Цитокины

Цитокины – молекулярные цепи аминокислотных остатков массой менее 30 кДа. Обеспечивают образование иммунитета, некоторых других функций организма.

Благодарности

Спасибо, Википедия.

Общая информация

Белки цитокины выделяются на поверхности клетки, взаимодействуя с рецептором соседней. Таким образом передается сигнал. Уровень цитокинов поддерживается лимфоцитами, кроме того генерируют:

  1. Макрофаги.
  2. Ретикулярные фибропласты.
  3. Эндотелиальные клетки.
  4. Тучные клетки.
  5. Гранулоциты.

Название сродни греческому циттаро – «клетка», киниси – «движение». Функции цитокинов изменяют поведение окружающих клеток, включая:

  • Аутокринную сигнализацию (регуляцию).
  • Паракринную регуляцию.
  • Эндокринную регуляцию.
  • Обусловливают созревание, рост некоторых клеток.
  • Регулируют соотношение гуморального, клеточного иммунитета.
  • Сложными путями определяют действие других видов цитокинов.
  • Доминируют при ответе организма на сепсис, воспаления, травмы, рак.
  • Балансируют репродуктивные функции.

Действие цитокинов формирует гормональный фон. Отличие от гормонов остается предметом исследований, доказанным считают отсутствие сходства с факторами роста (пептиды, стероиды), другим – концентрацию в организме. Главные группы цитокинов:

  1. Факторы некроза опухоли.
  2. Колониестимулирующий фактор поспособствует росту клеток в полутвердой среде.
  3. Лимфокины лимфоцитами.
  4. Хемокины различают не по происхождению, а способности регулировать взаимодействие межклеточное путем хемотаксиса.
  5. Интерфероны порождаются моноцитами, подобно монокинам.
  6. Интерлейкины (IL) первоначально обнаружены помогающими лейкоцитам побеждать инвазию. Заслуженно получили название. Принято термином обозначать цитокины типов, назначение которых остается загадкой. По большей части продуцируются Т-хелперами.

Система цитокинов регулирует соотношение между гуморальным и клеточным иммунитетом.

История открытия

Первый интерферон типа I был идентифицирован в 1957 году. Ученые заметили пептид, мешавший размножению вируса. Вслед за альфа открыт гамма-интерферон (II класса). Описан в 1965 году, первый медиатор. Годом позже Джон Дэвид, Барри Блум обнаружили ингибитор миграции макрофагов (MIF).

В 1969 году Дадли Думонд предложил термин лимфокины, описывающий белки, секретируемые лимфоцитами. Позже протеины обнаружены испускаемыми макрофагами, моноцитами. Соединения назвали монокинами. Дольше ученые исследовали вопрос, очевиднее становилось: перед микроскопами некий класс пептидов, заведующих организацией иммунной системы человека.

Отличия от гормонов

Гормоны большей частью пептиды, размерами единицы нанометра. Предельные значения не отличаются более 10 раз от указанной цифры. Цитокины IL-6 намного мельче. Размеры измеряются пикометрами, концентрация возрастает тысячекратно при заражении организма инфекцией. Главным отличием от гормонов считают очевидный факт: цитокины организма генерируются клетками. Не железами.

Практически все клетки, наделенные ядром, особенно эндо и эпителиальные клетки, генерируют IL-1, IL-6, TNF-α. Цитокины иммунология рассматривает регуляторами защитных сил организма. Действие общее, в противовес локальной регуляции гормонов:

  1. Аутокринное, эндокринное и паракринное.

  2. Хемотаксис и хемокинезис.

  3. Пирогенное (жар, увеличение температуры).

Причем в иммунной системе выполняют и другие роли, чуждые ответным реакциям организма.

Взаимосвязь между семействами цитокинов

Основные классификации

Белок цитокинов характеризуется структурной однородностью. Сравнивая морфологические признаки, удалось выделить четыре класса:

  1. Семейство четырех-α-связанных спиралей. Трехмерная структура легко выявляет характерные признаки. По длине α-цепь короткая или длинная. Сюда входят:
    1. IL-2. Самый обширный подкласс, содержащий пептиды, лишенный малейшего отношения к иммунитету: эритропоэтин, тромбопоэтин.
    2. Интерфероны (IFN).
    3. IL-10.
  2. Семейство IL-1, содержащее IL-18.
  3. Семейство IL-17 описано учеными полностью, в противовес другим. Провоцируют эффект пролиферации Т-лимфоцитов, вызывающий цитотоксикоз антигенов.
  4. Цитокины, содержащие цестеиновый узел, образуют семейство, траснформирующее бета фактор роста (TGF). Сюда входят TGF-β1,TGF-β2 и TGF-β3.

Иммунологам выгодно оперировать цитокинами с точки зрения возложенных функций. Различают две группы:

  1. TNFα, IFN-γ.
  2. TGF-β, IL-4, IL-10, IL-13.

Любопытно, цитокины обеих групп подавляют активность противоположной. Дисфункция в этой области легко провоцирует патогенные состояния, аутоиммунные нарушения. Воспалительные цитокины индуцируются окислительным стрессом, послужат спусковым курком инициации других цитокинов. Чем дополнительно увеличивается окислительная нагрузка. В результате образуются неспецифические реакции: жар, белок в печени (IL-1, IL-6, IL-12, IFN-a).

