Цитокины

Клеточно-опосредованный иммунитет

Рис. 1.3. Рецепторы для антигена, экспрессируемые как трасмембранные молекулы на В- и Т-лимфоцитах

  • Взаимодействие с В-клетками для увеличения продукции антител. Такие Т-клетки действуют путем высвобождения цитокинов, которые обеспечивают подачу различных активирующих сигналов В-клеткам. Как указывалось ранее, цитокины являются растворимыми веществами или медиаторами, высвобождаемыми клетками; такие медиаторы, высвобождаемые лимфоцитами, называются лимфокинами. Группе цитокинов с низкой молекулярной массой дали название хемокины. Они, как указывается далее, участвуют в воспалительной реакции.
  • Участие в реакциях воспаления. После активации определенная субпопуляция Т-клеток высвобождает цитокины, индуцируя миграцию и активацию моноцитов и макрофагов, что приводит к возникновению так называемых воспалительных реакций гиперчувствительности замедленного типа. Эту субпопуляцию Т-клеток, участвующих в реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), иногда называют Тгзт или просто Тн.
  • Цитотоксические эффекты. Т-клетки особой субпопуляции становятся цитотоксическими клетками-киллерами, которые при контакте со своей мишенью способны нанести удар, ведущий к гибели клетки-мишени. Эти Т-клетки называют цитотоксическими Т-клетками (Тс). В отличие от Тн-клеток они экспрессируют молекулы CD8 на своих мембранах и поэтому называются СD8+-клетками.
  • Регуляторные эффекты. Хелперные Т-клетки могут быть разделены на две различные функциональные подгруппы в соответствии с цитокинами, которые они высвобождают. Как вы узнаете из следующих глав, эти субпопуляции (Тн1 и Тн2) обладают различными регуляторными свойствами, которые передаются посредством высвобождаемых ими цитокинов. Более того, Тн1 -клетки могут негативно перекрестно влиять на Тн2-клетки, и наоборот. У другой популяции регуляторных или Т-клеток-супрессоров отмечается коэкспрессия CD4 и CD25 (CD25 является α-цепью рецептора интелейкина-2. Регуляторная активность этих СD4+/СD25+-клеток и их роль в активном подавлении аутоиммунитета обсуждается в гл. 12.
  • Эффекты цитокинов. Т-клетки и другие клетки иммунной системы (например, макрофаги) оказывают различное воздействие на многие клетки, лимфоидные и нелимфоидные, посредством разных цитокинов, которые они высвобождают. Таким образом, прямо или косвенно Т-клетки связываются и взаимодействуют с множеством типов клеток.

Цитокины и их влияние на другие клетки

Цитокины воздействуют, в частности, на:

  • Лимфоциты B – клетки иммунной системы, ответственные за гуморальный иммунный ответ, т.е. выработку антител;
  • Т-лимфоциты – клетки иммунной системы, ответственные за клеточный иммунный ответ; они производят, в частности, лимфоциты Th1 и Th2, между которыми наблюдается антагонизм; Th1 поддерживают ответ клеток и Th2 гуморальный ответ; цитокины Th1 влияют отрицательно на развитие Th2, и наоборот;
  • NK-клетки – группа клеток иммунной системы, которая отвечает за явления естественной цитотоксичности (токсическое воздействие на цитокины, которое не требуют стимуляции специфических механизмов в форме антител);
  • Моноциты – морфологические элементы крови, их называют белые кровяные клетки;
  • Макрофаги представляют собой популяцию клеток в иммунной системе, которая исходит от предшественников моноцитов крови; они действуют как в процессах врожденного иммунитета, так и приобретенного (адаптивного);
  • Гранулоциты – тип белых кровяных клеток, проявляющих свойства фагоцитов, что следует понимать, как способность поглощать и уничтожать бактерий, мертвые клетки, некоторые вирусы.

Провоспалительные цитокины

Провоспалительные цитокины участвуют в регуляции иммунного ответа и гемопоэза (процесс производства и дифференциации морфотических элементов крови) и инициируют развитие воспалительной реакции. Их часто называют иммунотрансмиттерами.

