Einfluss des autonomen Nervensystems auf die Immun Gesundheit bei HIV
Studie untersucht, wie autonome Dysfunktion die Immunantworten bei Menschen mit HIV beeinflusst.
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Inhaltsverzeichnis
- Die Rolle des ANS bei der Immunantwort
- Studienziele
- Studienübersicht
- Testen des autonomen Nervensystems
- Analyse der Krankengeschichte
- Blutprobenentnahme
- Fortgeschrittene Zellanalyse
- Ergebnisse zu Demografie und autonomer Funktion
- Identifizierung von Immunprofilen
- Der Einfluss autonomer Dysfunktion auf die Immunfunktion
- Zusammenfassung und Fazit
- Originalquelle
Das autonome Nervensystem (ANS) hilft dabei, viele automatische Körperfunktionen zu steuern. Es beeinflusst Herzschlag, Atmung und Verdauung, unter anderem. Neuere Studien zeigen, dass das ANS eine wichtige Rolle dabei spielt, wie unser Immunsystem reagiert, besonders bei Entzündungen. Trotzdem haben wir noch ein begrenztes Verständnis davon, wie das ANS und das Immunsystem zusammenarbeiten, besonders bei Menschen.
Viele Jahre Forschung haben gezeigt, dass Menschen mit HIV oft an einer Erkrankung namens autonome Neuropathie (AN) leiden. Diese Erkrankung kann zu ernsthaften Gesundheitsproblemen führen und ist bei diesen Personen häufig. Neuere Erkenntnisse haben AN mit anderen langfristigen entzündlichen Erkrankungen wie Long Covid, myalgischer Enzephalomyelitis/chronischem Müdigkeitssyndrom und verschiedenen Autoimmunerkrankungen in Verbindung gebracht. Auch wenn AN bei diesen Erkrankungen häufig vorkommt, bleiben die Gründe für diesen Zusammenhang unklar, und wir müssen mehr darüber lernen, wie das ANS und das Immunsystem interagieren.
Die Rolle des ANS bei der Immunantwort
Laborstudien und Tierversuche zeigen, dass das ANS Immunantworten über verschiedene Wege beeinflussen kann. Das ANS besteht aus sympathischen und parasympathischen Teilen, die zusammenarbeiten, um das Immunsignal zu steuern. Lymphatische Organe, die eine Schlüsselrolle in der Immunfunktion spielen, sind eng mit dem sympathischen Nervensystem verbunden. Das chemische Noradrenalin wird während der sympathischen Aktivität freigesetzt und kann Immunzellen je nach Konzentration stimulieren oder hemmen.
Auf der anderen Seite hat das parasympathische System, besonders über den Vagusnerv, eine entzündungshemmende Rolle. Die Aktivierung dieses Weges kann Entzündungen im Körper reduzieren. Zum Beispiel haben Forscher gezeigt, dass ein Neurotransmitter namens Acetylcholin, der vom Vagusnerv freigesetzt wird, die Mengen proinflammatorischer Substanzen in Immunzellen senken kann.
Trotz der potenziellen Wege, durch die das ANS Immunantworten reguliert, stammt unser aktuelles Wissen hauptsächlich aus Studien, die sich auf den parasympathischen Aspekt konzentrieren. Beobachtungsforschungen zeigen, dass eine geringere Aktivität des Vagusnervs bei Menschen mit entzündlichen Erkrankungen wie entzündlicher Darmerkrankung und rheumatoider Arthritis zu finden ist. Es gibt Hinweise darauf, dass die Stimulation des Vagusnervs die Entzündung bei einigen Krankheiten senken könnte.
Allerdings bleibt die sympathische Seite des ANS in Verbindung mit Immunantworten weniger erforscht, was eine Wissenslücke darüber hinterlässt, wie dieses System Entzündungen und Immunfunktionen beeinflusst.
Studienziele
Diese Studie hatte drei Hauptziele:
- Den Zusammenhang zwischen Interleukin-6 (IL-6), einem proinflammatorischen Stoff, und der Funktion des Vagusnervs bei HIV-positiven Menschen zu untersuchen.
- Zu prüfen, wie verschiedene Arten von autonomen Dysfunktionen (ob sympathisch oder parasympathisch) mit verschiedenen Immunprofilen unter Verwendung fortgeschrittener statistischer Methoden zusammenhängen.
- Die Gesundheitsprobleme zu vergleichen, die aus Bedingungen resultieren, die nichts mit HIV zu tun haben, unter verschiedenen Immunprofilen.
