Прикордонний холінергічний контроль запалення, метаболічної дисфункції та когнітивних порушень у

Нейроенергетика, харчування та здоров’я мозку

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Ожиріння та діабет: наслідки для імуно-метаболізму мозку Переглянути всі 16 статей

Редаговано
Себастьян Талбот

Університет Монреаля, Канада

Переглянуто
Джузеппе Д'Агостіно

Університет Манчестера, Великобританія

Надер Гасемлу

Королівський університет, Канада

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

прикордонний

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

ОГЛЯД СТАТТІ

  • 1 Центр біоелектронної медицини та біомедичних наук, Інститут медичних досліджень Фейнштейна, Нортвелл, штат Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США
  • 2 Школа медицини Дональда та Барбари Цукер у Хофстрі/Нортвелл, Хемпстед, Нью-Йорк, США

Вступ

У цьому огляді ми коротко підсумовуємо роль холінергічного сигналу мозку та блукаючого нерва в регуляції метаболічного гомеостазу та роль запального рефлексу на основі блукаючого нерва у контролі запалення. Далі ми вказуємо на важливі аспекти взаємозв'язку між запаленням, погіршенням обміну речовин, нейрозапаленням та когнітивними порушеннями при розладах, обумовлених ожирінням. У цьому контексті ми детально розробляємо накопичення доклінічних та клінічних доказів для терапевтичної переваги стимулювання холінергічної сигналізації мозку та блукаючого нерва. Ми також розглядаємо потенційну користь посилення холінергічної сигналізації централізовано діючими інгібіторами AChE та VNS для протидії когнітивному погіршенню в умовах ожиріння.

Мозок і блукаючий нерв у метаболічній регуляції та роль холінергічної сигналізації

Одне з перших свідчень того, що мозок регулює обмін речовин в організмі, з’явилося в дослідженнях, проведених французьким фізіологом 19-го століття Клодом Бернаром. Він повідомив, що електрична стимуляція дна четвертого шлуночка мозку збільшує циркулюючу глюкозу в крові та індукує тип транзиторного діабету, тим самим з'єднуючи мозок з глюкозою та діабетом (Bernard, 1855). Цей інтригуючий метаболізм між мозком і тілом та зв’язок з діабетом не був інтенсивно вивчений, оскільки відкриття інсуліну в 1923 р. Згодом домінувало на полі діабету. Однак нещодавні дослідження дали важливе нове розуміння ролі мозку в контролі периферичної метаболічної функції та в контексті розладів, обумовлених ожирінням, включаючи діабет 2 типу. Накопичувальні дані вказують на те, що мозок уважно стежить за периферичними метаболічними процесами і відіграє ключову роль у регулюванні споживання енергії та метаболічному гомеостазі (Morton et al., 2006). Механізми, що беруть участь у цій регуляції, є складними, включаючи передачу сигналів холецистокініну, лептину та інсуліну, а також кілька циклів зворотного зв’язку, пов’язаних з ожирінням (Morton et al., 2006; van Dijk et al., 2011).

Нерв блукаючого мозку та холінергічна сигналізація мозку при контролі запалення

Запалення - це життєво важлива фізіологічна реакція на шкідливі подразники, включаючи вторгнення патогенів та пошкодження тканин через ряд процесів та шляхів, включаючи активацію певних типів імунних клітин (наприклад, нейтрофілів та макрофагів) та вивільнення медіаторів запалення (наприклад, цитокінів та хемокіни) (Chen and Nunez, 2010; Olofsson et al., 2017). Запалення, як правило, є локалізованою подією, яка проходить, а потім організм повертається до гомеостазу (Chen and Nunez, 2010; Serhan and Levy, 2018). Однак різні форми нерозв'язаного, загостреного або хронічного запалення викликають вторинне пошкодження тканин і опосередковують патогенез при сепсисі, ВЗК, ревматоїдному артриті та багатьох інших захворюваннях (Firestein, 2003; Tracey, 2007; Chavan and Tracey, 2017). Тому боротьба із запаленням є надзвичайно важливою у профілактиці захворювань та корисною терапевтичною стратегією при лікуванні захворювань. На додаток до імунної та гормональної регуляції, дослідження протягом останніх 20 років продемонстрували важливу роль опосередкованих блукаючим нервом нервових механізмів у контролі запалення (Chavan and Tracey, 2017). Кілька досліджень показали, що сенсорні блукаючі нейрони можуть активуватися цитокінами, включаючи IL-1β, TNF та інші запальні молекули (Goehler et al., 2000; Steinberg et al., 2016; Zanos et al., 2018). Ці периферичні запальні зміни повідомляються стовбуру мозку, і в рефлекторній дузі генерується холінергічний протизапальний вихід блукаючого нерва (Tracey, 2002).