Tsütokiinide üldised omadused. Tsütokiinid on immuunsüsteemi kõige arvukam, olulisem ja funktsionaalselt universaalsem humoraalsete tegurite rühm, mis on võrdselt olulised kaasasündinud ja adaptiivse immuunsuse realiseerimiseks. Tsütokiinid osalevad paljudes protsessides; neid ei saa nimetada ainult immuunsüsteemiga seotud teguriteks, kuna neil on oluline roll vereloomes, kudede homöostaasis ja süsteemidevahelises signaaliülekandes.
Tsütokiine võib defineerida kui valgu- või polüpeptiidfaktoreid, millel puudub spetsiifilisus antigeenide suhtes ja mida toodavad peamiselt vereloome- ja immuunsüsteemi aktiveeritud rakud ja mis vahendavad rakkudevahelisi interaktsioone vereloome, põletiku, immuunprotsesside ja süsteemidevahelise suhtluse ajal.
Tsütokiinid erinevad struktuuri, bioloogilise aktiivsuse ja muude omaduste poolest. Kuid koos erinevustega on tsütokiinidel sellele bioregulatoorsete molekulide klassile iseloomulikud ühised omadused:
- · Tsütokiinid on tavaliselt keskmise molekulmassiga (alla 30 kD) glükosüülitud polüpeptiidid.
- Tsütokiine toodavad immuunsüsteemi rakud ja teised rakud (näiteks endoteel, fibroblastid jne) vastusena aktiveerivale stiimulile (patogeeniga seotud molekulaarstruktuurid, antigeenid, tsütokiinid jne) ning need osalevad kaasasündinud reaktsioonides. ja adaptiivne immuunsus, reguleerides nende tugevust ja kestust ... Mõned tsütokiinid sünteesitakse konstitutiivselt.
- · Tsütokiinide sekretsioon on lühiajaline protsess. Tsütokiine ei säilitata eelvormitud molekulidena ja nende süntees algab alati geeni transkriptsiooniga. Rakud toodavad tsütokiine madalas kontsentratsioonis (pikogrammi milliliitri kohta).
- · Enamikul juhtudel toodetakse tsütokiine ja need toimivad sihtrakkudele vahetus läheduses (lühitoime). Tsütokiinide peamine toimekoht on rakkudevaheline sünaps.
- · Tsütokiinisüsteemi liiasus avaldub selles, et iga rakutüüp on võimeline tootma mitut tsütokiini ning iga tsütokiini võivad eritada erinevad rakud.
- · Kõiki tsütokiine iseloomustab pleiotroopia ehk polüfunktsionaalne toime. Niisiis on põletikunähtude ilmnemine tingitud IL-1, TNF, IL-6, IL-8 mõjust. Funktsioonide dubleerimine tagab tsütokiinisüsteemi töökindluse.
- · Tsütokiinide toimet sihtrakkudele vahendavad väga spetsiifilised kõrge afiinsusega membraaniretseptorid, mis on transmembraansed glükoproteiinid, mis koosnevad tavaliselt rohkem kui ühest subühikust. Tsütokiinide sidumise eest vastutab retseptorite rakuväline osa. On retseptoreid, mis kõrvaldavad tsütokiinide liigse patoloogilise fookuse. Need on niinimetatud lõksu retseptorid. Lahustuvad retseptorid on membraaniretseptori rakuväline domeen, mida eraldab ensüüm. Lahustuvad retseptorid suudavad neutraliseerida tsütokiine, osaleda nende transpordis põletikukoldesse ja organismist väljutamisel.
- · Tsütokiinid töötavad võrgustiku põhimõttel. Nad võivad tegutseda koos. Paljud funktsioonid, mis algselt omistati ühele tsütokiinile, näivad olevat tingitud mitme tsütokiini koordineeritud toimest (sünergistlik toime). Tsütokiinide sünergistlike interaktsioonide näideteks on põletikuliste reaktsioonide (IL-1, IL-6 ja TNFα) stimuleerimine, samuti IgE süntees (IL-4, IL-5 ja IL-13).
