The role of neuro-immune crosstalk in cold adaptation

Abstract

Cold exposure is increasingly studied for its effects on metabolism and immune function. It activates thermoregulatory mechanisms including peripheral vasoconstriction, stress-hormone signalling, and heat production through shivering and non-shivering thermogenesis, thereby increasing metabolic demands. Current evidence suggests that cold exposure influences immunity through adaptive thermogenesis, sympathetic signalling, and energetic trade-offs between thermoregulation and immune activity. Acute cold exposure may transiently enhance immune cell mobilisation, whereas prolonged or intense cold stress more commonly promotes anti-inflammatory or immunosuppressive effects mediated by catecholamines, glucocorticoids and altered cytokine signalling. Brown adipose tissue activation may further affect immunity through increased energy expenditure and competition for metabolic resources. These mechanisms may have clinical relevance in autoimmunity and cancer, where both beneficial and adverse effects on disease progression have been reported. Overall, the effects of cold exposure on immunity appear complex and dependent on duration, intensity, or disease context, highlighting the need for further research. This thesis therefore focuses on the neuroimmune interactions during cold adaptation, especially...

Vystavování chladu je stále častěji zkoumáno z hlediska jeho vlivu na metabolismus a imunitní funkce. Chlad aktivuje termoregulační mechanismy, včetně periferní vasokonstrikce, hormonální stresové signalizace a tvorby tělesného tepla prostřednictvím třesové i netřesové termogeneze, což zvyšuje metabolické nároky organismu. Současné poznatky naznačují, že vystavení chladu ovlivňuje imunitní funkce prostřednictvím adaptivní termogeneze, signalizace sympatického nervového systému a energetických trade-off mezi termoregulací a imunitní odpovědí. Akutní expozice chladu může přechodně zvyšovat mobilizaci imunitních buněk, zatímco dlouhodobé nebo intenzivní působení chladu častěji vede protizánětlivým nebo imunosupresivním účinkům zprostředkovaným katecholaminy, glukokortikoidy a změnami v cytokinové signalizaci. Aktivace hnědé tukové tkáně může dále ovlivňovat imunitu skrze zvýšený energetický výdej a konkurenci o metabolické zdroje. Tyto mechanismy mohou být klinicky relevantní pro autoimunitu a rakovinu, kde byly pozorovány jak pozitivní, tak negativní účinky na vývoj nemoci. Celkově jsou účinky chladu na imunitu komplexní a závislé na délce, intenzitě, i charakteru onemocnění, což zdůrazňuje potřebu dalšího výzkumu. Proto se tato práce věnuje neuroimunitním interakcím během adaptace na chlad, zvlášť...