Едуардо Ортега

1 Катедра по физиология (Изследователска група по имунофизиология), Факултет по науки, Университет в Естремадура, Бадахос, Испания;

Изабел Галвес

1 Катедра по физиология (Изследователска група по имунофизиология), Факултет по науки, Университет в Естремадура, Бадахос, Испания;

Летисия Мартин-Кордеро

2 Катедра по медицински сестри (Изследователска група по имунофизиология), Университетски център в Пласенсия, Университет в Естремадура, Пласенсия, Испания.

Резюме

Заден план:

Ефектите от упражненията върху вродените/възпалителни имунни отговори са решаващи чрез катехоламини и адренорецептори; и медиациите в стимулиращи и противовъзпалителни отговори са им приписани. Затлъстяването и метаболитният синдром са включени сред нискостепенните хронични възпалителни патологии; особено защото пациентите имат нарушена регулация на възпалителните и стресовите реакции, което може да доведе до високи нива на възпалителни цитокини, които индуцират инсулинова резистентност, допринасяйки за появата или обострянето на диабет тип 2. Макрофагите играят решаваща роля в това предизвикано от затлъстяването възпаление. Въпреки че повечето противовъзпалителни ефекти на катехоламините се медиират от β адренергични рецептори (особено β2), не е известно дали в променени хомеостатични състояния, като затлъстяване и по време на тренировка, вродените/възпалителни реакции на макрофагите към β2 адренергичната стимулация са подобни на тези в клетките на здрави организми в началото.

Обективен:

Този преглед има за цел да подчертае, че може да има възможни различни отговори на β2 адренергичната стимулация при затлъстяване и упражнения при това състояние.

Методи:

Преразглеждане на литературата въз основа на хипотезата, че затлъстяването засяга β2 адренергичната регулация на медиираните от макрофагите вродени/възпалителни отговори, както и ефекта от упражненията в този контекст.

Заключение:

Възпалителните реакции, медиирани от β2 адренорецепторите, са различни при затлъстели лица с променени възпалителни състояния на изходно ниво в сравнение със здрави индивиди и упражненията също могат да повлияят на тези реакции. Независимо от това, очевидно е необходимо да се разработят повече изследвания, които допринасят за разширяване на знанията за процеса на невроимунна регулация при затлъстяване, особено в този контекст.

1. ВЪВЕДЕНИЕ

1.1. Ефект на норадреналина върху функцията на макрофагите и ролята на Α и Β адренергичните рецептори

Въпреки че всеки тип катехоламин може да повлияе на всеки тип имунни клетки по различен начин, изглежда, че норадреналинът (NA) има най-голям капацитет да модулира имунната система [6, 7]. Беседовски и Дел Рей [4] предполагат, че освен засегнатата субпопулация на клетките, ефектите на NA зависят и от стимула, който предизвиква имунния отговор и най-вече от етапа на активиране, на който са изложени макрофагите и лимфоцитите невротрансмитери [5]. Процесите, пряко или косвено засегнати от симпатиковите невротрансмитери, са предимно фагоцитният процес и антигенното представяне, експресията на адхезионни молекули, активирането на лимфоидни клетки, производството на цитокини и хемокини, баланса Th1/Th2 и генерирането на цитотоксични клетки [ 4, 6, 8-11]. NA също може да играе много важна роля в рециркулацията и трафика на левкоцити между лимфоидни органи и кръв [1, 4, 9, 11], модулирайки хемотаксичния капацитет и натрупването на фагоцити и в местата на възпаление [8, 12, 13].

След това може да се заключи, че идеята, че катехоламините винаги са имуносупресивни, не е валидна. Вместо това, те трябва да се разглеждат като имуномодулатори, като могат да благоприятстват по-голям вроден имунен отговор по време на стресови ситуации чрез изпращане на сигнали към фагоцитни клетки, за да се предотвратят възможни инфекции в моменти, когато медиираният от лимфоцитите адаптивен отговор може да бъде отслабен [5, 13, 22]. Във всеки случай, инхибираните имунни отговори обикновено са свързани с β адренорецептори, особено β2 рецептори и основно във връзка с възпалителната активност, както ще бъде разгледано по-долу.

1.2. Роля на α и β адренергичните рецептори в стимулация на макрофаги: β2 рецептори

2. ЗАТЪЛВАНЕ, ИМУННА СИСТЕМА И ВЪЗПАЛИТЕЛЕН РЕАКЦИЯ

Според последните оценки на Световната здравна организация, броят на хората, страдащи от затлъстяване, се увеличава с големи темпове: 39% от възрастните на възраст над 18 години са с наднормено тегло (1900 милиона възрастни) и около 13% от възрастното население на света са затлъстели (650 милиона) през 2016 г. [46]. Следователно е ясно, че затлъстяването е световна епидемия, свързана със съпътстващи заболявания и метаболитни нарушения, които увеличават честотата на патологии като атеросклероза, захарен диабет тип 2 (DM2) и сърдечно-съдови заболявания; но се свързва и с инфекциозни, възпалителни, алергични и автоимунни заболявания. Многобройни клинични и експериментални доказателства показват, че затлъстяването е свързано с промени в имунната система и възпалителния отговор [47-50]. Затлъстелите индивиди и експерименталните модели на затлъстяване имат по-голяма податливост към инфекции, показващи промени в профила на отговор на липополизахаридите (LPS) [51-54], както и промени в фенотипната и левкоцитната активност: промени в експресията на Toll-подобни рецептори (TLR), в интензивността на производството на про- и противовъзпалителни медиатори, в микробицидния капацитет и в цитотоксичния капацитет на тези клетки [52, 55-59].