Tsütokiinide klassifikatsioon. Tsütokiinidel on mitu klassifikatsiooni, mis põhinevad erinevatel põhimõtetel. Traditsiooniline klassifikatsioon peegeldab tsütokiinide uurimise ajalugu. Mõte, et tsütokiinid mängivad immuunsüsteemi rakkude funktsionaalset aktiivsust vahendavate tegurite rolli, tekkis pärast lümfotsüütide populatsiooni heterogeensuse avastamist ja tõsiasja mõistmist, et moodustumise eest vastutavad vaid vähesed neist – B-lümfotsüüdid. antikehadest. Püüdes välja selgitada, kas T-rakkude humoraalsed produktid mängivad rolli nende funktsioonide elluviimisel, asusid nad uurima T-lümfotsüütide (eriti aktiveeritud) söötmes sisalduvate tegurite bioloogilist aktiivsust. Selle probleemi lahendus ja peagi kerkinud küsimus monotsüütide/makrofaagide humoraalsete saaduste kohta viisid tsütokiinide avastamiseni. Alguses nimetati neid lümfokiinideks ja monokiinideks, olenevalt sellest, millised rakud neid tootsid – T-lümfotsüütideks või monotsüütideks. Peagi sai selgeks, et lümfokiine ja monokiine on võimatu selgelt eristada ning kasutusele võeti üldmõiste “tsütokiinid”. 1979. aastal Interlakenis (Šveits) toimunud lümfokiinide sümpoosionil kehtestati reeglid selle rühma tegurite tuvastamiseks, millele anti rühma nimi "interleukiinid" (IL). Samal ajal said selle molekulide rühma kaks esimest liiget, IL-1 ja IL-2, oma nimed. Sellest ajast saadik on kõik uued tsütokiinid (välja arvatud kemokiinid – vt allpool) saanud tähise IL ja seerianumbri.
Traditsiooniliselt on vastavalt bioloogilistele mõjudele tavaks eristada järgmisi tsütokiinide rühmi:
- · Interleukiinid (IL-1-IL-33) – immuunsüsteemi sekretsiooni reguleerivad valgud, mis tagavad vahendajate interaktsiooni immuunsüsteemis ja selle seose teiste organismi süsteemidega. Interleukiinid liigitatakse nende funktsionaalse aktiivsuse järgi pro- ja põletikuvastasteks tsütokiinideks, lümfotsüütide kasvufaktoriteks, regulatoorseteks tsütokiinideks jne.
- Interferoonid (IFN) - viirusevastases kaitses osalevad tsütokiinid, millel on väljendunud immunoregulatoorne toime (IFN tüüp 1 - IFN b, c, e, k,?, F; IFN-sarnaste tsütokiinide rühmad - IL-28A, IL-28B ja IL -29 ; IFN tüüp 2 - IFNg).
- · Kasvajanekroosifaktorid (TNF) – tsütotoksiliste ja reguleerivate toimetega tsütokiinid: TNFa ja lümfotoksiinid (LT).
- Hematopoeetiliste rakkude kasvufaktorid - tüvirakkude kasvufaktor (Kit-ligand), IL-3, IL-7, IL-11, erütropoetiin, trobopoetiin, granulotsüütide-makrofaagide kolooniaid stimuleeriv faktor - GM-CSF, granulotsüütne CSF - G-CSF, makrofaag KSF - M-KSF).
- · Kemokiinid - C, CC, CXC (IL-8), CX3C - erinevat tüüpi rakkude kemotaksise regulaatorid.
- · Mittelümfoidsete rakkude kasvufaktorid - erinevate kudede hulka kuuluvate rakkude kasvu, diferentseerumise ja funktsionaalse aktiivsuse regulaatorid (fibroblastide kasvufaktor - FGF, endoteelirakkude kasvufaktor, epidermise kasvufaktor - epidermise EGF) ja transformeerivad kasvufaktorid ( TGFv, TGFb).