В числу основных провоспалительных цитокинов относят:

  • TNF или фактор некроза опухоли, ранее называвшиеся кекцин. Под этим названием находится группа белков, которые определяют активность лимфоцитов. Они могут вызвать апоптоз, естественный процесс запрограммированной смерти раковых клеток. Выделяют TNF-α и TNF-β.
  • IL-1, т.е. интерлейкин 1 . Это один из основных регуляторов воспалительного иммунного ответа. Особенно активно участвует в воспалительных реакциях кишечника. Среди 10 его разновидностей выделяют IL-1α, IL-1β, IL-1γ. В настоящее время он описывается как интерлейкин 18.
  • IL-6, то есть интерлейкин 6, который обладает плейотропным или многонаправленным эффектом. Его концентрация увеличивается в сыворотке пациентов с язвенным колитом. Он стимулирует гемопоэз, демонстрируя синергию с интерлейкином 3. Стимулирует дифференцировку В-лимфоцитов в плазматические клетки.

Противовоспалительные цитокины

Противовоспалительные цитокины уменьшают воспалительный ответ за счет подавления выработки провоспалительных цитокинов моноцитами и макрофагами, особенно IL-1, IL-6, IL-8.

Среди основных противовоспалительных цитокинов упоминают, в частности, IL-10, то есть интерлейкин 10 (фактор, тормозящий синтез цитокинов), IL 13, IL 4, который в результате индукции секреции цитокинов, влияющих на кроветворение, имеет положительное влияние на производство клеток крови.

Функции

Основная функция хемокинов состоит в контроле клеточной миграции. Клетки, мигрирующие под влиянием хемокинов, следуют градиенту концентрации сигнала по направлению к его источнику. Одни хемокины контролируют клетки иммунной системы, направляя лимфоциты к лимфатическим узлам для того, чтобы те отслеживали проникающие в организм патогены за счёт взаимодействия с антиген-представляющими клетками. Это — гомеостатические хемокины, секретирующиеся постоянно и не нуждающиеся для этого в особых сигналах. Другая группа хемокинов участвует в развитие ткани, в частности, стимулируя ангиогенез, т.е. рост новых кровеносных сосудов, или направляя клетки в соответствующие ткани, где они дифференцируются. Наконец, воспалительные хемокины выделяются многими клетками в ответ на бактериальную инфекцию, вирусы или другие повреждающие агенты (например, кристаллы мочевой кислоты, образующиеся при подагре). Секреция этих хемокинов стимулируется провоспалительными цитокинами, такими как интерлейкин 1. Воспалительные хемокины рекрутируют лейкоциты, моноциты и нейтрофилы из кровотока в очаг воспаления. Направленная миграция, хемотаксис клеток, экспрессирующих рецептор, идёт вдоль вектора нарастания хемокинового градиента. Определённые хемокины могут инициировать иммунный ответ или стимулировать заживление раны. Хемокины секретируются активированными эндотелиальными и эпителиальными клетками, фибробластами, нейтрофилами и моноцитами и некоторыми другими клетками.

Можно ли остановить цитокиновый шторм?

Цитокиновый шторм можно остановить только в условиях клиники, но это удается сделать не всегда. Во время выработки огромного количества цитокинов может возникнуть полиорганная недостаточность и, как следствие, смерть пациента. Гиперцитокинемия является одной из причин смертей во время гриппа, цитокиновым штормом ряд ученых объясняет, в частности, большое количество жертв среди молодых людей во время эпидемии «испанки» — пандемии гриппа 1918 года.

Как показывают результаты исследований, необходимо вовремя определять время начала такого шторма, а сделать это возможно исключительно при помощи анализа крови. В условиях нынешней пандемии коронавируса медики применяют различные препараты, в частности, тоцилизумаб и гидроксихлорохин (иммунодепрессанты), которые имеют свойство приглушать активность специфических цитокинов.

Виды опухолевых антигенов

Продукты генов нормальных клеток

семейство белковых антигенов, ассоциированных с меланомой (melanoma-associated antigen — MAGE)Таблица 19.1. Виды опухолевых антигенов

