Neuroinflammacja stanowi jeden z kluczowych mechanizmów patogenetycznych udaru mózgu, charakteryzując się złożoną odpowiedzią zapalną, która może zarówno nasilać uszkodzenie tkanki, jak i wspierać procesy naprawcze1. Po udarze niedokrwiennym uszkodzenie mózgu prowadzi do apoptozy i nekrozy, z których każda wywołuje odpowiedź zapalną charakteryzującą się udziałem licznych typów komórek1.
Inicjacja odpowiedzi zapalnej
Śmierć komórek neuronalnych skutkuje uwolnieniem dużej ilości wzorców molekularnych związanych z uszkodzeniem (DAMPs), które wyzwalają stan zapalny i odpowiedzi komórek immunologicznych2. DAMPs mogą indukować ekspresję receptorów Toll-podobnych (TLRs), takich jak TLR2 i TLR4 w astrocytach2.
Intensywna neuroinflammacja podczas ostrej fazy udaru jest związana z uszkodzeniem bariery krew-mózg, uszkodzeniem neuronalnym i złymi wynikami3. Proces zapalny charakteryzuje się najpierw aktywacją rezydentnych komórek glejowych, a następnie infiltracją leukocytów, monocytów i innych komórek immunologicznych do mózgu oraz uwolnieniem mediatorów zapalnych1.
Rola mikrogleju w neuroinflammacji
Mikroglej zmienia się ze stanu spoczynkowego w aktywowany w odpowiedzi na uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego, które stymulują go do funkcjonowania jako fagocyty4. Liczne badania histologiczne dokumentowały obecność aktywowanego mikrogleju w niedokrwiennym mózgu po udarze u ludzi5.
Istnieją liczne dowody wskazujące na zaangażowanie leukocytów w patogenezę uszkodzenia poudarowego6. Aktywowany mikroglej i infiltrujące komórki zapalne uwalniają różnorodne mediatory, w tym cytokiny prozapalne, chemokiny i enzymy proteolityczne, które mogą nasilać uszkodzenie neuronalne.
Uszkodzenie bariery krew-mózg
Śródbłonek mózgowy jest bardzo charakterystyczny w porównaniu z innymi narządami, o czym świadczy bariera krew-mózg (BBB)6. Jednak reaguje na uszkodzenie poudarowe zwiększoną przepuszczalnością i zmniejszoną funkcją barierową, wraz z degradacją błony podstawnej ściany naczynia6.
Niedokrwienie prowadzi również bezpośrednio do dysfunkcji naczyń mózgowych, z uszkodzeniem bariery krew-mózg występującym w ciągu 4-6 godzin po zawale7. Po uszkodzeniu bariery białka i woda przedostają się do przestrzeni pozakomórkowej, prowadząc do obrzęku naczyniopochodnego7.
Mediatory zapalne i cytokiny
Podstawowe procesy, które najbardziej przyczyniają się do powstania obrazu patologicznego to stan zapalny, wydzielanie pobudzających aminokwasów, wzrost wewnątrzkomórkowych poziomów wapnia oraz produkcja prostaglandyn, leukotrienów i reaktywnych form tlenu8. Te czynniki stanowią potencjalne cele zainteresowania w badaniach terapeutycznych8.
Patogeny bakteryjne wywołują tworzenie i uwalnianie cytokin zapalnych, które uszkadzają śródbłonek bariery krew-mózg9. Stan nadkrzepliwości powstaje z aktywacji ścieżek antyfibrinolitycznych, prozapalnych i prokoagulacyjnych9.
Infiltracja komórek immunologicznych
Przewód pokarmowy jest najgęściej zaludnionym miejscem gromadzenia się komórek immunologicznych w organizmie człowieka i służy jako największy narząd immunologiczny10. Flora jelitowa może wpływać na sen poprzez szlaki immunologiczne i zapalne, a z drugiej strony bezsenność może wpływać na florę jelitową poprzez odpowiedzi immunologiczne i szlaki zapalne wywołane przez mikroglej11.
Zrozumienie skomplikowanej interakcji między odpowiedziami zapalnymi a dynamiką komórek immunologicznych w udarze jest istotne dla opracowania ukierunkowanych interwencji terapeutycznych2. Modulacja aktywacji i polaryzacji komórek immunologicznych oraz wykorzystanie neuroprotekcyjnych funkcji reaktywnych astrocytów daje nadzieję na przyszłe leczenie udaru2.
Procesy naprawcze i regeneracyjne
Chociaż kaskada zapalna przyczynia się do uszkodzenia tkanki, odgrywa również rolę w naprawie i regeneracji tkanki2. Po uszkodzeniu mechanizmy neuroprotekcyjne i neuroplastyczne nakładają się na siebie, ale można je rozróżnić następująco: po uszkodzeniu wszystkie komórki aktywują szereg mechanizmów przeciwko szkodliwym czynnikom12.
Neuroplastyczność obejmuje aktywację mechanizmów przywracania homeostatycznej funkcji tkanki wcześniej uszkodzonej poprzez reorganizację i kompensację niedoborów strukturalnych i funkcjonalnych12. Obejmuje to produkcję i uwalnianie czynników wzrostu, angiogenezę, gliogenezę i neurogenezę, reorganizację sieci mikronaczyniowych i neuronalnych oraz wzrost kontaktów synaptycznych12.
Terapia komórkami macierzystymi
Terapia komórkami macierzystymi daje nadzieję w leczeniu udaru ze względu na swoje właściwości regeneracyjne i immunomodulujące13. Różne typy komórek macierzystych wykazały potencjał w promowaniu naprawy tkanek, zmniejszaniu stanu zapalnego i poprawie regeneracji funkcjonalnej po udarze13.
Jednak potrzebne są dalsze badania w celu optymalizacji metod dostarczania, dawkowania i czasu terapii komórkami macierzystymi w leczeniu udaru13. Badania wykazały kilka nowych mechanizmów odgrywających również rolę w uszkodzeniu mózgu wywołanym udarem niedokrwiennym6.
Mechanizmy molekularne naprawy
Badacze z Tokyo Medical and Dental University zidentyfikowali lipidy stymulujące mechanizmy samodzielnej naprawy w mózgu po udarze niedokrwiennym14. Odkryli, że neurony otaczające obszar śmierci komórki wydzielają lipidy, które mogą wyzwalać autonomiczną naprawę neuronalną mózgu po niedokrwiennym uszkodzeniu mózgu14.
Badanie wykazało, że wydzielanie PLA2G2E z neuronów około-ogniskowych ze stresem niedokrwiennym generowało DGLA i 15-HETrE, które wyzwalały te procesy regeneracyjne poprzez neuronalną indukcję zależną od Padi4 tworzenia klastrów związanych z naprawą neuronalną po niedokrwiennym uszkodzeniu mózgu14.
Perspektywy terapeutyczne
Badania wskazały, że poprzez ograniczenie poudarowej odpowiedzi zapalnej możliwe jest do pewnego stopnia poprawa rokowania udaru15. Zrozumienie roli głównych komórek efektorowych zaangażowanych w odpowiedź zapalną i reakcje immunologiczne po udarze ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych15.
Jednak odpowiedzi zapalne i immunologiczne mają podwójną rolę w rokowaniu chorób2. Kolektywnie te wyniki pokazują, że istnieje wiele szlaków wpływających na wyniki udaru i odpowiednio wiele szlaków, które należy jeszcze zbadać jako nowe potencjalne cele terapeutyczne dla terapii udaru6.

















