一、神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌系統(tǒng)的特性和共性比較
高等動物的機體是由諸多系統(tǒng)的機組合而成的結(jié)構(gòu)和功能性整體。這些系統(tǒng)可粗略分為二類:一類主要執(zhí)行著機體的營養(yǎng)、代謝及生死等基本生功能,包括血液循環(huán)、呼吸、消化及泌尿生殖等系統(tǒng);而廣泛分布的神經(jīng)、免疫及內(nèi)分泌三大系統(tǒng)則起著調(diào)節(jié)上述各系統(tǒng)的活動,參與機體防御及控制機體的生長和發(fā)育等重要作用,從而構(gòu)成另一類樞紐性系統(tǒng)。此三大系統(tǒng)除各具有獨特而經(jīng)典的內(nèi)容外,尚有下述方面可資相互比較。
1.三大系統(tǒng)與種系發(fā)生和個體發(fā)育 以種系發(fā)生的觀點而言,神經(jīng)、免疫及內(nèi)分泌系統(tǒng)的區(qū)分和定義是局限于多細胞生物的。然而這三大系統(tǒng)共同的基本功能,即信息的傳遞和感受,卻可在原核生物中有雛形體現(xiàn),例如,Stock等的工作表明,大腸桿菌細胞膜上有膜受體蛋白質(zhì)構(gòu)成的化學(xué)感覺系統(tǒng),經(jīng)4個蛋白質(zhì)成份而將相關(guān)信息傳入胞內(nèi),并借助這些蛋白的磷酸第過程,完成信息的儲存記憶和對其的反應(yīng),如細菌的化學(xué)趨化等過程。阿米巴滋養(yǎng)體的吞噬活動,既是其攝食方式,亦可視為非特異性免疫的較早范例。此外,單細胞生物如梨形四膜蟲,粗糙鏈孢霉菌及煙曲霉菌中均含有胰島素樣物質(zhì),但其功能意義尚不清楚。一般變?yōu),神?jīng)元最先在二胚層動物水螅的胚層間出現(xiàn)。這些事實提示,三大系統(tǒng)的種系進化可能是不同步的。自個體發(fā)生的角度而論,末受精雞卵內(nèi)即含有胰島素,而爪蟾卵母細胞中除含有胰島素及其mRNA外,尚有TGF-β及FGF的mRNA表達,編碼TGF-α、TGF-β及PDGF的mRNA亦可在小鼠胚泡中檢測出,且著床前的小鼠胚胎中還有胰島素受體及IGF-I受體的分布。神經(jīng)系統(tǒng)的個體形成似晚于免疫和內(nèi)分泌系統(tǒng)。神經(jīng)免疫內(nèi)泌間的交互影響也有淵遠的進化過程,如曼氏裂體血蟲中含POMC相關(guān)的mRNA,且Mytilus edulis的血細胞可生成腦啡肽并受其影響,這種生物的血淋巴細胞可接受ACTH的調(diào)控。Cooper等人比較性地研究了蝸牛、蟾蜍、魚和許多哺乳動物的免疫功能,發(fā)現(xiàn)許多低等動物的免疫細胞均有自分泌現(xiàn)象,并可釋放阿片肽,且后者可影響這些細胞的功能。
2.三大系統(tǒng)分布、作用途徑和范圍 從分布和作用途徑及范圍來看,三大系統(tǒng)在體內(nèi)均系廣泛分布,但神經(jīng)系統(tǒng)有以突觸為中介的結(jié)構(gòu)連續(xù)性,并可借其分枝支配各種組織和器官,包括內(nèi)分泌組織和細胞,長期認為垂體前葉無直接神經(jīng)支配的觀點目前已被推翻。免疫組織亦是如此,甚至小腸壁集合淋巴小結(jié)也發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)末梢分布。所以,廣義上講,內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)可視為反射弧的傳出環(huán)節(jié)。神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞主要由神經(jīng)纖維上的動作電位及化學(xué)性和電突觸來實現(xiàn),而內(nèi)分泌及免疫系統(tǒng)的信息傳遞更多是由體液運輸完成的,后者還依賴于免疫細胞的循環(huán)而行使其細胞和體液免疫功能。Blalock還將免疫細胞的經(jīng)體液轉(zhuǎn)送稱為“流動的腦”。近年有人系統(tǒng)地研究了白細胞胞膜上的離子通道和電活動,這較好地體現(xiàn)了神經(jīng)元、內(nèi)分泌細胞與免疫細胞間的相似性。
從內(nèi)外環(huán)境條件變動構(gòu)成的刺激性質(zhì)分析,理化,生物及心理因素均可以直接或間接的方式影響此三大系統(tǒng)的功能狀態(tài),但它們的適宜刺激卻明顯不同,如角摸刺激僅能直接作用于神經(jīng)系統(tǒng)。然而此三大系統(tǒng)的反應(yīng)本質(zhì)均可視為阻尼性振蕩過程,即減少或消除刺激所造成的影響,在某些情況下可為共振性質(zhì)。
3.三大系統(tǒng)的某些共性 神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌系統(tǒng)在信息分子和細胞表面標志、信息儲存和記憶、周期性變化、正負反饋調(diào)節(jié)性機制以及與性別和衰老的關(guān)系等方面都有不同的程度的相似之處。