Вид Тип антигена Название антигена Вид опухолей
Продукты нормальных
клеточных генов:
эмбриональные Онкофетальные антигены MAGE-1 Несколько
MAGE-2 Несколько
Раковоэмбриональный Рак легких, поджелудочной
антиген железы, молочной железы,
ободочной кишки, желудка
а-Фетопротеин Рак печени, яичка
дифференцировочные Нормальные внутриклеточные ферменты Простатоспецифический Рак простаты
антиген
Тирозиназа Меланома
Онкопротеин HER-2/neu Рак молочной железы,
яичников
Углеводород Антиген Льюиса Лимфома
клональная амплификация Идиотип иммуноглобулина Специфические антитела Лимфома
клона В-клеток
Продукты мутировавших
клеточных генов:
точечные мутации Продукт онкогена Мутантные белки RAS Несколько
Продукт гена-супрессора Мутантный р53 Несколько
Циклинзависимая киназа Мутантная циклинзави- Меланома
симая киназа 4
Продукты вирусного гена:
трансформирующий Ядерные белки Белки Е6 и Е7 вируса Рак шейки матки
вирусный ген папилломы человека

раковоэмбриональный антиген (РЭА)а-фетопротеин (аФП)

Опухолевые антигены, кодируемые онкогенами

Таблица 19.2. Активация клеточных протоонкогенов при опухолях человека

Протоонкогены Механизм активации Изменение хромосом Ассоциированный вид опухоли
с-тус Генетическая реаранжировка Транслокация: 8—14, 8 — 2 или 8 — 22 Лимфома Беркитта
с-аbl Генетическая реаранжировка Транслокация 9 — 22 ХМЛ
c-H-ras Точечная мутация Рак мочевого пузыря
c-K-ras Точечная мутация Рак легких или ободочной кишки
N-myc Амплификация гена Нейробластома

цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ)

Иммунологические факторы, влияющие на частоту возникновения рака

Таблица 19.3. Злокачественные новообразования, частота которых повышена у людей с иммунодефицитом

Тип иммунодефицита Опухоль Ассоциированный вирус
Первичный (врожденный) Гепатоцеллюлярный рак
В-клеточная лимфома
Гепатита В
Эпштейна — Барр
Вторичный, вызванный лекарствами В-клеточная лимфома
Плоскоклеточный рак (кожа) Гепатоцеллюлярный рак
Рак шейки матки
Эпштейна — Барр
Папилломы человека Гепатита В
Папилломы человека
СПИД

Гепатоцеллюлярный рак

Рак прямой кишки или полости рта

В-клеточная лимфома

Гепатита В
Папилломы человека
Эпштейна — Барр

канцерогенами

Опубликовал

Источники и активность иммунорегуляторных цитокинов

Таблица 11.1. Некоторые цитокины и их функции

Цитокин
Продуцирующая клетка
Основная функция
Интерлейкины
IL-1 Моноциты, многие другие типы клеток

Вызывает лихорадку, стимулирует синтез острофазных белков, способствует пролиферации Тн2-клеток

IL-2

Тн0- и Тн1-клетки

Фактор роста Т-клеток
IL-3

1н-клетки, NK-клетки, тучные клетки

Фактор роста гемопоэтических клеток
IL-4

Тн2-, СD4+-Т-клетки, тучные клетки

Фактор роста В-клеток и Тн2-СD4+-Т-клеток, способствует синтезу IgE и IgG, угнетает Tн1-CD4+-T-клетки

IL-5

Тн2-клетки, тучные клетки

Стимулирует рост и секрецию иммуноглобулинов В-клетками, фактор роста и дифференцировки эозинофилов
IL-6 Т-клетки, многие другие типы клеток Индуцирует синтез белков острой фазы, активацию Т-клеток и продукцию IL-2; стимулирует продукцию иммуноглобулинов В-клетками и рост гемопоэтических клеток-предшественников
IL-7 Костный мозг, стромальные клетки тимуса, некоторые Т-клетки Фактор роста предшественников Т- и В-клеток
IL-9 Т-клетки Активация тучных клеток
IL-10

Тн2-клетки, макрофаги

Угнетает образование Тн1 -клеток и функцию макрофагов

TL-11 Фибробласты Стимулирует рост мегакариоцитов (предшественников тромбоцитов)
IL-12 В-клетки и макрофаги

Активирует NK-клетки и обеспечивает образование Тн1-СD4+-Т-клеток

IL-13 Т-клетки Свойства, общие с IL-4 (например, переключает синтез иммуноглобулинов на класс Е), но не влияет на Т-клетки; фактор роста для В-клеток человека
IL-14 Т-клетки Участвует в формировании В-клеток памяти
IL-15 Т-клетки и эпителиальные клетки Фактор роста NK- и Т-клеток; свойства похожи на IL-2
IL-16 Т-клетки, эозинофилы, тучные клетки Хемоаттрактант для Т-клеток, провоспалительный цитокин
IL-17 Т-клетки Индуцирует секрецию провоспалительных цитокинов, обеспечивает дифференцировку гемопоэтических клеток-предшественников
IL-18 Макрофаги, моноциты, дендритные клетки, многие другие типы клеток Индуцирует продукцию IFNy; усиливает литическую активность NK-клеток
IFNy

