Peripheral molecular messages – cytokines and stress hormones – in the context of cognitive aging phenotypes: healthy ageing/depression/dementia

封面

如何引用文章

全文:

详细

Over last years, the world’s aging populations are rising rapidly, and the phenotypes of cognitive insufficiency, such as old age, depression and dementia, are increasing. Search for approaches to discrimination between such phenotypes is extremely relevant. Current studies present compelling evidence of the key role of immune system (its peripheral compartment), and the stress response system in physiological brain health. Therefore, assessment of complex interactions between immune and neuroendocrine systems may be an effective way to differentiate between depression and early stages of dementia in elderly people. Our purpose was to reveal peripheral molecular messages, e.g., cytokines and stress hormones, in the context of cognitive impairment phenotypes: healthy old age/old age depression/dementia. Eighty elderly people were included into groups as follows: “Healthy ageing”, “Dementia”, “Depression”. Levels of certain cytokines: IL-6, IL-1β, TNFα, IFNγ, IL-10, and stress hormones (cortisol, ACTH, dopamine, noradrenaline, and adrenaline) were determined in blood plasma by ELISA. The intergroup differences were evaluated by the Kruskal-Wallis test with Conover-Inman post-hoc pairwise comparisons. For differential diagnostics between the groups of elderly people with varying grades of cognitive impairment, we used linear canonical discriminant analysis performed on the ranks. It has been shown that cognitive insufficiency phenotypes—old age depression and dementia—differ from the healthy ageing phenotype with their high peripheral levels of TNFα cytokine and low levels of IL-1β. The differences between depression in elderly and dementia included lower level of IL-10 in depression (lower than in “Healthy ageing”), and high IL-6 in dementia (compared to “Healthy ageing”). Evaluation of the hypothalamic-pituitary and sympatho-adreno-medullary axes hormones showed hyporesponsiveness of hypothalamic-pituitary axis, regardless of cognitive insufficiency phenotypes, along with activation of sympatho-adreno-medullary axis, i.e., high dopamine level in old age depression with dementia, and high adrenaline level in dementia, than in depression of elderly phenotype and healthy ageing. Such significant differences in the levels of molecular messages, i.e., cytokines and stress hormones among the old age person groups, enabled diagnostic efficacy of 87.5% to differentiate cognitive phenotypes of aging: healthy ageing, old age depression, and dementia.

作者简介

A. Burmistrova

Chelyabinsk State University

Email: burmal@csu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6462-9500

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

454001, Russian Federation, Chelyabinsk, Bratiev Kashirinykh str., 129

俄罗斯联邦

M. Cazaux

Chelyabinsk State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: kholodilina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5683-0597

Postgraduate Student, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology 

454001, Russian Federation, Chelyabinsk, Bratiev Kashirinykh str., 129

Phone: 7 (919) 402-11-20 

俄罗斯联邦

A. Alekseeva

Chelyabinsk State University

Email: 96_anya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2524-8569

Postgraduate Student, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology 

454001, Russian Federation, Chelyabinsk, Bratiev Kashirinykh str., 129

俄罗斯联邦

Yu. Filippova

Chelyabinsk State University

Email: julse@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-5041-6440

PhD (Biology), Associate Professor, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology 

454001, Russian Federation, Chelyabinsk, Bratiev Kashirinykh str., 129

俄罗斯联邦

参考

  1. Byers A.L., Yaffe K. Depression and risk of developing dementia. Nat. Rev. Neurol., 2011, vol. 7, no.6, pp. 323-31.
  2. Franceschi C., Garagnani P., Vitale G., Capri M., Salvioli S. Inflammaging and 'Garb-aging'. Trends Endocrinol. Metab., 2017, vol. 28, no.3, pp. 199-212.
  3. Fulop T., Larbi A., Dupuis G., Le Page A., Frost E.H., Cohen A.A., Witkowski J.M., Franceschi C. Immunosenescence and Inflamm-Aging As Two Sides of the Same Coin: Friends or Foes? Front. Immunol. 2018, vol.8, pp.1960.
  4. Gupta D., Morley J.E. Hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and aging. Compr. Physiol., 2014 vol.4, no.4, pp. 1495-510.
  5. Harada C.N., Natelson Love M.C., Triebel K.L. Normal cognitive aging. Clin. Geriatr. Med., 2013, vol. 29, no. 4, pp. 737-752.
  6. Kipnis J., Gadani S., Derecki N.C. Pro-cognitive properties of T cells. Nat. Rev. Immunol. 2012, vol. 12, no. 9, pp. 663-669.
  7. Krabbe K.S., Pedersen M., Bruunsgaard H. Inflammatory mediators in the elderly. Exp. Gerontol., 2004, vol. 39, no. 5, pp. 687-699.
  8. McHugh D., Gil J. Senescence and aging: Causes, consequences, and therapeutic avenues. J. Cell Biol. 2018, vol. 217, no. 1, pp. 65-77.
  9. McKenna F., McLaughlin P.J., Lewis B.J., Sibbring G.C., Cummerson J.A., Bowen-Jones D., Moots R.J. Dopamine receptor expression on human T- and B-lymphocytes, monocytes, neutrophils, eosinophils and NK cells: a flow cytometric study. J. Neuroimmunol., 2002, vol. 132, no. 1-2, pp.34-40.
  10. Plassman B.L., Langa K.M., McCammon R.J., Fisher G.G., Potter G.G., Burke J.R., Steffens D.C., Foster N.L., Giordani B., Unverzagt F.W., Welsh-Bohmer K.A., Heeringa S.G., Weir D.R., Wallace R.B. Incidence of dementia and cognitive impairment, not dementia in the United States. Ann Neurol., 2011, vol. 70, no. 3, pp. 418-426.
  11. Ruan L., Zhang X., Li R. Recent insights into the cellular and molecular determinants of aging. J. Cell Sci. 2018, vol.131, no.3, pp. jcs210831.
  12. Sapolsky R.M. Doubled-Edged Swords in the Biology of Conflict. Front. Psychol., 2018, vol.9, pp.2625.
  13. Vallejo A.N., Mueller R.G., Hamel D.L. Jr., Way A., Dvergsten J.A., Griffin P., Newman A.B. Expansions of NK-like αβT cells with chronologic aging: novel lymphocyte effectors that compensate for functional deficits of conventional NK cells and T cells. Ageing Res. Rev., 2011, vol. 10, no. 3, pp. 354-61.
  14. Vitlic A., Lord J.M., Phillips A.C. Stress, ageing and their influence on functional, cellular and molecular aspects of the immune system. Age (Dordr), 2014, vol. 36, no. 3, pp. 9631.
  15. Yirmiya R., Goshen I. Immune modulation of learning, memory, neural plasticity and neurogenesis. Brain Behav. Immun., 2011, Vol. 25, no. 2, pp. 181-213.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Burmistrova A.L., Cazaux M.E., Alekseeva A.S., Filippova Y.Y., 2021

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

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».