavanje nevarnosti. Pomembno je, da prepoznamo, kdaj nam preti grožnja/nevarnost in kako se bomo nanjo odzvali. Strah in z njim povezan stres lahko omilimo z različnimi miselnimi tehnikami, s čustveno oporo naših najljubših in z aktivnostmi, preko katerih se lahko zamotimo. Zunanje dejavnike, ki negativno vplivajo na naše počutje, lahko namreč omejimo, saj celo naše življenje doživljamo skozi nam lastne zaznave, obarvane pa so s tistimi barvami, za katere se sami odločimo.

    ___
  1. Seeman, T. E., & Syme, S. L. (1987). Social networks and coronary artery disease: a comparison of the structure and function of social relations as predictors of disease. Psychosomatic medicine. 

  2. Bilbo, S. D., in Schwarz, J. M. (2012). The immune system and developmental programming of brain and behavior. Frontiers in neuroendocrinology, 33(3), 267-286. 

  3. Dantzer, R., & Kelley, K. W. (2007). Twenty years of research on cytokine-induced sickness behavior. Brain, behavior, and immunity, 21(2), 153-160. 

  4. Garden, G. A., & Möller, T. (2006). Microglia biology in health and disease. Journal of Neuroimmune Pharmacology, 1(2), 127-137. 

  5. Hanisch, U. K. (2002). Microglia as a source and target of cytokines. Glia, 40(2), 140-155. 

  6. Capuron, L., in Miller, A. H. (2011). Immune system to brain signaling: neuropsychopharmacological implications. Pharmacology & therapeutics, 130(2), 226-238. 

  7. Marketon, J. I. W., & Glaser, R. (2008). Stress hormones and immune function. Cellular immunology, 252(1-2), 16-26. 

  8. Nance, D. M., in Sanders, V. M. (2007). Autonomic innervation and regulation of the immune system (1987–2007). Brain, behavior, and immunity, 21(6), 736-745. 

  9. Davidson, R. J., in McEwen, B. S. (2012). Social influences on neuroplasticity: stress and interventions to promote well-being. Nature neuroscience, 15(5), 689-695. 

  10. Meyer, U., Nyffeler, M., Engler, A., Urwyler, A., Schedlowski, M., Knuesel, I., … in Feldon, J. (2006). The time of prenatal immune challenge determines the specificity of inflammation-mediated brain and behavioral pathology. Journal of Neuroscience, 26(18), 4752-4762. 

  11. Stein, M., Schiavi, R. C., in Camerino, M. (1976). Influence of brain and behavior on the immune system. Science, 191(4226), 435-440. 

  12. Smith, A. K., Conneely, K. N., Kilaru, V., Mercer, K. B., Weiss, T. E., Bradley, B., … in Ressler, K. J. (2011). Differential immune system DNA methylation and cytokine regulation in post‐traumatic stress disorder. American Journal of Medical Genetics Part B: Neuropsychiatric Genetics, 156(6), 700-708. 

  13. Wu, Y., Xu, X., Chen, Z., Duan, J., Hashimoto, K., Yang, L., … & Yang, C. (2020). Nervous system involvement after infection with COVID-19 and other coronaviruses. Brain, Behavior, and Immunity. 

Dolores Trol
mag.študentka Kognitivne znanosti