Mõistet "tsütokiinid" on üsna raske eristada mõistest "kasvufaktorid". Mõiste "interleukiin" (mis tegelikult langeb kokku mõistega "tsütokiin") täpsemat mõistmist hõlbustas Rahvusvahelise Immunoloogiaühingute Liidu nomenklatuurikomitee poolt 1992. aastal kasutusele võetud kriteeriumid, mis reguleerivad uute interleukiinide määramist. järgmine number: selleks on vaja interleukiini geeni molekulaarset kloonimist, sekveneerimist ja ekspressiooni, mis tõendab selle nukleotiidjärjestuse unikaalsust, samuti neutraliseerivate monoklonaalsete antikehade tootmist. Interleukiinide ja sarnaste tegurite eristamiseks on olulised andmed selle molekuli tootmise kohta immuunsüsteemi rakkude (leukotsüütide) poolt ja tõendid selle rolli kohta immuunprotsesside reguleerimises. Seega rõhutatakse interleukiinide kohustuslikku osalemist immuunsüsteemi toimimises. Kui eeldada, et kõiki pärast 1979. aastat avastatud tsütokiine (välja arvatud kemokiinid) nimetatakse interleukiinideks ja seetõttu on need mõisted praktiliselt identsed, siis võime eeldada, et kasvufaktorid nagu epidermaalne, fibroblast, trombotsüütide arv ei ole tsütokiinid, vaid transformeerivad kasvufaktorid. (TGF) immuunsüsteemi funktsionaalse osaluse alusel saab tsütokiinideks klassifitseerida ainult TGFb. See küsimus ei ole aga rahvusvahelistes teadusdokumentides rangelt reguleeritud.
Tsütokiinidel puudub selge struktuurne klassifikatsioon. Sellegipoolest eristatakse nende sekundaarse struktuuri iseärasuste järgi mitut rühma:
- · Molekulid, milles on ülekaalus b-spiraalsed ahelad. Need sisaldavad 4 b-spiraalset domeeni (2 paari b-heeliksi, mis asuvad üksteise suhtes nurga all). Valikus on lühikesed ja pikad (piki b-spiraalide pikkust) valikud. Esimesse rühma kuulub suurem osa hematopoetiini tsütokiine - IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-7, IL-9, IL-13, IL-21, IL-27, IFNg ja M- CSF; teisele - IL-6, IL-10, IL-11 ja GM-CSF.
- · β-volditud struktuuride ülekaaluga molekulid. Nende hulka kuuluvad kasvaja nekroosifaktori perekonna tsütokiinid ja lümfotoksiinid (b-trefoil), IL-1 perekond (b-sandwich) ja TGF perekond (tsütokiini sõlm).
- · Lühike b / w-ahel (c-kiht koos külgnevate b-heeliksitega) - kemokiinid.
- · Segatud mosaiikstruktuurid nagu IL-12.
Viimastel aastatel on seoses suure hulga uute, mõnikord eelnevalt kirjeldatutega seotud tsütokiinide tuvastamisega ja nendega ühiste rühmade moodustamisega hakatud laialdaselt kasutama tsütokiinide struktuuri- ja funktsionaalperekondadesse kuulumisel põhinevat klassifikatsiooni. .
Teine tsütokiinide klassifikatsioon põhineb nende retseptorite struktuursetel omadustel. Nagu teate, toimub tsütokiinide toime retseptorite kaudu. Vastavalt polüpeptiidahelate struktuuri iseärasustele eristatakse mitut tsütokiini retseptorite rühma. Seda klassifikatsiooni rakendatakse spetsiaalselt polüpeptiidahelatele. Üks retseptor võib sisaldada erinevatesse perekondadesse kuuluvaid ahelaid. Selle klassifikatsiooni tähtsus tuleneb asjaolust, et erinevat tüüpi retseptorite polüpeptiidahelaid iseloomustab spetsiifiline signaaliaparaat, mis koosneb türosiinkinaasidest, adaptervalkudest ja transkriptsioonifaktoritest.