Некоторые цитокины уменьшают воспаление, снимают боль, включая периферические нервы.

Рецепторы цитокинов

В последние годы рецепторы цитокинов получают больше внимания. Дефицит рецепторов позволит идентифицировать ряд тяжелых иммунодефицитных состояний. Считается практически полезной классификация упомянутых признаков. Вначале рецепторы цитокинов пытались поделить, ограничиваясь трехмерной структурой. Представленная классификация, выглядит громоздкой, позволяя идентифицировать некоторые характерные признаки:

  • Надсемейство иммуноглобулинов. Одарены практически 100% позвоночных. Структура напоминает строение иммуноглобулинов. Сюда относят IL-1.

  • Гемопоэтические факторы роста (тип 1). Представители вида несут внеклеточный аминокислотный домен. Рецептор IL-2 примыкает к группе. γ-цепочка непосредственно предопределяет развитие X-тяжелого комбинированного иммунодефицита.

  • Интерфероны (тип 2). Семейство представлено IFN β, γ.

  • Факторы некроза опухоли (TNF, тип 3). Представителей характеризуют наличие внеклеточной структуры, насыщенной цистеином, нецитокиновые лиганды, наподобие маркеров CD40, CD27, CD30.

  • Семи-трансмембранные спирали. Тип родственен животному миру. G-рецепторы, спаренные с белками, относятся к семейству. Рецепторы хемокинов, два протеина, обеспечивающих связывание HIV (CD4 и CCR5), примыкают к семейству.

  • Рецептор интерлейкина 17 (IL-17R). Внеклеточная часть представлена фибронектином III-вида, трансмембранная – цитоплазматическим доменом SERIF. Сюда входят: IL-17RA, IL-17RB, IL-17RC, IL-17RD, IL-17RE.

Взаимодействие с клетками

Каждый цитокин соответствует определенному клеточному рецептору. Последовательность каскадов внутриклеточной сигнализации изменяет функции клетки. Этим усиливаются, ослабляются заданные участки генов, факторы транскрипции. Вызывая продуцирование новых цитокинов, уменьшая поголовье путем изменения количества рецепторов. Параллельно наблюдается явная избыточность. Ряд цитокинов выполняет сходные функции.

Наблюдается один парадокс: связанные с антителами цитокины демонстрируют более сильный иммунный ответ, нежели одиночные. Это используют, снижая терапевтические дозы препаратов.

Воспалительные цитокины ингибируют выработку IL-10, оценивая экспансию Т-лимфоцитов и функции, регулирующие уровни PD-1 моноцитов. Каждая причина провоцирует продуцирование IL-10 моноцитами после связывания PD-1 посредством PD-L. Побочные реакции цитокинов характеризуются местными воспалениями места укола. Иногда наблюдаются аллергические высыпания.

Роль эндогенных цитокинов: здоровье и болезни

Цитокины часто вовлечены в эмбриогенез. Подавляют инвазию, модулируя иммунный ответ. Иногда процесс принимает неуправляемый оттенок при порезах, травмах, сепсисе. Побочные эффекты цитокинов возбуждены некоторыми болезненными состояниями:

  1. Шизофрения.

  2. Болезнь Альцгеймера.

  3. Рак.

  4. Большое депрессивное расстройство.

Здоровье организма поддерживается правильным взаимодействием многочисленных семейств цитокинов. Избыток единственного вида вызывает синдром цитокинового шторма (гиперцитокинемия). Патогенез вызван побочными эффектами клинических испытаний TGN1412. Цитокиновый шторм считают причиной высокой смертности, отметившей испанскую пандемию (испанка) 1918 года. Любопытно, фатальный исход постигал людей, имеющих сильный иммунный ответ. Резко возрастал уровень цитокинов. Часто явление становится причиной внутрибрюшной катастрофы.

Лечение цитокинами

Существуют биологические препараты из цитокинов, действующие по технологии рекомбинантной ДНК. Активное применение было начато в 2014 году:

  1. Костные морфогенетические белки.

  2. Эритропоэтин, помогающий с анемией.

  3. Фактор стимуляции колонии гранулоцитов (G-CSF) для лечения нейтропении у раковых больных.

  4. Фактор стимуляции колонии гранулоцитов макрофагов (GM-CSF) для лечения нейтропении, микоза раковых больных.

  5. Интерферон-альфа (терапия гепатита С, рассеянного склероза).

  6. Интерферон-бета (терапия рассеянного склероза).

  7. Интерферон-гамма, лечение хронического грануломатоза, остеопороза.

  8. Интерлейкин 2 (IL-2) терапия рака.

  9. Интерлейкин 11 (IL-11) предотвращение тромбоцитопении раковых больных.

Уровни цитокинов для выставления диагноза

Уровни цитокинов плазмы дают разную информацию. Медики предсказывают уровень воспалительных процессов, нарушения аутоиммунной системы (ревматоидный артрит). Так же как и иммуномодулирующий эффект приема пищи, лекарств. Вдобавок, повышенный уровень IL-7, нужных для поддержания гомеостаза Т-лимфоцитов, позволит выявить инфекцию HIV.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *