Экологическая иммунохимия

Социальная экология и иммунная система

Недавние исследования продемонстрировали, что у социальных и познавательных процессов, приводящих к психоэмоциональному напряжению есть прямое влияние на многие параметры иммунной системы. Как отмечено ранее, иммунная система тесно связана с нервной и эндокринной на многих уровнях, обеспечивая интеграцию процессов происходящих в среде и их адекватное отражение организмом в виде адаптации. Так явления, вызывающие стресс способствуют снижению потребления энергии рядом систем организма. В том числе за счет усиленного апоптоза как в нервной ткани, так и в гемопоэтической, что в свою очередь отражается на поведении индивидов и их иммунном статусе, а также на энергетическом перераспределении в организме. Область науки, занимающаяся исследованиями таких явлений – психонейроиммунология. Большинство исследований в данной области проведены на моделях животных или основаны на клинических случаях, установлено, что иммунная система отражает социальные проблемы или явления стрессирующие.

В частности социальные взаимоотношения  – важный источник стресса, также  как и поддержки и взаимовыручки. Например, ранние работы в этой области демонстрируют последовательное снижение активности иммунной системы в ответ на потерю любимого человека, тогда как недавние работы по этой теме демонстрируют, что проблематика отношений между людьми неблагоприятно воздействует на параметры иммунной системы. Замедляется процесс исцеления раны, увеличивается вероятность инфекции, ослабляется ответ на прививку – результаты высокого психоэмоционального напряжения. Показано также, что стрессирование матери во время беременности неблагоприятно сказывается на иммунной системе ребёнка и имеет длительный эффект, сохраняющийся на всем периоде жизни. Хронические психосоциологические стрессоры были последовательно связаны с сокращенными числами T, B, NK клетками, подавлением быстрого увеличения числа лимфоцитов и цитостатической деятельности, а также более низкие уровни sIgA и IgM. Антитела к герпесвирусу подняты во время стресса, указывая на сокращение аспектов установленной клеткой иммунной функции. Анализ этой литературы поддерживает следующие предварительные заключения относительно воздействия стресса на человеческую иммунную функцию:

(a) Объективные события имеют  большие эффекты, если вызывают  стресс ;

(b) долгосрочные стрессоры имеют  более последовательные отрицательные эффекты, чем острые стрессоры, с небольшим периодом воздействия, свидетельствуя, что иммунная система приспосабливается к хроническому стрессу;

(c) социальные и несоциальные  стрессоры ведут к различным  иммунологическим последствиям.

Одним из недостатков ПНИ является то, что подавляющее большинство  исследований проводиться на относительно однородной, обеспеченной западной части  населения. Недавний обзор подчеркивает этот момент, заявив: «Типичным объектом исследований в психоиммунологии являются молодые мужчины, европейцы, здоровые, студенты медики или психологи, вероятно мало или некурящие, потребляющие мало или никакого алкоголя или кофе, без аллергии или недавних инфекционных заболеваний…» (Biondi 2001 г., стр.202). Это отражает часть методологических ограничений, связанных с оценкой иммунных функций, но это также означает, что социо-культурные факторы, влияющие на уровень стресса не являются главной задачей. Скорее стрессоры осмысляются в качестве отправной точки для исследований физиологических функций уточняющие связь между поведением, нейроэндокринной деятельности, иммунной функцией и патологическим процессом. Стрессорный опыт локально сформирован и внедрен в конкретных культурных условиях (Young 1980), и относительно узкая направленность ПНИ упускает возможность рассмотрения культурного и экологического разнообразия стрессогенности и его влияния на иммунитет.

Стресс является центральной концепцией в биологической антропологии (Brown  1981,  Dressler  1995, Goodman et al. 1988), но относительно мало исследований рассматривает его влияние на иммунную систему. Flinn и England провели долговременное, натуралистическое исследование стресса и физического здоровья детей в Доминике, измеряя уровень кортизола в слюне, чтобы разобраться в физиологических эффектах ряда психосоциальных стрессоров (Flinn & England 1995, 1997). Хронический стресс, в частности, стрессоры, связанные с составом семьи и взаимоотношениями в семье, связаны с более высоким уровнем кортизола, который в свою очередь связан с увеличением частоты инфекционных заболеваний. Стрессиндуцированные изменения  в иммунной функции могут быть важным посредником этих связей: недавние исследования показывают – дети имеют более низкие концентрации sIgA и концентрации неоптерина и β2-микроглобулина в слюне (показатели клеточной иммунной деятельности), сниженные, по крайней мере через два дня после стрессорных воздействий (Flinn & England 2003).

В явной попытке интегрировать  ПНИ и антропологию, McDade и коллеги  исследовали культурные изменения, стресс и иммунную функцию у детей и подростков в Самоа. Исследования были проведены у 760 испытуемых 4-20 летнего возраста путем измерения титров антител на EBV в высушеных образцах крови из пальца (McDade et al. 2000a). Этот косвенный показатель функциональной меры клеточного иммунитета является одним из наиболее согласующихся иммунологических коррелятов с хроническим стрессом (Herbert & Cohen 1993), а измерение в сухом пятне крови преодолевает материально-технические препятствия, связанные со сбором и транспортировкой сыворотки или плазмы. Экологические сравнения показали, что  у детей и подростков столицы и прилегающих районов титры антител EBV выше, чем у их сверстников отдаленных районов (McDade et al. 2000b). Более высокие титры антител отражают более низкий уровень клеточного иммунитета, указывающего на более высокий уровнь психосоциального стресса, возможно из-за возникающего влияния западного образа жизни в городских районах Самоа. Кроме того, в соответствии с предыдущими исследованиями стресса и иммунитета в популяциях США, основные события жизни были связаны с увеличением титров антител EBV, хотя социально-экономический статус был ведущим этого эффекта (рис. 5) (McDade 2003a). Еще одна серия исследований изучила более тонко, на индивидуальном уровне модели культурных изменений и стресса (McDade 2002, McDade & Worthman 2004).

В целом, психосоциальные факторы  оказывают прямое воздействие на некоторые параметры иммунной системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Будущее экологической  иммунологии человека

Экологические факторы иммунной функции  человека разнообразны. Центральными аспектами развития и функционирования иммунной системы являются реакции  на ряд пищевых, патогенных, репродуктивных и социальных факторов. Тем не менее, исследования в каждой из этих обастей проходило в относительной изоляции. Полное понимание концептуальных факторов формирования человеческого иммунитета требует более всеобъемлющего, многомерного подхода (рис. 6). Несмотря на значительные методологические и концептуальные проблемы, есть несколько преимуществ такого подхода.

 

Во-первых, синтетический подход отражает более точно характер взаимодействия в реальной среде. Хотя лабораторные или клинические исследования могут  выделить конкретные параметры, психосоциальные  и экологические стрессоры редко разделимы. Например, недостаточное питание и ифекционные болезни часто идут рука об руку. Отсутствие продовольственной безопасности может быть важным источником психосоциального стресса, а также приводить к недоеданию. Репродуктивное поведение может быть связано с характером патогенного воздействия. Одновременное рассмотрение этих факторов точнее отражает реальность среды в которой мы живем.

Во-вторых, одновременное рассмотрение нескольких экологических факторов в соответствии с тем фактом, что физиологические системы интегрируют информацию из нескольких источников. Например, как отмечалось выше, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система, главная цель которой продукция кортизола, является важным посредником, связью между психосоциальным стрессом и иммунной функцией. Однако, кортизол также играет важную роль в метаболической мобилизации энергетических ресурсов, и его концентрация увеличивается при недоедании (Sapolsky 1994). Кроме того, продукция кортизола увеличивается регулируя последствия инфекции (Munck & Guyre 1991). Тестостерон и эстрадиол – первичные продукты гипоталамо-гипофизарно-половой оси могут опосредовать механизмы между иммунной и репродуктивной функциями (Bribiescas 2001, Campbell et al. 2001), но их физиологическая деятельность также зависит от психосоциального стресса, питания и инфекционному воздействию (Ellison 2001, Sapolsky 1994). Дело в том, что многочисленные экологические факторы влияют на иммунную функцию через общие механизмы, и эти механизмы в свою очередь, чувствительны к различным экологическим факторам. Хотя одновременное рассмотрение иммунологического воздействия питания, птаогенов, психосоциальных и/или репродуктивных факторов добавляет значительную сложность, оно отражает сложность физиологических процессов, которые преобразуют экологическую информацию в физиологическое действие.

В-третьих, комплексный подход способствует исследованию взаимодействия между  экологическими областями. Например, в  какой степени недоедание усугубляет или подавляет воздействие психосоциального стресса на иммунную функцию в настоящее время неизвестно. Текущие исследования в ПНИ избегают этот вопрос концептуализации недоедания как отрицательного фактора, сосредоточившись исключительно на здоровых физических лицах.

Характер взаимодействия между этими областями становится интересным эмпирическим вопросом. Приоритетной задачей развития будет интеграция экологической точки зрения так как иммунная система может быть чувствительна к различным экологическим воздействиям на различных этапах жизни. Текущие исследования показывают, что питание и патогенные факторы особенно важны на раннем этапе жизни, в то время как репродуктивные влияние не возникают до подросткового возраста.

Психосоциальный стресс играет важную роль на протяжении всей жизни. На данный момент, относительную силу этих эффектов следует рассматривать как умозрительную, поскольку они еще не были оценены одновременно. Кроме того, различные факторы могут быть более или менее актуальными для конкретных подсистем иммунной защиты, и среда в раннем возрасте может обуславливать чувствительность к экологическим стрессорам позже в жизни.

 

 

Заключение.

Иммунная система человека также  как и другие физиологические  системы – продукт естественного  отбора и отвечает на условия окружающей среды, в которых развивается и функционирует. Популяционный уровень в данное время дополняет клеточные и биомедицинские исследования, расширяя понимание работы физиологических систем в среде, для которой характерна изменчивость, которую организмы отражают в адаптации. Эффективность адаптации определяет дальнейшее развитие физиологических систем распределяя ресурсы так, что приоритетные системы потребляют в первую очередь, а второстепенные, т.е. не нужные для выживания, но улучшающие качество жизни – во вторую. Иммунная система стоит среди приоритетов человеческого организма, однако эта приоритетность дает сбои в виде аутологических процессов данной системы. Всё больш увеличивающийся процент аллергий и аутоиммунных заболеваний коррелирует со снижением биологической патогенности среды, в которой мы живем. Современный человек живёт в условиях, когда продукты питания содержат высокие концентрации антибиотиков и фунгицидов, а помещения обрабатываются бактерицидными средствами с одной стороны и огромными финансовыми способностями фармацевтической индустрии – с другой. В такой среде всё меньшая важность остается за иммунной системой, как за системой поддержания внутренней генетической однородности организма. Такие тенденции связаны с перераспределением нагрузки на физиологические системы. Современный человек всё больше проводит времени за получением и обработкой информации. Оглядываясь на этапы развития цивилизации, можно заметить закон, который обуславливает это направление. А именно – энергетическая стабильность организма, в которую входит обеспечение организма необходимыми ресурсами, информацией, экономия за счет различных физиологических систем, например гиподинамия и ожирение сегодня является более распространенным заболеванием, как отражение обеспеченности пищевыми и транспортными ресурсами, где экономия достигается за счет опорно-двигательной системы. Исходя из этой тенденции, можно предположить, что через три-четыре поколения иммунная функция вообще не будет на столько приоритетной, как сегодня, возможно за счет преобразований среды и достижений фармакологии организм всё больше и больше ресурсов будет вкладывать в познание окружающего мира.       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

 

Besedovsky HO, del Rey A. 1996. Immune-neuro-endocrine interactions: facts and hypotheses.

Endocr. Rev. 17:64–102

Bjorksten B, Kjellman NIM. 1990. Perinatal environmental factors influencing the development

of allergy. Clin. Exper. Allergy 20:3–8

Lunn PG. 1994. Lactation and other metabolic loads affecting human reproduction. Ann. NY

Acad. Sci. 709:77–85

Lunn PG. 2000. The impact of infection and nutrition on gut function and growth in childhood.

P. Nutr. Soc. 59:147–54

McDade TW. 2002. Status incongruity in Samoan youth: a biocultural analysis of culture

change, stress, and immune function. Med. Anthropol. Q. 16:123–50

McDade TW. 2003a. Life event stress and immune function in Samoan adolescents: toward a

cross-cultural psychoneuroimmunology. SeeWilce 2003, pp. 170–188

McDade TW. 2003b. Life history theory and the immune system: steps toward a human

ecological immunology. Yrbk. Phys. Anthropol. 46:100–25

McDade TW. 2005. Life history, maintenance, and the early origins of immune function. Am.

J. Hum. Biol. 17:81–94

Murray MJ, Murray A, Murray CJ. 1980.Anecological interdependence of diet and disease?Am.

J. Clin. Nutr. 33:697–701

Stoltzfus R. 2001. Defining iron-deficiency anemia in public health terms: a time for reflection.

J. Nutr. 131:565S–67