Тн1-клетки

Активирует NK-клетки и макрофаги; угнетает Тн2-СD4+-Т-клетки; стимулирует экспрессию молекул МНС II класса на клетках многих типов

TGFβ Лимфоциты, макрофаги, тромбоциты тучные клетки Увеличивает продукцию IgA; угнетает активацию моноцитов и субпопуляций Т-клеток; активирует рост фибробластов и заживление ран
Факторы некроза опухоли
TNFα Макрофаги, тучные клетки Участвует в воспалительных ответах; активирует эндотелиальные клетки и другие клетки иммунной и неиммунных систем; индуцирует лихорадку и септический шок

TNFβ (лимфотоксин)

Т-клетки

Участвует в воспалительных ответах; также играет роль при уничтожении клеток-мишеней цитотоксическими CD8+-T-клетками

Колониестимулирующие факторы
ГМ-КСФ Т-клетки, моноциты Обеспечивает рост гранулоцитов и макрофагов, а также рост дендритных клеток в культуре
М-КСФ Т-клетки, моноциты Способствует росту макрофагов
Г-КСФ Т-клетки, моноциты Способствует росту гранулоцитов

Примечание.Г-КСФ — гранулоцитарный колониестимулирующий фактор; ГМ-КСФ — гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор; IFN — интерферон; Ig — иммуноглобулин; IL — интерлейкин; М-КСФ — макрофагальный колониестимулирующий фактор; МНС — главный комплекс гистосовместимости; NK — натуральный киллер; TGF — трансформирующий фактор роста; Тн — T-клетка-хелпер; TNF — фактор некроза опухоли.

Функции[править | править код]

По выполняемым функциям хемокины подразделяют на две группы:

  • Гомеостатические, или базальные, хемокины постоянно вырабатываются некоторыми тканями и необходимы для базальной миграции лейкоцитов. К числу гомеостатических хемокинов относятся , , , , , , CXCL12 и . Впрочем, некоторые гомеостатические хемокины могут работать и как воспалительные, например, CCL20.
  • Воспалительные хемокины выделяются при патологических состояниях под действием провоспалительных стимулов, таких как интерлейкин IL-1, фактор некроза опухоли α (TNF-α), липополисахариды и вирусы. Воспалительные хемокины активно участвуют в воспалительном ответе, привлекая иммунные клетки к очагу воспаления. Примером воспалительных хемокинов могут служить CXCL8, CCL2, , , , и .

Главная функция хемокинов заключается в управлении миграцией лейкоцитов () в нужные ткани. Гомеостатические хемокины образуются в тимусе и лимфоидных тканях. Наиболее хорошо гомеостатическую функцию хоуминга иллюстрируют хемокины CCL19 и CCL21, которые экспрессируются в лимфатических узлах и лимфатическими эндотелиальными клетками, а их  — CCR7 — экспрессируется клетками органа, в который нужно направить лейкоциты. С их помощью в ходе адаптивного иммунного ответа антигенпрезентирующие клетки привлекаются в лимфоузлы. Другой рецептор гомеостатических хемокинов, CCR9, направляет лейкоциты к кишечнику,  — к коже, а CXCR5 способствует миграции B-лимфоцитов в лимфоузлы. Гомеостатический хемокин CXCL12, также известный как SDF-1, постоянно продуцируется костным мозгом и способствует пролиферации предшественников B-лимфоцитов в нём.

Воспалительные хемокины образуются в больших количествах в ходе инфекции или при повреждении тканей и обеспечивают миграцию воспалительных лейкоцитов в поражённую область. Типичным примером воспалительного хемокина может служить CXCL8, который функционирует как хемоаттрактант для нейтрофилов.

Хемокины, образуемые клетками определённой ткани, связываются с молекулами на эндотелиальных клетках, выстилающих посткапиллярные венулы. Благодаря этому хемокины могут быть встречены лейкоцитами, которые связаны с эндотелиальными клетками посредством молекул адгезии. Благодаря связи с эндотелием достигается высокая локальная концентрация хемокинов, вследствие чего они получают возможность связаться с рецепторами хемокинов на лейкоцитах. Связывание хемокинов с рецепторами на поверхности лейкоцитов усиливает их адгезию к эндотелиальным клеткам, что необходимо для дальнейшего выхода лейкоцита из сосуда во внешнюю ткань. Кроме того, хемокины, продуцируемые внесосудистыми тканями, образуют градиент концентрации, по которому лейкоциты движутся по ткани к очагу воспаления (этот процесс называют ).

Хемокины играют важную роль в развитии лимфоидных органов. Именно при помощи хемокинов B- и T-лимфоциты занимают строго определённые зоны в пределах лимфатического узла.

Как обеспечить здоровый баланс цитокинов

Цитокины являются важной темой научных исследований, которые продолжаются, но до сих пор кажется, что здоровая диета, богатая полезными питательными веществами, физические упражнения и снижение стресса, могут помочь в поддержании здорового баланса цитокинов в организме. Предполагается, что цитокины обычно зависят от состояния питания

Хронический дефицит питательных веществ отрицательно влияет на наш иммунный ответ, который включает снижение выработки и активности цитокинов. Поэтому соблюдение диеты с целебными продуктами с большим количеством противовоспалительных продуктов является ключевым способом повышения цитокинового статуса нашего организма

Предполагается, что цитокины обычно зависят от состояния питания. Хронический дефицит питательных веществ отрицательно влияет на наш иммунный ответ, который включает снижение выработки и активности цитокинов. Поэтому соблюдение диеты с целебными продуктами с большим количеством противовоспалительных продуктов является ключевым способом повышения цитокинового статуса нашего организма.

Исследования in vitro также показали, что экстракт корицы повышает уровень интерлейкина-10, одновременно подавляя провоспалительные цитокины на экспериментальных моделях индуцированного воспалительного заболевания кишечника.

Есть также продукты, которые вы хотите избегать, особенно рафинированный сахар. Как указывает Фонд Артрита, исследования показали, что обработанные сахара вызывают выброс воспалительных цитокинов.

Исследование, опубликованное в Журнал Физиологии смотрел на эффекты длительных физических нагрузок на провоспалительные и противовоспалительные цитокины. Исследователи обнаружили, что в то время как физические упражнения увеличивали некоторые провоспалительные цитокины, уровни противовоспалительного интерлейкина-10 в плазме показали 27-кратное увеличение сразу после тренировки, и ингибиторы цитокинов также высвобождались. Таким образом, в целом, исследование предполагает, что физические упражнения могут увеличить противовоспалительные цитокины, которые помогают уменьшить воспалительный ответ, который может возникнуть в результате длительной напряженной активности.

Исследования показали, что вначале стресс может вызывать подавление воспалительных цитокинов и активацию противовоспалительных цитокинов. Однако длительный хронический стресс дополнительно увеличивает провоспалительные цитокины, которые затем приводят к воспалительным реакциям и в конечном итоге могут вызывать различные заболевания. Так что это еще одна причина ежедневно практиковать естественные снятия стресса.

Тем, кто страдает от цитокиновых бурь, следует немедленно обратиться к врачу. Лечение этого состояния обычно включает введение лекарств, которые нейтрализуют определенные цитокины, включая TNF. Также изучаются другие подходы, включая лекарственную терапию, которая модулирует иммунную функцию для предотвращения выхода из-под контроля цитокинов.

Какие цитокины?

Простое определение цитокинов: группа белков, созданных иммунной системой, которые действуют как химические мессенджеры. Цитокины представляют собой белки, пептиды или гликопротеины, секретируемые лимфоцитами и моноцитами, которые регулируют иммунные ответы, гемопоэз и развитие лимфоцитов.

Эти маленькие белки действуют как посредники между клетками, что является действительно серьезной проблемой, поскольку включает в себя передачу жизненно важной информации, которая влияет на многие вещи в организме, от эмбрионального развития до модуляции структуры кости и поддержания гомеостаза. Цитокины, вероятно, наиболее известны своей ключевой ролью в качестве медиаторов и регуляторов воспалительных реакций

Они на самом деле способны стимулировать движение клеток к участкам инфекции, травм и воспалений.

