Chronic inflammation and stress-hormones: a common pathway of cognitive disorders in ageing

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Here we present the data on examining inter-connections cytokine network and stress hormones in senile vascular dementia by assessing systemic cytokine levels for IL-1β, IL-6, IL-10, TNFα, IFNγ as well as hormones cortisol, adrenocorticotropic hormone (ACTH), epinephrine, norepinephrine and dopamine in 23 subjects with vascular dementia and 40 individuals without overt cognitive impairment. It was found, that the concentrations of IL-6, TNFα, epinephrine and dopamine were significantly increased, whereas those for IL-1β, IL-10, ACTH and norepinephrine were decreased in elderly people with dementia compared to healthy aging. In addition, virtually no inter-connection between cytokine, sympathoadrenal and hypothalamicpituitary (HPA-axis) axis was observed in vascular dementia highlighted by no significant correlation within the cytokine network. However, a single positive intrahormonal link for cortisol-ACTH and two positive links between IFNγ and cortisol/adrenaline level were detected. In general, vascular dementia was featured by marked inflammatory reaction, excessive activation of stress hormone production and disconnection of cytokine network, HPA-axis and the sympathoadrenal medullary system.

About the authors

Yu. Yu. Filippova

Chelyabinsk State University

Author for correspondence.
Email: julse@rambler.ru

Filippova Yuliya Yu. - PhD (Biology), Associate Professor, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology

454001, Chelyabinsk, Br. Kashirin str., 129

Phone: 7 (351) 799-71-76

Russian Federation

A. L. Burmistrova

Chelyabinsk State University

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology

Chelyabinsk

Russian Federation

References

  1. Филиппова Ю.Ю., Бурмистрова А.Л, Когнитивная ось старости: воспаление – микробиота тонкого кишечника // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2017. № 5. С. 3-9. [Filippova Yu.Yu., Burmistova A.L. Cognitive axis of ageing: inflammation – microbiota of small intestine. Zhurnal mikrobiologii epidemiologii i immunologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2017, Vol. 5, pp. 3-9. (In Russ.)]
  2. Archer T. BDNF integrity in ageing and stress. MOJ Gerontology & Geriatrics, 2017, Vol. 1, no. 6, pp. 155-158.
  3. Baruch K., Deczkowska A., David E., Castellano J.M., Miller O., Kertser A., Berkutzki T., Barnett-Itzhaki Z., Bezalel D., Wyss-Coray T., Amit I., Schwartz M. Aging. Aging-induced type I interferon response at the choroid plexus negatively affects brain function. Science, 2014, Vol. 346, pp. 89-93.
  4. Belkhelfa M., Rafa H., Medjeber O., Arroul-Lammali A., Behairi N., Abada-Bendib M., Makrelouf M., Belarbi S., Masmoudi A.N., Tazir M., Touil-Boukoffa C. IFN-γ and TNF-α are involved during Alzheimer disease progression and correlate with nitric oxide production: a study in Algerian patients. J. Interferon Cytokine Res., 2014, Vol. 34, no. 11, pp. 839-847.
  5. Chrousos G.P. Stress, chronic inflammation, and emotional and physical well-being: concurrent effects and chronic sequelae. J. Allergy Clin. Immunol., 2000, Vol. 106, pp. S275-S291.
  6. Enciu A.M., Popescu B.O. Is there a causal link between inflammation and dementia? Biomed. Res. Int., 2013, 316495. doi: 10.1155/2013/316495.
  7. Galic M.A., Riazi K., Pittman Q.J. Cytokines and brain excitability. Front. Neuroendocrinol., 2012, Vol. 33, no. 1, pp. 116-125.
  8. Gannon M., Che P., Chen Y., Jiao K., Roberson E.D, Wang Q. Noradrenergic dysfunction in Alzheimer’s disease. Front. Neurosci., 2015, Vol. 9, 220. doi: 10.3389/fnins.2015.00220.
  9. Goshen I., Kreisel T., Ounallah-Saad H., Renbaum P., Zalzstein Y., Ben-Hur T., Levy-Lahad E., Yirmiya R. A dual role for interleukin-1 in hippocampal-dependent memory processes. Psychoneuroendocrinology, 2007, Vol. 32, no. 8-10, pp. 1106-1115.
  10. Herrmann N., Lanctôt K.L., Khan L.R. The role of norepinephrine in the behavioral and psychological symptoms of dementia. J. Neuropsychiatry Clin. Neurosci., 2004, Vol. 16, no. 3, pp. 261-276.
  11. Mausbach B.T., Aschbacher K., Mills P.J., Roepke S.K., von Känel R., Patterson T.L., Dimsdale J.E., Ziegler M.G., Ancoli-Israel S., Grant I. A 5-year longitudinal study of the relationships between stress, coping, and immune cell beta (2)-adrenergic receptor sensitivity. Psychiatry Res., 2008, Vol. 160, pp. 247-255.
  12. Ouanes S., Popp J. High Cortisol and the risk of dementia and Alzheimer’s disease: a review of the literature. Front. Aging Neurosci., 2019, Vol. 11, 43. doi: 10.3389/fnagi.2019.00043.
  13. Scheiblich H., Trombly M., Ramirez A., Heneka M.T. Neuroimmune connections in aging and neurodegenerative diseases. Trends Immunol., 2020, Vol. 41, no. 4, pp. 300-312.
  14. Wang L.Y., Raskind M.A., Wilkinson C.W., Shofer J.B., Sikkema C., Szot P., Quinn J.F., Galasko D.R., Peskind E.R. Associations between CSF cortisol and CSF norepinephrine in cognitively normal controls and patients with amnestic MCI and AD dementia. Int. J. Geriatr. Psychiatry, 2018, Vol. 33, no. 5, pp. 763-768.
  15. Yiallouris A., Tsioutis C., Agapidaki E., Zafeiri M., Agouridis A.P., Ntourakis D., Johnson E.O. Adrenal aging and its implications on stress responsiveness in humans. Front. Endocrinol. (Lausanne), 2019, Vol. 10, 54. doi: 10.3389/fendo.2019.00054.
  16. Zhang B, Zhang Y, Xu T, Yin Y., Huang R., Wang Y., Zhang J., Huang D., Li W. Chronic dexamethasone treatment results in hippocampal neurons injury due to activate NLRP1 inflammasomein vitro.Int. Immunopharmacol. 2017, Vol. 49, pp. 222-230.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Filippova Y.Y., Burmistrova A.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».