Zu verstehen, wie das ANS das Immunsystem beeinflusst, könnte zu neuen Behandlungsansätzen führen, damit Menschen ihre Symptome besser bewältigen können.
Studienübersicht
Diese Forschung wurde als Querschnittsbeobachtungsstudie konzipiert. Teilnehmer wurden aus einer hausärztlichen Klinik rekrutiert, die viele Menschen mit HIV betreut. Um teilzunehmen, mussten die Teilnehmer mindestens 18 Jahre alt sein, eine stabile HIV-Erkrankung haben und seit mehreren Monaten antiretrovirale Therapie erhalten. Personen mit anderen Erkrankungen, die das ANS beeinflussen könnten oder die bestimmte Medikamente einnahmen, wurden ausgeschlossen.
Alle Verfahren wurden gemäss ethischer Richtlinien durchgeführt, und jeder Teilnehmer gab schriftlich sein Einverständnis.
Testen des autonomen Nervensystems
Um die autonome Funktion zu bewerten, wurden eine Reihe nicht-invasiver Tests durchgeführt. Diese Tests messen die Schweissantwort, Reaktionen der Herzfrequenz und Blutdruckveränderungen als Reaktion auf spezifische Manöver. Diese Ergebnisse helfen, einen Score zu erstellen, der die allgemeine Gesundheit des ANS widerspiegelt.
Die Tests zeigten, dass viele Teilnehmer ein gewisses Mass an autonomer Dysfunktion hatten. Zum Beispiel wiesen viele erhebliche Probleme sowohl mit sympathischen als auch mit parasympathischen Funktionen auf.
Analyse der Krankengeschichte
Die medizinischen Geschichten der Teilnehmer wurden gesammelt, um den Einfluss bestehender Gesundheitszustände und Medikamente auf die Studienergebnisse zu berücksichtigen. Mehrere Massnahmen wurden ergriffen, um die Auswirkungen dieser Variablen in der Analyse zu kontrollieren. Zudem füllten die Teilnehmer Fragebögen aus, um ihre psychische Gesundheit und Stresslevels zu bewerten.
Blutprobenentnahme
Blutproben wurden entnommen, um verschiedene Proteine zu analysieren, die mit Entzündungen in Zusammenhang stehen. Mit fortschrittlicher Technik mass das Forschungsteam die Werte von IL-6 und anderen entzündlichen Markern.
Fortgeschrittene Zellanalyse
Für einen detaillierten Blick auf Zellunterschiede wurde ein hochmodernes Verfahren namens CyTOF eingesetzt. Dieses Verfahren ermöglichte es den Forschern, die Typen von Immunzellen bei Personen mit und ohne AN zu vergleichen. Die Ergebnisse zeigten, dass Menschen mit AN eine grössere Anzahl bestimmter Immunzellen hatten, insbesondere CD8+ T-Zellen, die für ihren Beitrag zur Bekämpfung von Infektionen bekannt sind.
Ergebnisse zu Demografie und autonomer Funktion
Die Studie umfasste 79 Teilnehmer, von denen die meisten Männer mittleren Alters waren. Viele lebten schon lange mit HIV. Die Ergebnisse zeigten, dass ein erheblicher Prozentsatz an autonomer Dysfunktion litt. Während die meisten milde Probleme hatten, hatten viele Teilnehmer schwerere Störungen, die verschiedene Bereiche des ANS betrafen.
Bei der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen IL-6 und der Funktion des Vagusnervs deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass Personen mit geringerer vagaler Aktivität höhere IL-6-Werte hatten. Das ist besorgniserregend, da erhöhte IL-6-Werte mit schlechteren gesundheitlichen Ergebnissen verbunden sind.
Identifizierung von Immunprofilen
Die Forscher identifizierten vier distincte Immunprofile oder "Immunotypen" unter den Teilnehmern, die jeweils einzigartige Muster hinsichtlich Entzündung und dem Vorhandensein von AN aufwiesen.
- Immunotyp 1 zeigte hohe Werte proinflammatorischer Marker, war älter und hatte eine höhere Belastung durch Gesundheitsprobleme.
- Immunotyp 2 war jünger, hatte ein annehmbares Entzündungsprofil, zeigte aber auch Anzeichen von anti-inflammatorischen Markern.
- Immunotyp 3 hatte ein niedrigeres Entzündungsprofil und ein anderes Gleichgewicht der Immunzellen.
- Immunotyp 4 zeigte nicht die gleichen entzündlichen Tendenzen wie die ersten beiden, wies jedoch Anzeichen von Immunzellen auf, die besser im Signalisieren waren.
Der Einfluss autonomer Dysfunktion auf die Immunfunktion
Die Analyse ergab, dass Personen mit AN eher in Immunotyp 1 fielen, der durch signifikante Entzündungen und begleitende Gesundheitsprobleme gekennzeichnet war. Diese Beziehung hebt den potenziellen Einfluss hervor, den autonome Dysfunktion auf Immunantworten und Entzündungsniveaus hat.
Selbst innerhalb der entzündlichen Profile kamen Probleme des sympathischen Nervensystems als bedeutender Faktor zum Vorschein. Diejenigen, die dem Immunotyp 1 zugeordnet wurden, hatten oft sowohl sympathische als auch parasympathische Probleme, was zu komplexen Wechselwirkungen innerhalb des Immunsystems führte.
Zusammenfassung und Fazit
Diese Studie betont die wichtige Rolle sowohl der sympathischen als auch der parasympathischen Systeme bei der Regulierung von Immunantworten, insbesondere bei Menschen mit HIV. Die Beweise unterstützen die Idee, dass ein schlecht funktionierendes ANS zu Entzündungen und allgemeiner Gesundheitsverschlechterung beiträgt. Das Verstehen dieser Zusammenhänge eröffnet neue Forschungswege und potenzielle Behandlungen, die darauf abzielen, die Funktion des ANS zu verbessern.
Die Ergebnisse können zukünftige Studien informieren, die untersuchen, wie das Altern mit der Immunfunktion im Kontext chronischer Erkrankungen interagiert. Ein besseres Verständnis davon, wie diese Systeme miteinander in Beziehung stehen, könnte zu Strategien führen, die helfen, chronische entzündliche Erkrankungen effektiver zu bewältigen, was letztendlich die Patientenergebnisse verbessert.
Titel: Autonomic and Immune Stress Response Networks in Patients Living With HIV
Zusammenfassung: Background and ObjectivesStress response systems are frequently dysregulated in patients with chronic inflammatory disorders. Pre-clinical studies have demonstrated direct influences of the sympathetic and vagal/parasympathetic branches of the autonomic nervous system (ANS) on the immune system. However, these connections have not been examined in humans. We hypothesized that the subtype and severity of autonomic neuropathy (AN) would predict immune phenotypes with distinct clinical and demographic characteristics in people living with HIV. MethodsThis is a cross-sectional study of 79 adult people with a history of well-controlled HIV on stable combination antiretroviral treatment (CART) recruited from a primary care clinic network within the Mount Sinai Health System in New York City. All participants underwent a standardized battery of autonomic function tests summarized as the Composite Autonomic Severity Score (CASS) and vagal and adrenergic baroreflex sensitivity (BRS-V and BRS-A). Immune profiling included: 1) measurement of interleukin-6 (IL-6) as part of the Olink assay Target 96 Inflammation Panel, 2) non-negative matrix factorization (NMF) clustering analyses on Olink immune biomarkers, and 3) mass cytometry (CyTOF) on a subset of participants with and without autonomic neuropathy (N = 10). ResultsReduced activity of caudal vagal circuitry involved in the cholinergic anti-inflammatory pathway (CAP) predicted higher levels of IL-6 (Spearmans rho = -0.352, p=0.002). The comprehensive assessment of the ANS-immune network showed four immunotypes defined by NMF analyses. A pro-inflammatory immunotype defined by elevations in type 1 cytokines (IL-6, IL-17) and increased numbers of CD8+ T-cells was associated with autonomic neuropathy (AN). This association was driven by deficits in the cardiovascular sympathetic nervous system and remained strongly significant after controlling for the older age and greater burden of co-morbid illness among participants with this immunotype (aOR=4.7, p=0.017). DiscussionOur results provide novel support for the clinical relevance of the CAP in patients with chronic inflammatory AN. These data also provide insight regarding the role of the sympathetic nervous system and aging in the progression and development of co-morbidities in patients with chronic HIV and support future research aimed at developing therapies focused on modulation of the sympathetic and parasympathetic/vagal nervous system.
Autoren: Bridget R Mueller, M. Mehta, M. Campbell, N. Neupane, G. Cedillo, G. Lee, K. Coyle, J. Qi, Z. Chen, M. C. George, J. Robinson-Papp
Letzte Aktualisierung: 2024-11-04 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.15.618447
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.15.618447.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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