Цитокины секретируются другими типами клеток в высоких концентрациях и могут влиять либо на клетку происхождения (аутокринное действие), на ближайшие к ним клетки (паракринное действие) или на отдаленные клетки (эндокринное или системное действие). В целом, они могут действовать синергически (работая вместе) или антагонистически (действуя в оппозиции). Есть несколько разных групп или семей, которые структурно похожи, но имеют различные функции.

Имейте в виду, что хотя цитокины абсолютно необходимы для иммунной функции, чрезмерное количество может фактически стать опасным. Цитокиновый шторм, также известный как гиперцитокинемия или синдром высвобождения цитокинов, является состоянием, вызванным скачком в выработке воспалительных белков.

Этот феномен первоначально наблюдался врачами, лечившими случай заболевания «трансплантат против хозяина» в 1993 году, но с тех пор наблюдался во многих других состояниях, включая панкреатит, птичий грипп и натуральную оспу.Грипп также считается одним из немногих состояний, способных вызвать цитокиновый шторм, и может объяснять катастрофические последствия пандемии гриппа 1918 года.

Хотя исследователям до сих пор неясно, что именно вызывает цитокиновый шторм, считается, что он срабатывает, когда иммунная система сталкивается с новым патогенным захватчиком, вызывающим стремительный рост производства цитокинов. Это может привести к значительному повреждению клеток, тканей и органов и может вызвать серьезные побочные эффекты, включая лихорадку, усталость, отек, тошноту и, в тяжелых случаях, недостаточность органов и смерть.

Структура

Хемокины образуют характерную структуру «греческий ключ», стабилизированную дисульфидными связями между консервативными остатками цистеина

Для хемокинов характерен ряд структурных особенностей. Все представители этого семейства представляют собой относительно маленькие полипептиды массой от 8 до 10 кДа. Они идентичны друг другу примерно на 20—50 % по аминокислотным последовательностями и друг другу. Общим для хемокинов является наличие нескольких консервативных аминокислотных остатков, которые играют ключевую роль в поддержании их пространственной структуры. Это, прежде всего, четыре остатка цистеина, которые образуют друг с другом дисульфидные связи, так что молекула хемокина приобретает характерную структуру, известную как «греческий ключ». Внутримолекулярные дисульфидные связи, как правило, образуются между первым и третьим, а также вторым и четвёртым остатками цистеина (номера даны по тому, в каком порядке они встречаются по ходу полипептидной цепи от N-конца к C-концу). Как правило, хемокины первоначально синтезируются в виде пропептидов (пептидов-предшественников), начинающихся с сигнального пептида длиной около 20 аминокислотных остатков (а. о.). При выделении хемокинов из клетки сигнальный пептид удаляется, и хемокин становится зрелой функциональной молекулой. В молекуле хемокина первые два остатка цистеина, образующие внутримолекулярные дисульфидные связи, располагаются недалеко от N-конца близко друг к другу, третий остаток цистеина находится в центральной части полипептидной цепочки, а четвёртый — вблизи C-конца (у хемокинов семейства C на N-конце присутствует только один остаток цистеина). После двух первых остатков цистеина в молекуле хемокина находится петля, состоящая из приблизительно 10 а. о. и известная как N-петля. После неё идёт спираль типа из одного витка, три β-листа и концевая α-спираль. Эти спирали и листы соединяются петлевидными участками, известными как 30s-, 40s- и 50s-петли. Третий и четвёртый остатки цистеина располагаются в петлях 30s и 50s соответственно.

Провоспалительные цитокины

Цитокины, обладающие провоспалительной активностью, начинают секретироваться в организме в результате повреждения или проникновения инфекционного агента. Их вырабатывают активированные лимфоциты, клетки моноцитарного ряда, дендритные клетки и др. Наиболее важными представителями этой группы цитокинов являются:

  • интерлейкин-1;
  • интерлейкин-6;
  • фактор некроза опухоли α;
  • интерлейкин-17 и 18.

Цитокины, ответственные за воспалительную реакцию, синтезируются и секретируются в патологический очаг достаточно быстро. Они появляются там уже в течение часа и начинают оказывать свое действие, формируя зону воспаления:

  • индуцируют экспрессию мембранных рецепторов, чувствительных к факторам воспаления;
  • усиливают перемещение лейкоцитов из кровеносного русла в патологический очаг;
  • стимулируют синтез других цитокинов со сходным действием;
  • вызывают лихорадку;
  • повышают продукцию белковых субстанций острой фазы воспаления;
  • активируют деятельность нервной системы и желез внутренней секреции.

