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Journal de la Société de Biologie, 197 (2), 81–88 (2003)

Les inter-relations entre le système nerveux et le système immunitaire

Relationships between the brain and the immune system : a review

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Robert Dantzer1 et Emmanuelle E. Wollman2

1 INRA-INSERM U394, Bordeaux
2 CNRS, 2, rue Michel-Ange, 75914 Paris Cedex 16 Neurobiologie intégrative INRA-INSERM U394, rue Camille Saint-Saëns, 33077 Bordeaux Cedex. France. Tél. : 05 57 57 37 25. – Fax : 05 56 98 90 29. – E-mail : [email protected]

Résumé

L’idée que le système immunitaire puisse être modulé dans son fonctionnement par le cerveau est issue des théories du stress. Les développements récents de la psychoneuroimmunologie qui vise à l’étude des interactions entre le système nerveux et le système immunitaire ont révélé l’existence de tout un réseau de communications entre ces deux systèmes. Les organes lymphoïdes sont innervés par le système nerveux autonome. Les cellules du système immunitaire présentent à leur surface des récepteurs pour les neurotransmetteurs classiques et les neuropeptides. L’activation de ces récepteurs se traduit par des modifications fonctionnelles des cellules immunes, sous la forme de modifications de la prolifération, du chimiotactisme, de la différenciation ou de la fonction immune des cellules considérées. Au regard de cette circuiterie, il n’est pas étonnant que des lésions cérébrales ou l’exposition à des agressions se traduisent par des altérations des réponses immunes. Ces altérations représentent en fait la contre-partie de la régulation du système immunitaire par le cerveau. Le système nerveux est effectivement capable de suivre l’activité du système immunitaire, par l’intermédiaire des cytokines inflammatoires libérées par les cellules de l’immunité innée et agissant sur le cerveau par l’intermédiaire des nerfs afférents. Les motifs immuns des agents pathogènes sont également capables d’agir sur le cerveau, au niveau des organes circumventriculaires. Dans les deux cas, le signal immun périphérique est relayé par la synthèse et la libération de cytokines inflammatoires dans le cerveau. Celles-ci diffusent à travers le parenchyme cérébral et, en agissant sur leurs cibles neuronales, organisent la composante centrale de la réponse de l’hôte à l’infection, marquée par la fièvre, une activation neuroendocrinienne et le développement du comportement de maladie.

Abstract

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The concept that the brain can modulate activity the immune system stems from the theory of stress. Recent advances in the study of the inter-relationships between the central nervous system and the immune system have demonstrated a vast network of communication pathways between the two systems. Lymphoid organs are innervated by branches of the autonomic nervous system. Accessory immune cells and lymphocytes have membrane receptors for most neurotransmitters and neuropeptides. These receptors are functional, and their activation leads to changes in immune functions, including cell proliferation, chimiotactism and specific immune responses. Brain lesions and stressors can induce a number of changes in the functioning of the immune system. All these changes are not necessarily mediated by the neuroendocrine system. They can also be dependent on autonomic nerve function. The communication pathways that link the brain to the immune system are normally activated by signals from the immune system, and they serve to regulate immune responses. These signals originate from accessory immune cells such as monocytes and macrophages and they are represented mainly by proinflammatory cytokines. Proinflammatory cytokines produced at the periphery act on the brain via two major pathways : (1) a humoral pathway allowing pathogen specific molecular patterns to act on Toll-like receptors in those brain areas that are devoid of a functional blood-brain barrier, the so-called circumventricular areas ; (2) a neural pathway, represented by the afferent nerves that innervate the bodily site of infection and injury. In both cases, peripherally produced cytokines induce the expression of brain cytokines that are produced by resident macrophages and microglial cells. These locally produced cytokines diffuse throughout the brain parenchyma to act on target brain areas so as to organise the central components of the host response to infection (fever, neuroendocrine activation, and sickness behavior).

© Société de Biologie, Paris, 2003

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