Kõige arvukam tüüp on tsütokiini hematopoetiini retseptorid. Nende ekstratsellulaarseid domeene iseloomustab 4 tsüsteiinijäägi olemasolu ning trüptofaani- ja seriinijääke sisaldava järjestuse olemasolu - WSXWS. Fibronektiini perekonna domeenid, mis sisaldavad 4 tsüsteiinijääki, moodustavad interferooni retseptorite aluse. TNFR-i retseptorite perekonna ekstratsellulaarse osa moodustavate domeenide iseloomulik tunnus on tsüsteiinijääkide ("tsüsteiinirikkad domeenid") kõrge sisaldus. Need domeenid sisaldavad 6 tsüsteiinijääki. Retseptorite rühm, mille ekstratsellulaarsed domeenid kuuluvad immunoglobuliinide superperekonda, sisaldab kahte rühma - IL-1 retseptoreid ja mitmeid retseptoreid, mille tsütoplasmaatiline osa on türosiinkinaasi aktiivsusega. Türosiinkinaasi aktiivsus on iseloomulik peaaegu kõigi kasvufaktorite (EGF, PDGF, FGF jt) tsütoplasmaatilisele osale. Lõpuks moodustavad spetsiaalse rühma rodopsiinilaadsed kemokiini retseptorid, mis läbivad membraani 7-kordselt. Kuid mitte kõik retseptori polüpeptiidahelad ei sobi sellesse klassifikatsiooni. Seega ei kuulu IL-2 retseptori b- ega β-ahel tabelis 3 näidatud perekondadesse (b-ahel sisaldab komplemendi kontrolldomeene). Põhirühmadesse ei kuulu ka IL-12 retseptorid, IL-3 üldine β-ahel, IL-5, GMCSF-retseptorid ja mõned teised retseptorite polüpeptiidahelad.
Peaaegu kõik tsütokiini retseptorid (välja arvatud kinaasi aktiivsusega immunoglobuliinilaadsed retseptorid) koosnevad mitmest polüpeptiidahelast. Sageli sisaldavad erinevad retseptorid ühiseid ahelaid. Kõige silmatorkavam näide on g-ahel, mis on ühine retseptorite IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, IL-21 jaoks, mida tähistatakse kui g (c). Selle ahela defektid mängivad immuunpuudulikkuse patoloogia kujunemisel olulist rolli. Tavaline β-ahel on osa GM-CSF, IL-3 ja IL-5 retseptoritest. Tavalistes ahelates on IL-7 ja TSLP (b-ahel), samuti IL-2 ja IL-15, IL-4 ja IL-13 (mõlemal juhul b-ahel).
Reeglina esinevad retseptorid puhkerakkude pinnal vähesel hulgal ja sageli mittetäieliku subühiku koostisega. Tavaliselt annavad retseptorid sellises seisundis piisava vastuse ainult siis, kui nad puutuvad kokku väga suurte tsütokiinide annustega. Kui rakud on aktiveeritud, suureneb membraani tsütokiini retseptorite arv suurusjärgu võrra; pealegi on neid retseptoreid "täiendatud" polüpeptiidahelatega, nagu on näidatud ülalpool IL-2 retseptori kohta. Aktiveerimise mõjul suureneb oluliselt selle retseptori molekulide arv ja nende koostisse ilmub b-ahel, mille geen avaldub aktiveerimise käigus. Nende muutuste tõttu omandab lümfotsüüt võime prolifereeruda vastusena IL-2 toimele.
Tsütokiinide toimemehhanismid
Intratsellulaarne signaaliülekanne tsütokiinide toimel. Mõne tsütokiini retseptori (mis kuulub immunoglobuliinide superperekonda) C-terminaalne tsütoplasmaatiline osa sisaldab türosiinkinaasi aktiivsusega domeeni. Kõik need kinaasid on klassifitseeritud protoonkogeenideks, st. kui geneetiline keskkond muutub, muutuvad nad onkogeenideks, tagades kontrollimatu rakkude proliferatsiooni. Neil kinaasidel on oma nimed. Seega on kinaas, mis on osa M-CSF-i retseptorist, tähistatud kui c-Fms; kinaas SCF - c-Kit; tuntud hematopoeetilise faktori kinaas - Flt-3 (Fms-sarnane türosiinkinaas 3). Oma kinaasi aktiivsusega retseptorid käivitavad signaaliülekande otse, kuna nende kinaas põhjustab nii retseptori enda kui ka sellega külgnevate molekulide fosforüülimist.