Следует отметить, что в высоких концентрациях эти вещества способны вызывать патологические реакции. Наиболее ярким их примером является септический шок.

Интерлейкин-1 объединяет в себе около 11 классов белковых молекул. 5 из них являются акивными цитокинами, функции остальных не известны. Мишенями для интерлейкина-1 могут быть любые клетки организма, однако в наибольшей степени к нему чувствительны:

  • эндотелий сосудов;
  • лейкоциты;
  • хондроциты;
  • эпителиальные клетки;
  • нервная ткань.

Под его влиянием в организме реализуется более 50 видов биологических реакций. Он активирует все провоспалительные гены, вызывает миграцию клеток лейкоцитарного ряда в очаг воспаления, повышая при этом их фагоцитарную активность и бактерицидное действие. Также он воздействует на сосудистый тонус и кровообращение в этой области. Кроме того, интерлейкин-1 оказывает множественные системные эффекты:

  • воздействует на гипоталамус и вызывает температурную реакцию;
  • принимает участие в развитии общих проявлений воспалительного процесса (общая слабость, адинамия, плохой аппетит, сонливость);
  • усиливает гемопоэз;
  • стимулирует выход гранулоцитов из кроветворной зоны костного мозга;
  • при поражении хрящевой и костной ткани может вызывать их деструкцию и др.

Интерлейкин-6 является цитокином широкого действия. Он принимает участие в индукции практически всего комплекса местных воспалительных реакций, но действие его слабее, чем интерлейкина-1 или ФНО-α. Однако он не повышает продукцию других цитокинов, а наоборот, угнетает ее, сочетая таким образом в себе противоположные свойства про- и противовоспалительных цитокинов.

Фактор некроза опухоли α вырабатывается в организме преимущественно клетками моноцитарно-макрофагальной системы. Этот цитокин имеет достаточно широкий спектр активности. Он первым появляется в крови после индукции воспаления (среди всех провоспалительных цитокинов). Его действие сходно с эффектами интерлейкина-1, однако является более выраженным. Он также усиливает экспрессию молекул адгезии, синтез различных факторов воспаления, ускоряет перемещение лейкоцитов и активирует их. Кроме того, он усиливает бактериальный потенциал фагоцитов и стимулирует рост и развитие фибробластов. При повышенной местной концентрации ФНО-α происходит повреждение тканей, а при возрастании его концентрации в крови развиваются тяжелые токсические эффекты.

Последние мысли

  • Какие цитокины? Группа белков, созданных иммунной системой, которые действуют как химические мессенджеры.
  • Существует несколько семейств этих сигнальных белков, включая воспалительные или противовоспалительные.
  • Они особенно важны для иммунной функции и воспалительных реакций.
  • Исследования продолжаются, но пока что текущие или потенциальные выгоды включают в себя:
    • Усилитель иммунной системы
    • Артрит обезболивающее
    • Обезболивающее
    • Воспаление спокойнее
    • Боец рака
  • Способы поощрения здорового функционирования и баланса включают здоровую диету, основанную на цельных продуктах, которая загружена противовоспалительными продуктами и исключает воспалительные продукты, такие как сахар. Снижение стресса, в том числе регулярные физические упражнения, также могут способствовать поддержанию оптимального цитокинового статуса.

Цитокины различаются по строению, биологической активности и другим свойствам. Однако все цитокины обладают общими свойствами. В основном они низкомолекулярны (средняя Мм менее 30 кД):

1. вырабатываются клетками в низкой концентрации (пг/мл), непостоянно, а в ответ на активирующий стимул

2. участвуют в иммунных и воспалительных реакциях, регулируя их продолжительность и силу.

3. одни и те же цитокины вырабатываются различными клетками ( это свойство называется избыточностью)

4. одни и те же цитокины могут действовать на различные клетки-мишени, регулируя их функции (плейотропность)

5. цитокины оказывают свое действие через рецепторы на поверхности клеток-мишеней (связывание цитокина с рецептором к активации клетки, ее пролиферации, дифференцировки или гибели)

6. цитокины работают по принципу сети: индуцируют секрецию друг друга (каскадность действия), действуют как синергисты (примером может служить стимуляция воспалительных реакций ИЛ-1, 6 и ФНО) или антагонисты (гамма- ИФН тормозит выработку IgE В-лф.)