。1)信息分子和細胞表面標志:愈趨增多的證據(jù)表明,這三大系統(tǒng)可共享信息分子及其受體。表現(xiàn)為大多數(shù)神經(jīng)肽、激素及免疫因子可分別在神經(jīng)、免疫及內(nèi)分泌組織內(nèi)合成或釋放,這已在轉(zhuǎn)錄、翻譯、加工、儲存和釋放等多重水平上得到證實。不僅如此,神經(jīng)、免疫和內(nèi)分泌細胞的標志分子也呈重疊分布,如,Thy-1糖蛋白是嚙齒動物胸腺細胞和神經(jīng)元細胞的表面標志,嗜鉻顆粒蛋白(chromogranins)是神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)中一種分泌性蛋白質(zhì)標記物,而在脾、淋巴結(jié)、胸腺等淋巴器官中也有此蛋白的存在;淋巴細胞可結(jié)合嗜神經(jīng)病毒,同樣,嗜淋巴病毒亦可攻擊中樞神經(jīng)系統(tǒng),如人T細胞嗜淋巴病毒Ⅲ(AIDS相關(guān)病毒)可選擇性傷害輔助-誘導(dǎo)T細胞,并能引起腦器質(zhì)性病變,提示神經(jīng)細胞和免疫細胞膜結(jié)構(gòu)的相近。免疫細胞表面的MHCI及Ⅱ類抗原分子也可在神經(jīng)膠質(zhì)細胞及垂體前葉濾泡星形細胞膜上表達。另外激活的人T細胞也能合成神經(jīng)細絲(neurofilament)。神經(jīng)膠質(zhì)細胞的標志蛋白S-100不但存在于垂體濾泡星形細胞中,也出現(xiàn)胸腺的樹突狀細胞內(nèi)。
(2)信息儲存和記憶:從信息儲存記憶的角度考察,神經(jīng)系統(tǒng)借助感官可存儲和記憶外界信息,免疫系統(tǒng)則在抗原識別等方面表現(xiàn)出記憶功能,但神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)記憶的分子機制有何異同,尚不清楚。內(nèi)分泌系統(tǒng)似科不具備某種形式的記憶功能。
。3)周期性變化:與其它系統(tǒng)類似,神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的活動都具有周期性變化,如睡眠、多種神經(jīng)肽及激素的分泌節(jié)律等。在免疫系統(tǒng),也已證實小鼠的外周血中和脾內(nèi)淋巴細胞數(shù)目有明顯的晝夜節(jié)律,其變化與小鼠活動規(guī)律相一致,表現(xiàn)為白晝降低,夜晚上升。這一變化系由腎上腺糖皮質(zhì)激素分泌所介導(dǎo)的。因去腎上腺小鼠無此節(jié)律,給強的松可壓抑此節(jié)律性波動。在人類,T細胞、B細胞等均具有周其性波動,即晝降夜升,并與血漿中皮質(zhì)醇水平呈反變趨勢。在魚類等變溫動物的外周血中,淋巴細胞數(shù)目于冬季最低而在夏季達高峰,淋巴細胞亞群也有類似變化。爬行類動物免疫系統(tǒng)的季節(jié)性活動突出體現(xiàn)在免疫細胞存活率、抗體滴度、溶血斑形成細胞(PFC)數(shù)目及E玫瑰花形成數(shù)目。這些周期性現(xiàn)象似起源于機體神經(jīng)內(nèi)分泌節(jié)律活動,尤其是下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸系以性腺和松果腺的功能活動。起源于免疫反應(yīng)自身的周期性變化尚較少報道。醫(yī)學(xué).全.在線.網(wǎng).站.提供
。4)正負反饋調(diào)節(jié)性機制:神經(jīng)、免疫和內(nèi)分泌系統(tǒng)各自內(nèi)部均存在正負反饋性調(diào)節(jié)機制,由此各系統(tǒng)的功能活動更趨協(xié)調(diào)、準確而精細。在病理條件下,某些反饋機制可引起機體較嚴重的損傷,如超敏反應(yīng)等。
。5)與性別和衰老的關(guān)系:性別差異和衰老性變化亦可體現(xiàn)在此三系統(tǒng)的各主要方面。性別差異主要是遺傳因素和內(nèi)分泌系統(tǒng)中的性腺軸系造成的,而對神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。人及各種實驗動物的免疫機能均有明顯的性別差異,包括體液免疫和細胞免疫的諸方面,如血漿中Ig水平、細胞免疫的各種參數(shù),對自身免疫性疾病、感染性疾病及腫瘤發(fā)生的易感性等。與雄性小鼠相比,雌性小鼠脾細胞在ConA作用下分泌更多的IL-2,而預(yù)先用Ag致敏的脾中APC細胞(抗原提呈細胞)所誘發(fā)的再次免疫應(yīng)答也以雌鼠為強。雄激素水平變動可影響這一反應(yīng)。雌性小鼠的胸腺中糖皮質(zhì)激素受體含量亦高,并可受雄激素的負性調(diào)控。久已清楚的是全身性紅斑狼瘡(SLE)患者約90%為女性,且雌激素增多可加重這一自身免疫性疾病。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎亦有類似情況。另外,男性易產(chǎn)生免疫耐受現(xiàn)象。衰老可引起從多的神經(jīng)內(nèi)分泌改變,如GH分泌減少,垂體前葉對下丘腦激素的反應(yīng)性降低,靶腺對垂體激素及外周靶組織對激素的反應(yīng)性也呈下降趨勢。同樣,衰老也可涉及免疫系統(tǒng),突出的是胸腺萎縮,這可能是GH及甲狀腺激素分泌異常所致。除此,衰老動物對外來抗原的反應(yīng)能力減弱,而自身免疫反應(yīng)常出現(xiàn)或加重,也影響到T細胞、Mφ細胞,使其生成IL-6和TNF-α能力降低。衰老小鼠某些T細胞亞群在激活后表達的IL-2R數(shù)目較少,這可能與T細胞受刺激后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙有關(guān)。