Aktiivsuse avaldumise kõige tüüpilisem variant on iseloomulik hematopoetiini (tsütokiini) tüüpi retseptoritele, mis sisaldavad 4 b-spiraalset domeeni. Selliste retseptorite tsütoplasmaosaga külgnevad Jak-kinaasi rühma türosiinkinaasi molekulid (Janus-seotud perekonna kinaasid). Retseptorahelate tsütoplasmaatilises osas on nende kinaaside sidumiseks spetsiaalsed kohad (proksimaalsed ja distaalsed kastid). Kokku on teada 5 Januse kinaasi - Jak1, Jak2, Jak3, Tyk1 ja Tyk2. Nad teevad koostööd erinevates kombinatsioonides erinevate tsütokiini retseptoritega, omades afiinsust spetsiifiliste polüpeptiidahelate suhtes. Seega interakteerub Jak3 kinaas r(c)-ahelaga; seda kinaasi kodeeriva geeni defektidega tekib immuunsüsteemi häirete kompleks, mis on sarnane retseptori polüpeptiidahela geeni defektidega täheldatutele.
Kui tsütokiin interakteerub retseptoriga, genereeritakse signaal, mis viib transkriptsioonifaktorite moodustumiseni ja geenide aktiveerumiseni, mis määravad raku reaktsiooni tsütokiini toimele. Samal ajal neelab rakk tsütokiini kompleksi retseptoriga ja lõhustab selle endosoomides. Iseenesest pole selle kompleksi internaliseerimisel signaali edastamisega mingit pistmist. See on vajalik tsütokiini kasutamiseks, mis takistab selle akumuleerumist tootvate rakkude aktiveerimise kohas. Retseptori afiinsus tsütokiini suhtes mängib nende protsesside reguleerimisel olulist rolli. Ainult piisavalt kõrge afiinsusastme korral (umbes 10-10 M) genereeritakse signaal ja toimub tsütokiini-retseptori kompleksi absorptsioon.
Signaali indutseerimine algab retseptoriga seotud Jak-kinaaside autokatalüütilise fosforüülimisega, mille käivitavad retseptori konformatsioonilised muutused, mis tulenevad selle interaktsioonist tsütokiiniga. Aktiveeritud Jak-kinaasid fosforüleerivad tsütoplasmaatilisi tegureid STAT (Signaalimuundurid ja transkriptsiooni aktivaatorid), mis esinevad tsütoplasmas inaktiivses monomeerses vormis.
Fosforüülitud monomeerid omandavad üksteise suhtes afiinsuse ja dimeriseerivad. STAT-dimeerid liiguvad tuuma ja toimivad transkriptsioonifaktoritena, seondudes sihtgeenide promootorpiirkondadega. Põletikueelsete tsütokiinide toimel aktiveeruvad adhesioonimolekulide geenid, tsütokiinid ise, oksüdatiivse metabolismi ensüümid jne Rakkude proliferatsiooni põhjustavate tegurite toimel rakutsükli läbimise eest vastutavate geenide indutseerimine jne. esineb.
Jak / STAT-vahendatud tsütokiinide signaalimine on peamine, kuid mitte ainus. Retseptor on seotud mitte ainult Jak kinaasidega, vaid ka Src perekonna kinaasidega, samuti PI3K-ga. Nende aktiveerimine käivitab täiendavad signaalirajad, mis viivad AP-1 ja teiste transkriptsioonifaktorite aktiveerimiseni. Aktiveeritud transkriptsioonifaktorid ei osale mitte ainult tsütokiinide signaaliülekandes, vaid ka teistes signaaliradades.