7. цитокины действуют как паракринные, аутокринные или эндокринные факторы регуляции функций клеток-мишеней

Основную группу клеток-продуцентов цитокинов составляют лимфоциты, кроме того цитокины синтезируют и секретируют клетки фагоцитарного ряда и антигенпредставляющие клетки, клетки соединительной ткани, эндотелия, эпителия.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОТДЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ.

ИЛ-1 – (альфа и бета, продукты двух различных генов, ведущий бета).

Клетки-продуценты: практически все клетки, наибольшие титры получены из макрофагов, эндотелиоцитов.

Индукторы продукции ИЛ-1:

Бактериальные продукты (ЛПС, мурамилдипептид, белок А), ИК, компоненты комплемента, цитокины (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ФНО) и др.

Эндогенные ингибиторы продукции ИЛ-1: (ПГЕ2, ГКС, липокортин, гистамин, НПВП — аспирин).

Биологическое действие ИЛ-1:

1. Активация Т-лимфоцитов, усиление экспрессии рец. ИЛ-2.

2. Стимулирует продукцию ФНО, ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ПГЕ2, гистамина и др

3. Стимуляция фагоцитоза, адгезии, хемотаксиса, цитотоксичности фагоцитов, NK-клеток.

Рис. 30. Свойства цитокинов

Рис. Действие цитокинов на клетки-мишени

(Ковальчук Л.В., Ганковская Л.В., 2001г.)

Рис. 31. Цитокиновый профиль Т-лимфоцитов.

При повышении концентрации в крови, ИЛ-1

1. взаимодействует с клетками гипоталамуса и вызывает повышение температуры тела (усиление продукции ПГЕ2, АКТГ, усиление метаболизма гликогена в печени – выброс тепла), сонливость, снижение аппетита,

2. стимулирует клетки печени к продукции белков острой фазы (С-реактивного белка и др.)

3. нейтрофилез периферической крови, снижение уровней Fe, Zn, Cu

4. вызывает резорбцию хрящевой и костной ткани

5. вызывает протеолиз мышц

6. токсичен для клеток островков Лангерганса поджелудочной железы.

7. токсичен для опухолевых клеток

При острых инфекциях септический процесс сопровождается повышением ИЛ-1, что коррелирует с увеличением температуры.

ИЛ-2

Это продукт активированных Т-клеток и его основное действие направлено на Т-лимфоциты.

Важным активатором продукции являются гормоны тимуса.

Цитокинотерапия

Лечение опухолевых заболеваний

лучевой терапиихимиотерапиионкологиимеланомемоноцитамиапоптозаОсновные направления действий современных препаратов-цитокинов:

  • непосредственное воздействие на клетки самой опухоли и метастазов;
  • усиление противоопухолевого эффекта химиотерапии;
  • профилактика метастазов и рецидивов опухоли;
  • снижение побочных реакций химиотерапии путем угнетения кроветворения и иммуносупрессии;
  • лечение и профилактика инфекционных осложнений в процессе лечения.

Возможные варианты результатов применения цитокинотерапии:

  • полное исчезновение опухоли или уменьшение ее размеров (вследствие запуска апоптоза – запрограммированной гибели клеток опухоли);
  • стабилизация процесса или частичный регресс опухоли (при запуске ареста клеточного цикла в опухолевых клетках);
  • отсутствие эффекта – продолжается рост и метастазирование опухоли (при нечувствительности опухолевых клеток к препарату вследствие мутаций).

антибиотиков

Итог

Иммунный ответ редко протекает без выраженного воспаления. Воспалительная реакция начинается с распознавания патогена, затем происходит рекрутирование иммунных клеток на борьбу с инфекцией. Как только она устранена, организм восстанавливает поврежденные ткани и возвращается в состояние гомеостаза.

Однако иногда что-то идет не так, и у пациента развивается чрезмерная реакция на возбудитель, и тогда наш иммунитет начинает крушить все подряд. По оценке специалистов, цитокиновый шторм встречается примерно у 20% заболевших COVID-2019. Главная его опасность – резкое ухудшение самочувствия больного с развитием ОРДС. Именно поэтому тяжелую коронавирусную инфекцию следует лечить только под наблюдением квалифицированных врачей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector