Physiological role of interleukin-1 in mechanisms of realization of stress reaction

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The authors are analyzing literature data as well as the results of their own investigations in the area of the role of the cytokine interleukin-1 (IL-1) in realization of stress-induced changes of the immune system functions Cellular-molecular mechanisms of stress reaction development are examined, including changes in production 0 lymphocyte-activating factors (LAF) and IL-1, alterations in biological effects of IL-1 on its target cells and in further intracellular (ransduction of the cytokine signal via the sphingomyelin pathway in different kinds of stress, exerting immunostimulating or immunosuppressive influence on humoral immune response. Mutual modulating action of IL-1 and glucocorticoid hormones and its role in mobilization of immunological defense reactions under stress are analyzed.

About the authors

Е. G. Rybakina

Institute of Experimental Medicine of the RAMS

Author for correspondence.
Email: medaj@eco-vector.com
Russian Federation, St. Petersburg

Е. A. Korneva

Institute of Experimental Medicine of the RAMS

Email: medaj@eco-vector.com

академик РАМН

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Ботерашвили Н. М., Рыбакипа Е. Г., Шанин С. Н. и др. Продукция и эффекты действия интерлейкина-1 при серозных и гнойных менингитах у детей // Медицинская иммунология. 2000. т. 2. № 3. с.321-328.
  2. Вязов О. В., Ходжаева Ш. X. Руководство по иммунологии, м.: Медицина, 1973.
  3. Гончаров Н. П., Воронцов В. И., Кация Г. В. и др. Изучение гормональной функции надпочечников и половых желез в опытах на обезьянах // Вести. АМН СССР. 1977. т. 8. С.13-20.
  4. Зимин Ю. И. Стресс: иммунологические аспекты // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Иммунология, м., 1983. Вып. 12. с. 41-45.
  5. Корнева Е. А., Хай Л. М. О влиянии раздражения различных структур промежуточного мозга на протекание иммунологических реакций // Физиол. журн. СССР. 1967. т. 53. № 1 С. 42—47.
  6. Корнева Е. А., Клименко В. М., Шхинек Э. К. Нейрогуморзльное обеспечение иммунного гомеостаза, л., 1978. 175 с.
  7. Корнева Е. А., Шхинек Э. К. Гормоны и иммунная система, л.: Наука, 1988. 251 с.
  8. Корнева Е. А. Иммунофизиология как новое научное направление: предпосылки и история развития // Иммунофизиология / Под ред. Е.А. Корневой. СПб.: Наука, 1993. с. 11-36.
  9. Лесникова М. П., Рыбакина Е. г., Козинец И. А. и др. Сочетанное действие глюкокортикоидных гормонов и интерлейкина-1 на развитие иммунного ответа и Патол. физиология и эксперим. терапия. 1990. № 2. с. 422-424.
  10. (Метальников С.) Metalnikov S. Role du Systeme nerveux et des facteurs biologiques et psychique daus l’immunité. Paris, 1934. 157 p.
  11. Рыбакина E. Г., Салаи К., Корнева E. A. U dp. К механизму влияния интерлейкина-1 на уровень глюкокортикоидов в крови: отсутствие прямого действия ИЛ-1 на клетки коры надпочечников // Проблемы эндокринологии. 1990. т. 36. № 2. с. 73-76.
  12. Рыбакина Е. г. Интерлейкин-1 и его роль как регуляторного лейкопептида в механизмах развития защитных реакций организма и Иммунофизиология / Под ред. Е. А. Корневой. СПб.: Наука, 1993. с. 369-388.
  13. Рыбакина Е. Г., Наливаева Н. Н., Иванович И. Ю. и др. Роль нейтральной сфингомиелиназы в трансдукции сигнала интерлейкина-1 в клетках коры головного мозга мышей // Рос. физиол. журн. им. И. м. Сеченова. 2000. т. 86. № 3. С. 303-311.
  14. Фролов Б. А., Корнева Е. А., Шхинек Э. К. Функции иммунной системы при действии чрезвычайных раздражителей на организм и Иммунофизиология // Под ред. Е. А. Корневой. СПб.: Наука, 1993. с. 418-464.
  15. Шхинек Э. К. Функции иммунной системы и активность различных популяций иммунокомпетентных клеток при действии экзогенных гормонов И Иммунофнзиология // Под ред. Е. А. Корневой, СПб.: Наука, 1993. С.369-388.
  16. Acker G. R., Moyna N. H., Robertson R. J., Rabin B. S. The effect of exercise-stress on the immune system in young healthy fit and sedentary individuals // Research perspectives in psychoneuroimmunology: IV. Boulder. Colorado, 1993. Abstract № 78.
  17. Andersen L.S., Petersen J., Bendtzen K. Production of Interleukin (IL)-Iß, IL-1 receptor antagonist and IL-10 by blood mononuclear cells in chronic artritis // Cytokine. 2000. Vol. 12. № 1. p. 62-68.
  18. Arend w. P., Welqus H.G., Thompson R. C., Disenberg S. P. Biological properties of recombinant human monocyte-derived interleukin-1 receptor antagonist // J. Clin. Invest. 1990. Vol. 85. p. 1694-1697.
  19. Auron P. E., Webb A. C., Rosenwasser L. J. et al. Nucleotide sequence of human monocyte interleukin-1 precursor cDNA // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1984. Vol. 81. № 24. p. 7907-7911.
  20. Ballou L. R., Laulederkind S. J. F, Rosloniec E. E, Raghow R. Ceramide signalling and the immune response // Biochem. Biophys. Acta. 1996. Vol. 1301. p. 273-287.
  21. Bartfai T., Andersson C., Bristulf J. et al. Interleukin-1 in the noradrenergic chromaffin cells in the rat adrenal medulla // Ann. N.Y. Acad. Sei. 1990. Vol. 598. p. 207-213.
  22. Bateman A., Sigh A., Kral T., Solomon S. The immune-hypothalamic-pituitary-adrenal axis // Endocrine Rev. 1989. Vol. 10. p. 92-111.
  23. Berkenbosch F., van Oers J., Del Rey A. et al. Corticotropin-releasing factor-producing neurons in the rat activated by in terleukin-1 // Science. 1987. Vol. 238. p 524-526.
  24. Besedovsky H. O., Del Rey A., Sorkin E., Dinarello c. A. Immunoregulatory feedback between interleukin-1 and glucocorticoid hormones // Science. 1986. Vol. 223. № 4764. p. 652-654.
  25. Beutler B. Tlr4: central component of the sole mammalian LPS sensor // Current opinion in immunology. 2000. Vol. 12. p. 20-26.
  26. Bonneau R. H. Stress-induced effects on integral immune components involved in herpes simplex virus (HSV)-specific memory cytotoxic T-lym- phocyte activation // Brain, Behavior & Immunity. 1996. Vol. 10. № 2. p. 139-146.
  27. Buckingham J. C. Stress and the neuroendocrine-immune axis: the pivotal role of glucocorticoids and lipocortin-1 H British J. Pharmacol. 1996. Vol. 118. p. 1-19.
  28. Dinarello C. A. Interleukin-1 and interleukin-1 antagonism //Blood. 1991. Vol. 77. p. 1627-1652.
  29. Dinarello C. A. Biologic basis for interleukin-1 in disease //Blood. 1996. Vol. 87. p. 2095-2147.
  30. Dinarello C.A. Induction of interleukin-1 and interleukin-1 receptor antagonist // Seminars in Oncology. 24. 1997. Vol. 3. Suppl. 9. P. S9-81 - S9-93.
  31. Dobbin J.P., Harth M., McCain G. A. et al. Cytokine production and lymphocyte transformation during stress // Brain, Behavior & Immunity. 1991. Vol. 5. p. 339-346.
  32. Dunn A. J. Role of cytokines in infection-induced stress // Ann. N.Y. Acad. Sei. 1993. Vol. 697. p 189-202.
  33. Dunn A. J. Cytokine activation of the HPA axis // Neuroimmunomodulation. Perspectives at the new Millennium / Ed. A. Conti, G. J. M. Maest- roni, S.M. McCann et al. Ann. N.Y. Acad. Sei. 2000. Vol. 917. p. 608-617.
  34. Glaser R., Pearson G. R., Bonneau R. H. et al. Stress and the memory T-cell response to the Epstein-Barr virus (EBV) // Research perspectives in psychoneuroimmunology: IV Boulder. Colorado, 1993. Abstract № 7.
  35. Jankovic B. D., Spector N. H. Effects on the immune system of lesioning and stimulation of the nervous system: neuroimmunomodulation // Enkephalins and endorphins: stress and immune system / Ed. N. P. Plotnikoff et al. New York, 1986. p. 189-220.
  36. Jansky L., Pospisilova D., Honzova S. et al. Immune system of cold-exposed and cold-adapted humans // Eur. J. Appl. Physiol. 1996. Vol. 72. p. 445-451.
  37. Jerne K. N., Nordin A. A. Plaque formation by single antibody-producing cells // Science. 1963. VoL 140. № 3565. p. 405-407.
  38. Kolesnick R. N. Signal transduction through the sphingomyelin pathway // Mol. Chem. Neuropathol. 1994. Vol. 21. p. 287-297.
  39. Kolesnik R. N., Golde D. w. The sphingomyelin pathway in tumor necrosis factor and interleukin-1 signalling // Cell. 1994. Vol. 77. p. 325-328.
  40. Korneva E. A., Barabanova s. V., Golovko O. I. et al. C-fos and gene expression in rat brain cells and splenic lymphocytes after nonantigenic and antigenic stimuli // Neuroimmunomodulation. Perspectives at the new Millennium / Ed. A. Conti, G.J.M. Maestroni, S.M. McCann et al. Ann. N.Y. Acad. Sei. 2000. Vol. 917. p. 197-209.
  41. Lapetina E. G., Soto E. E, De Robert is E. Gangliosides and N-acethyl-cholinesterasc in isolated membranes of the rat brain cortex // Biochem. Biophys. Acta. 1967. Vol. 135. p. 33-43.
  42. Laue G., Dabelic s., Dumic J., Flogel M. Stressing and natural killer cell activity in professional soldiers // Stress of life from molecules to man / Ed. p. Csermely. Ann. N.Y. Acad. Sei. 1998. Vol. 851. p. 526-530.
  43. Lomedico P. T., Gubler R., Hellmann C. P. et al. Cloning and expression of murine interleukin-1 cDNA in Escherichia coll // Nature. 1984. Vol. 312. p. 458-462.
  44. Mathias S., Jaunes A., Кап с. с. et al. Activation of the sphingomyelin Signalling pathway in intact EL4 cells and in a cell-free system by IL-1 beta // Science. 1993. Vol 259. p. 519-522.
  45. Mathias S., Pena L. A., Kolesnick R. N. Signal transduction of stress via ceramide // Biochem J. 1998. Vol. 335. p. 465-480.
  46. Minami M., Kuraishi Y., Yamaguchi T. et al. Immobilization stress induces interleukin-Iß mRNA in the rat hypothalamus // Neurosci. Let. 1991. Vol. 123. p. 254-256.
  47. Nalivaeva N. N., Rybakina E. G., Pivanovich I. Yu. et al. Activation of neutral sphingomyelinase by IL-Iß requires the type I interleukin-1 receptor // Cytokine. 2000. Vol. 12. № 3. p. 229-232.
  48. Nguyen K. T., Deak T., Owens s. M. et al. Exposure to acute stress induces brain interleukin-1 ß protein in the rat H J. Neurocsi. 1998. Vol. 18. № 6. p. 2239-2246.
  49. Padgett D.A., Stark J. L., Sheridan J. F. Neuroendocrine regulation of the immune response: contrasting effects of physical and social stress // Brain and Biodefence / Ed. Y. Oomura. T. Hori Karger. Tokyo. Basel: Japan Scientific Societies Press, 1998. p. 161-170.
  50. Rao B. G., Spence M. W. Sphingomyelinase activity at pH 7.4 in human brain and a comparison to activity at pH 5.0 // J. Lipid Res. 1976. Vol. 17. p. 506-515.
  51. Rosenwasser L.J., Dinarello C. A. Ability of human leukocytic pyrogen to enhance phytohemagglutinin-induced murine thymocyte proliferation//Cell. Immunol. 1981 Vol. 63. № 1. p. 134-142.
  52. Rybakina E. G. Shanin s. N., Kozinets I. A. et al. Cellular mechanisms of cold stress-related immunosuppression and the action of interleukin-1 // Int. J. Tiss. Reac. 1997. Vol. 19. № 3-4. p. 135-140.
  53. Selye H. A syndrome produced by diverse nocuous agents // Nature. 1936. Vol. 138. p. 32-36.
  54. Selye H. The phy siology and pathology of exposure to stress. Montreal: Acta Inc., 1950.
  55. Shintani F., Nakaki T.. Kanba s. et al. Involvement of interleukin-1 in immobilization stress-induced increase in plasma adrenocorticotropic hormone and in release of hypothalamic catecholamines in the rat // J. Neurosci. 1995. Vol. 15. p. 1961-1970.
  56. Solomon G. F. Emotions, stress, the central nervous system and immunity // Ann. N.Y. Acad. Sei. 1969. Vol. 164. № 2. p. 335-343.
  57. Takaki A., Shioda S. Ito K. et al. Non-inflainmatory stress and brain-gut-liver-immune axis // Brain and Biodefence / Ed. Y. Oomura, T. Hori. Karger. Tokyo. Basel: Japan Scientific Societies Press, 1998. p 155-160
  58. Turnbull A. V, Rivier c. L. Regulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis by cytokines: actions and mechanisms of action // Physiol. Rev 1999. Vol.79. № 1. p. 1-71.
  59. VilcekJ., Le J. Immunology of cytokines // The cytokine handbook. 2nd ed. / Ed. A. Thomson. New York: Academic Press, 1994.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2002 Eco-Vector



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».