Tsütokiinide bioloogiliste mõjude kontrollimiseks on kaasatud signaalirajad. Need teed on seotud SOCS-rühma teguritega (tsütokiinide signaalimise supressorid), mis sisaldab SIC-faktorit ja 7 SOCS-faktorit (SOCS-1 - SOCS-7). Nende tegurite kaasamine toimub tsütokiinide signaaliradade aktiveerimisel, mis viib negatiivse tagasiside ahela moodustumiseni. SOCS-tegurid sisaldavad SH2 domeeni, mis osaleb ühes järgmistest protsessidest:
- · Jak-kinaaside otsene inhibeerimine nendega seondumise ja nende defosforüülimise indutseerimise tulemusena;
- · Konkurents STAT faktoritega tsütokiini retseptorite tsütoplasmaatilise osaga seondumise pärast;
- · Signaalvalkude lagunemise kiirendamine ubikvitiini raja kaudu.
SOCS-i geenide väljalülitamine põhjustab tsütokiinide tasakaalustamatust koos IFNg sünteesi ülekaaluga ning sellega kaasneva lümfopeenia ja suurenenud apoptoosi.
Tsütokiinisüsteemi toimimise tunnused. Tsütokiinide võrgustik.
Eeltoodust järeldub, et rakkude aktiveerimisel võõragensitega (müeloidrakkude aktiveerimisel PAMP kandjad ja lümfotsüütide aktiveerimisel antigeenid) indutseeritakse (või suureneb funktsionaalselt olulise tasemeni) nii tsütokiinide süntees kui ka nende retseptorite ekspressioon. . See loob tingimused tsütokiinide toime lokaalseks avaldumiseks. Tõepoolest, kui sama tegur aktiveerib nii tsütokiini tootvaid rakke kui ka sihtrakke, luuakse optimaalsed tingimused nende tegurite funktsioonide lokaalseks avaldumiseks.
Tavaliselt seonduvad tsütokiinid sihtrakuga, need internaliseerivad ja lõhustuvad, praktiliselt ei difundeeru sekreteeritud produtseerivatest rakkudest. Sageli on tsütokiinid transmembraansed molekulid (näiteks IL-1b ja TNFb) või esitatakse sihtrakkudele olekus, mis on seotud rakuvälise maatriksi peptidoglükaanidega (IL-7 ja mitmed teised tsütokiinid), mis samuti aitab kaasa lokaalsele nende tegevuse olemus.
Tavaliselt on tsütokiinide kontsentratsioon, isegi kui need sisalduvad vereseerumis, nende bioloogilise toime avaldumiseks ebapiisav. Edasi vaatleme põletiku näitel olukordi, kus tsütokiinidel on süsteemne toime. Kuid need juhtumid on alati patoloogia ilming, mõnikord väga tõsine. Ilmselt on tsütokiinide toime lokaalne olemus organismi normaalseks funktsioneerimiseks fundamentaalse tähtsusega. Seda tõendab nende suur eritumine neerude kaudu. Tavaliselt koosneb tsütokiini eliminatsioonikõver kahest komponendist – kiirest ja aeglasest. IL-1b kiire komponendi T1/2 on 1,9 min, IL-2 puhul - 5 min (aeglase T1/2 on 30-120 min). Lühiajalise toime omadus eristab tsütokiine hormoonidest - pikatoimelistest teguritest (seetõttu on väide "tsütokiinid on immuunsüsteemi hormoonid" põhimõtteliselt vale).
Tsütokiinisüsteemi iseloomustab koondamine. See tähendab, et praktiliselt iga konkreetse tsütokiini poolt täidetav funktsioon dubleeritakse teiste tsütokiinidega. Seetõttu ei põhjusta üksiku tsütokiini väljalülitamine näiteks selle geeni mutatsiooni tõttu organismile surmavaid tagajärgi. Tõepoolest, konkreetse tsütokiini geeni mutatsioon ei põhjusta peaaegu kunagi immuunpuudulikkuse teket.
