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Neuroimunoendocrinologia Imunologia Cristina Ribeiro de Barros Cardoso cristina@fcfrp.usp.br Interação dos sistemas nervoso, endócrino e imune SISTEMA NERVOSO SISTEMA ENDÓCRINO SISTEMA IMUNOLÓGICO História da Neuroimunoendocrinologia 1936 Hans Selye: aumento da glândula adrenal e atrofia do timo em animais submetidos a estresse 1978 Nagy E et al: papel da hipófise no desenvolvimento do SI e na manutenção da função imune normal 1989 Blalock E: comunicação bilateral entre sistema endócrino e sistema imune 1996 Besedovsky et al: citocinas como ligação entre os sistemas imune e neuroendócrino 1994 Blalock: hormônios podem ser produzidos também por células do sistema imune e fazer sua regulação • Crianças alérgicas apresentam níveis plasmáticos de cortisol aumentados em resposta ao estresse e são mais sensíveis à depressão • Lactação: redução das respostas imune e de estresse. • Estresse e depressão têm sido associados à redução na imunidade e progressão dos sintomas na infecção por HIV, dentre outras doenças • Infecções citocinas: letargia, falta de apetite, falta de interesse, febre sistema imune sistema nervoso central alteração de comportamento Indícios da interação neuroimunoendócrina Sistema endócrino Sistema imunológico Zachariae R, 2009 Células do sistema imune expressam receptores para hormônios, neuropeptídeos e neurotransmissores Hormônios Hormônio liberador de corticotrofina (CRH) Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) Tirotrofina (TSH) Hormônio do crescimento (GH) Prolactina (PRL) Fator de crescimento semelhante à insulina (IGF-1) Hormônio luteinizante (LH) Hormônio folículo-estimulante (FSH) Gonadotrofina coriônica Ocitocina (OT) Arginina vasopressina (AVP) Hormônios produzidos por células do sistema imunológico Regulação do equilíbrio hidro- eletrolítico, pressão arterial e frequência cardíaca Regulação do metabolismo e balanço energético Regulação da reprodução, do desenvolvimento, do crescimento e do processo de envelhecimento Coordenação das respostas do hospedeiro ao estresse Endocrinologia e funções dos hormônios Neuroendocrinologia: interação entre hipotálamo e hipófise Neuroendocrinologia: interação entre hipotálamo e hipófise HIPOTÁLAMO HIPÓFISE Eixo HPA e estresse “Síndrome da adaptação geral” (Hans Selye, 1936) creativi ty and originality in medical research (Selye 1975). Selye was surely an “ outlier” by recent definit ions (Gladwell 2008), working extremely hard and meeting the “ 10,000 h” rule as the most productiveand creativepeopledid in the20th century, which is reflected by the publications of over 1500 articles and 32 single authorship books in his lifetime (Gladwell 2008). Specifically, we know from personal experiences and working with him for 4–5 years over the 30-year period of his active scientific life, that he was working at his Institute 06:00–18:00 h, 7 days/week including most traditional holidays. T hus, it is not surprising that he discovered much more than the “ stress syndrome” (Table I). Despite this huge intellectual and physical invest- ment, he remained modest and objective, often point ing out that although he discovered the “ biologic stress response,” he was not the first to use the word “ stress” (Selye 1950, 1956, 1976). H is historic article three quarters of a century ago (Selye, July 4 1936) had the title: “ A syndrome produced by diverse nocuous agents” . T his was a brief Letter to the Editor of Nature describing the most stereotypical manifes- tations of the “ general alarm reaction of the organism” , i.e. including thymicolymphatic involu- tion, gastric ulcers, lipid discharge from the adrenal, and loss of chromaffinity in the medulla that Selye established as a non-specific adaptive response to various kinds of agents. T he word “ stress” was not used, but his first comprehensive monograph (Selye 1950) on the subject published in 1950 in M ontreal had the short title “ Stress” (Figure 2). T his was followed by a series of “ Annual Reports of Stress” published during the subsequent 5 years by the same publisher. In addition to these books and hundreds of original and review articles devoted to stress research using animal models (University of M ontreal 1970; Szabo 1985), he extended his research interest to other fields. Namely, he discovered, through not ignoring “ unexpected results” (Szabo 1985), calci- phylaxis, anaphylactoid edema, new roles of mast cells, new models of experimental cardiovascular diseases, and the anesthetic properties of steroids that no doubt had some direct or indirect connectionswith the “ stress syndrome” (Selye 1962, 1965, 1968, 1970; Szabo 1985). At the end of his productive research life, he returned to the field of “ Hormones and Resistance” (Selye 1971) and recognized the “ cata- toxic” and “ syntoxic” effects of steroids (Selye 1969, 1971; Selye et al. 1969) and the difference between distress and eustress (Selye 1974). Figure 1. Photographs of Hans Selye from 1950s (left) and 1960s. (M odified from: A personal reminiscence by Dr Istvan Berczi). Selye was born January 26, 1907, Vienna, Austria and died October 16, 1982, M ontreal, Canada. Table I. Hans Selye: major original discoveries and contributions. † Stress syndrome (Nature, 1936; Lancet, 1943). † Classification and naming of steroids (Science, 1941; Nature, 1943; Endocrinology, 1942; 1944). † Anti-inflammatory action of glucocorticoidsand pro-inflammatory action of mineralocorticoids (Can Med AssocJ, 1942, 1943, 1949; Am J Physiol, 1943; Lancet, 1940, 1946; JAMA, 1944). † Steroid anesthesia (Am J Physiol, 1941; Endocrinology, 1942). † Catatoxic steroids (Science, 1969). † Distress versus eustress (Book, 1974). Selyeand theorigins of stress research 473 S tr es s D o w n lo ad ed f ro m i n fo rm ah ea lt h ca re .c o m b y U N IC A M P o n 0 9 /0 6 /1 3 F o r p er so n al u se o n ly . Estresse Ameaça que quebra a homeostasia e requer mudanças no comportamento Estresse e alterações NIE Funções do SNC • facilitação do alerta, vigilância, atenção, agressão • inibição de funções vegetativas (reprodução, crescimento, etc) • ativação de mecanismos contra-reguladores Funções periféricas • aumento da oxigenação • nutrição do cérebro, coração e músculos esqueléticos • aumento do tônus cardiovascular e respiração Funções da resposta de estresse 1. Reação de alarme: resposta imediata ao estímulo estressor (eixo HPA, SNA) 2. Estágio de resistência ou adaptação: aumenta síntese de GC e catecolaminas 3. Exaustão: declínio da resistência de adaptação • Facilitação de processos metabólicos e outros cruciais para sobrevivência • Inibição de processos não essenciais estímulo estressor repetitivo ADAPTAÇÃO RESPOSTAS PATOFISIOLÓGICAS Estresse: 3 estágios Sternberg EM, 2006 norepinefrina Efeitos dos GC na resposta imune Noradrenalina/Adrenalina APCs Supressão da resposta imune Linfócitos circulantes IL-2 e IFN-γ Apresentação de Ag IFN-γ, IL-1β e IL-12 IL-10 Citotoxicidade Produção citocinas Efeitos das catecolaminas na RI Doenças autoimunes mediadas por ac e alergias imunidade anti-tumoral e anti-infecciosa estresse Secreção de glicocorticóides Inibição de IL-12, TNF-, IFN- Diferenciação Th2 Resposta imune celular Resposta imune humoral (ac) Sternberg EM, 2006 Estresse e RI Estresse na resposta imune anti-viral Resposta ao estresse excessiva Predisposição a inúmeras patologias Problemas cardiovasculares e gastrintestinais Distúrbio do sono Síndrome metabólica Supressão imune Importância fisiológica da resposta ao estresse Proporciona ao organismo condições de restabelecer o seu equilíbrio (homeostasia) por intermédio da produção e mobilização de substratos energéticos. Estresse: bom ou ruim? Interações neuroimunoendócrinas:tolerância Interações NIE: diferenças entre homens e mulheres Interações NIE: vacinas Interações neuroimunoendócrinas: microgenderome Resumindo...neuroimunoendocrinologia + microbiota!