Мужские половые гормоны могут защищать лёгкие от астмы через нервную систему

Учёные обнаружили возможный механизм, объясняющий, почему после полового созревания астма у юношей нередко становится менее выраженной, тогда как у девушек и женщин заболевание встречается чаще и может протекать тяжелее. Результаты экспериментов показали, что мужские половые гормоны способны уменьшать аллергическое воспаление в лёгких, воздействуя не непосредственно на иммунные клетки, а на связанную с лёгкими нервную систему.

Исследование было проведено на молодых мышах и опубликовано в научном журнале Science Immunology. Авторы работы установили, что андрогены, к которым относится тестостерон, стимулируют развитие симпатических нервных волокон в лёгких. Эти нервы выделяют норадреналин — нейромедиатор, способный подавлять чрезмерную иммунную реакцию и связанное с ней воспаление дыхательных путей.

Астма представляет собой хроническое заболевание, при котором дыхательные пути периодически воспаляются и сужаются. Приступы могут сопровождаться кашлем, хрипами, одышкой и чувством сдавленности в груди. Заболевание встречается у людей любого возраста, однако часто начинается ещё в детстве.

Врачи давно замечают необычную возрастную закономерность. До начала полового созревания астма чаще диагностируется у мальчиков. Затем ситуация меняется: у части юношей симптомы ослабевают, в то время как среди девушек и взрослых женщин заболевание становится более распространённым и нередко протекает тяжелее. Предполагалось, что причиной могут быть изменения уровня половых гормонов, однако точный биологический механизм этого явления оставался неясным.

Эксперимент с аллергеном пылевых клещей

Чтобы изучить влияние гормональных изменений, исследователи использовали молодых мышей, вступающих в период полового созревания. Начиная с 15-дневного возраста животным на протяжении трёх недель вводили через нос экстракт клещей домашней пыли. Это один из наиболее распространённых бытовых аллергенов, способных провоцировать приступы астмы у людей.

Воздействие аллергена вызвало у мышей воспаление лёгких, напоминающее некоторые признаки аллергической астмы. Реакция возникла у животных обоих полов, однако у молодых самцов воспаление оказалось значительно слабее, а количество иммунных клеток, участвующих в аллергическом процессе, было меньше, чем у самок.

Для проверки роли половых гормонов учёные удалили у части животных половые железы непосредственно перед началом полового созревания. После прекращения естественной выработки андрогенов самцы утратили свою защиту: воспаление в лёгких стало гораздо более выраженным. Когда таким животным вводили тестостерон, аллергическая реакция снова ослабевала.

Дальнейшие наблюдения показали, что гормон воздействовал прежде всего не на иммунные клетки. Анализ нервных центров, связанных с лёгкими, при помощи секвенирования РНК выявил усиление активности генов, отвечающих за развитие и разветвление нервных волокон.

Как гормоны, нервы и иммунитет работают вместе

Во время полового созревания уровень андрогенов у самцов повышался. Гормоны связывались с андрогенными рецепторами на симпатических нейронах и стимулировали рост нервных окончаний в лёгких. В результате формировалась более плотная и разветвлённая нервная сеть, чем у самок.

Эти нервные волокна выделяли норадреналин. Он действовал как естественный ограничитель, подавляя воспаление второго типа — разновидность иммунной реакции, связанную с аллергией, астмой, накоплением эозинофилов и усиленной выработкой слизи.

Чтобы подтвердить этот механизм, исследователи вывели генетически модифицированных мышей, у которых андрогенные рецепторы отсутствовали только в симпатических нейронах. Уровень половых гормонов у животных оставался нормальным, однако нервные волокна в лёгких развивались хуже. После контакта с аллергеном у таких мышей возникали сильное воспаление и обильное образование слизи в дыхательных путях.

Таким образом, учёные описали своеобразную эндокринно-нейроиммунную ось — систему взаимодействия гормонов, нервных волокон и иммунных клеток. Андрогены стимулировали развитие нервной сети, нервы выделяли норадреналин, а тот, в свою очередь, сдерживал аллергическое воспаление. [Исследование опубликовано в Science Immunology](https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.aed0186).

До нового лечения ещё далеко

Полученные результаты помогают объяснить, почему течение астмы может меняться после полового созревания и отличаться у мужчин и женщин. Кроме того, открытие указывает на потенциальное направление для разработки методов лечения, воздействующих на отдельные звенья связи между нервной и иммунной системами.

Однако пока механизм подтверждён только в экспериментах на мышах. Неизвестно, работает ли он таким же образом у человека и насколько большую роль играет в развитии различных форм астмы. Результаты также не означают, что тестостерон можно использовать для самостоятельного лечения заболевания: гормон влияет на многие органы и системы и способен вызывать серьёзные нежелательные последствия.

Следующим этапом работы станет изучение этой системы у людей, а также наблюдение за тем, как взаимодействие гормонов, нервов и иммунных клеток меняется от детства к половому созреванию и взрослому возрасту. Если механизм подтвердится, он может помочь создавать более точные методы контроля аллергической астмы с учётом возраста и пола пациента.