Хранителният излишък и физическото бездействие, свързани с други фактори (като генетични и ендокринни фактори), предизвикват хиперплазия и хипертрофия на мастната тъкан. Хипертрофичните адипоцити са подложени на метаболитен стрес, който може да доведе до клетъчна смърт, активиране на инфилтрирани левкоцити в мастната тъкан (най-вече макрофаги) и възпаление [60]. Свободните мастни киселини (FFA), адипокините (като лептин и резистин) и други възпалителни медиатори (като TNF-α, IL-6 и MCP-1), освободени от възпалената мастна тъкан, могат да достигнат до системна циркулация в допълнение към участието в локалният възпалителен отговор [47, 60, 61]. По този начин промени, индуцирани от енергийния дисбаланс в нивата на циркулиращи FFA, глюкоза, адипокини, цитокини, хемокини и други възпалителни медиатори, водят до метаболитна дисфункция в няколко клетъчни типа освен адипоцити, като хепатоцити, ендотелни клетки, левкоцити и неврони [47, 61]. Като цяло тези явления допринасят за развитието на свързано със затлъстяването нискостепенно системно възпаление и прогресиране на метаболитния синдром [47, 59, 61- 63].

Ролята на моноцитите и макрофагите при затлъстяването е решаваща. При хората моноцитите могат да бъдат класифицирани в различни подгрупи според експресията на мембранни гликопротеини CD14 и CD16 [64, 65]. CD14 ++ CD16– моноцитите са класически моноцити, които са най-разпространената циркулираща подгрупа при здрави индивиди. Популацията на CD16 + моноцити се подразделя на CD14 ++ CD16 + междинни моноцити и CD14 + CD16 ++ некласически моноцити [64, 65]. CD16 + клетките показват повишен капацитет за представяне на антиген, висок ендотелен афинитет и повишена способност да произвеждат противовъзпалителни цитокини, като TNF-α, в сравнение с CD16– клетки [66]. Популацията на CD16 + моноцити се увеличава при остри възпалителни състояния, но също така и при хронични възпалителни състояния, като например при затлъстяване [67-69]. При мишки, въз основа на експресията на повърхностни маркери, моноцитите се разделят на две групи: Ly6C ++ CD43CCR2 + CD62L + CX3CR1 ниски моноцити, които имат противовъзпалителен профил, и Ly6C-CD43 + CCR2-CD62L-CX3CR1hi моноцити, които представят противовъзпалителен профил [70].

След циркулация в продължение на няколко дни, моноцитите мигрират към тъканите, където се диференцират в макрофаги и дендритни клетки [71, 65]. Освен това, по време на инфекции и увреждане на тъканите, тези клетки се набират във възпалителни огнища, когато местната популация от макрофаги е недостатъчна [65, 71]. При затлъстяване макрофагите с М1/провоспалителен фенотип (експресия на CD11c и индуцируема азотна оксида синтаза, iNOS) са по-разпространени от макрофагите с М2/противовъзпалителен фенотип (експресия на CD206 и тип-1 аргиназа, ARG1) [60, 72, 73]. M1 макрофагите са свързани с високата микробицидна активност, производството на провъзпалителни медиатори и клетъчния имунитет, докато M2 макрофагите са свързани с възстановяване на тъканите, процеси на ремоделиране и хуморален имунитет [60, 72, 73]. Следователно, тъй като повишеното разпространение на моноцити и макрофаги с провъзпалителен профил е свързано с развитието на инсулинова резистентност, DM2 и бъбречни и сърдечно-съдови заболявания, наред с други; изглежда ясно, че моноцитите и макрофагите играят ключова роля в патофизиологията на затлъстяването и неговите съпътстващи заболявания [47, 48].

3. АДРЕНЕРГИЧНА СИСТЕМА И ИНУМАЛНИ/ВЪЗПАЛИТЕЛНИ ИМУННИ РЕАКЦИИ ПРИ ЗАТЪЛВАНЕ И ФИЗИЧЕСКИ УПРАЖНЕНИЯ В ТОВА СЪСТОЯНИЕ: РОЛЯТА НА β2 АДРЕНЕРГИЧНИ РЕЦЕПТОРИ

вродени

Роля на затлъстяването и упражненията при това състояние в регулирането на вродените/възпалителни реакции от катехоламини и β2 адренергични рецептори. Затлъстяването е свързано с промени в възпалителния отговор, имунния профил, SNS и оста на HPA (линии в черно). Упражнението връща съпътстващите патологии при затлъстяване и активира оста SNS и HPA, като по този начин модулира възпалителния отговор и имунния профил чрез адренергична регулация на имунната система (пунктирани линии). Необходимо е да се изясни как ефектът от упражненията върху имунните/вродените отговори се регулира от катехоламини и β2 адренергични рецептори при затлъстяване (линии в сиво).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И БЪДЕЩИ НАСОКИ