Näiteks IL-2 on tuntud kui T-rakkude kasvufaktor; seda kodeeriva geeni kunstliku eemaldamisega (geneetilise väljalülitamisega) T-rakkude proliferatsiooni olulist rikkumist ei tuvastata, küll aga registreeritakse regulatoorsete T-rakkude puudulikkusest põhjustatud muutused. Selle põhjuseks on asjaolu, et T-rakkude proliferatsiooni IL-2 puudumisel tagavad IL-15, IL-7, IL-4, aga ka mitmete tsütokiinide (IL-1b, IL-6) kombinatsioon. IL-12, TNFb). Samuti ei põhjusta defekt IL4 geenis olulisi häireid B-raku süsteemis ja immunoglobuliinide isotüüpide vahetamist, kuna IL-13-l on sarnane toime. Samal ajal pole mõnel tsütokiinil funktsionaalseid analooge. Asendamatu tsütokiini kuulsaim näide on IL-7, mille lümfopoeetiline toime on vähemalt teatud T-lümfopoeesi etappidel ainulaadne ja seetõttu põhjustavad defektid IL-7 enda või selle retseptori geenides. raske kombineeritud immuunpuudulikkuse (SCID) korral.
Lisaks liiasusele avaldub tsütokiinisüsteemis veel üks seaduspärasus: tsütokiinid on pleiotroopsed (toimivad erinevatele sihtmärkidele) ja polüfunktsionaalsed (põhjustavad erinevaid mõjusid). Seega on IL-1b ja TNFb sihtrakkude arvu raske lugeda. Samavõrd mitmekesised on nende põhjustatud mõjud, osaledes keeruliste reaktsioonide tekkes: põletikud, vereloome mõned etapid, neurotroopsed ja muud reaktsioonid.
Tsütokiinisüsteemi teine oluline tunnus on tsütokiinide seos ja koostoime. Ühest küljest seisneb see interaktsioon selles, et mõned tsütokiinid, mis toimivad induktorite taustal või iseseisvalt, põhjustavad või suurendavad (harvemini pärsivad) teiste tsütokiinide tootmist. Kõige silmatorkavamad näited võimendavast toimest on põletikueelsete tsütokiinide IL-1b ja TNFb aktiivsus, mis suurendavad nende endi tootmist ja teiste põletikueelsete tsütokiinide (IL-6, IL-8, muud kemokiinid) moodustumist. IL-12 ja IL-18 on IFNg indutseerijad. TGFβ ja IL-10, vastupidi, pärsivad erinevate tsütokiinide tootmist. IL-6 avaldab inhibeerivat toimet põletikueelsete tsütokiinide suhtes, samas kui IFNg ja IL-4 pärsivad vastastikku üksteise ja vastavate (Th1 ja Th2) rühmade tsütokiinide tootmist. Tsütokiinide koostoime avaldub ka funktsionaalsel tasandil: mõned tsütokiinid võimendavad või pärsivad teiste tsütokiinide toimet. Kirjeldatud on sünergismi (nt põletikueelsete tsütokiinide rühma sees) ja tsütokiinide antagonismi (nt Th1 ja Th2 tsütokiinide vahel).
Saadud andmeid kokku võttes võime järeldada, et ükski tsütokiin ei eksisteeri ega avalda oma aktiivsust isoleeritult - kõigil tasanditel mõjutavad tsütokiine selle molekulide klassi teised esindajad. Sellise mitmekesise suhtluse tulemus võib mõnikord olla ootamatu. Seega, kui IL-2 suuri annuseid kasutatakse terapeutilistel eesmärkidel, tekivad eluohtlikud kõrvalnähud, millest osa (nt toksilisele sarnane šokk, ilma baktereemiata) saab eemaldada antikehadega, mis ei ole suunatud IL-2 vastu, vaid TNFβ vastu.
Mitmete ristinteraktsioonide olemasolu tsütokiinisüsteemis oli põhjuseks mõiste "tsütokiinide võrgustik" loomisele, mis peegeldab üsna selgelt nähtuse olemust.
Tsütokiinide võrgul on järgmised omadused:
- · Tsütokiinide sünteesi ja nende retseptorite ekspressiooni indutseeritavus;
- · Toime lokaliseerimine tsütokiinide ja nende retseptorite koordineeritud ekspressiooni tõttu sama indutseerija mõjul;
- · Redundantsus erinevate tsütokiinide toimespektrite kattumise tõttu;
- · Omavahelised seosed ja interaktsioonid, mis avalduvad tsütokiinide sünteesi ja funktsioonide rakendamise tasandil.
Sihtrakkude funktsioonide tsütokiinide reguleerimine toimub autokriinsete, parakriinsete või endokriinsete mehhanismide abil. Mõned tsütokiinid (IL-1, IL-6, TNF jne) on võimelised osalema kõigi nende mehhanismide rakendamises.
Raku reaktsioon tsütokiini mõjule sõltub mitmest tegurist:
- · Rakkude tüübist ja nende esialgsest funktsionaalsest aktiivsusest;
- · Tsütokiini kohalikust kontsentratsioonist;
- · Teiste vahendaja molekulide olemasolust.
Seega moodustavad sihtrakkudel olevad tootjarakud, tsütokiinid ja nende spetsiifilised retseptorid ühtse vahendajavõrgu. Raku lõpliku vastuse määrab reguleerivate peptiidide kogum, mitte üksikud tsütokiinid. Praegu käsitletakse tsütokiinisüsteemi kui universaalset regulatsioonisüsteemi kogu organismi tasandil, mis tagab kaitsereaktsioonide tekke (näiteks nakatumise ajal).
Viimastel aastatel on tsütokiinisüsteemi idee, mis ühendab:
- 1) tootjarakud;
- 2) lahustuvad tsütokiinid ja nende antagonistid;
- 3) sihtrakud ja nende retseptorid.
Tsütokiinisüsteemi erinevate komponentide rikkumised põhjustavad arvukate patoloogiliste protsesside arengut ja seetõttu on selle regulatsioonisüsteemi defektide tuvastamine oluline õigeks diagnoosimiseks ja piisava ravi määramiseks.
Tsütokiinisüsteemi põhikomponendid.
Tsütokiine tootvad rakud
I. Adaptiivse immuunvastuse tsütokiini tootvate rakkude põhirühm on lümfotsüüdid. Puhkavad rakud ei erita tsütokiine. Antigeeni äratundmisega ja retseptori interaktsioonide (CD28-CD80 / 86 T-lümfotsüütide ja CD40-CD40L B-lümfotsüütide jaoks) osalusel toimub raku aktivatsioon, mis viib tsütokiini geenide transkriptsioonini, glükosüülitud peptiidide translatsiooni ja sekretsiooni rakkudevahelisse. ruumi.
CD4 T-abistajaid esindavad alampopulatsioonid: Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh, mis erinevad sekreteeritud tsütokiinide spektri poolest vastusena erinevatele antigeenidele.
Th0 toodab laias valikus tsütokiine väga madalatel kontsentratsioonidel.
Diferentseerumise suund Th0 määrab kahe immuunvastuse vormi kujunemise, kus domineerivad humoraalsed või rakulised mehhanismid.
Antigeeni olemus, selle kontsentratsioon, lokaliseerimine rakus, antigeeni esitlevate rakkude tüüp ja teatud tsütokiinide komplekt reguleerivad Th0 diferentseerumise suunda.
Pärast antigeeni püüdmist ja töötlemist esitlevad dendriitrakud Th0-rakkudele antigeenseid peptiide ja toodavad tsütokiine, mis reguleerivad nende efektorrakkudeks diferentseerumise suunda. IL-12 indutseerib IFNg sünteesi T-lümfotsüütide ja] HGC poolt. IFNu tagab Th1 diferentseerumise, mis hakkab sekreteerima tsütokiine (IL-2, IFNu, IL-3, TNF-a, lümfotoksiinid), mis reguleerivad reaktsioonide teket rakusiseste patogeenide suhtes (hilinenud tüüpi ülitundlikkus (HRT) ja mitmesugused rakutüübid). tsütotoksilisus).
IL-4 tagab Th0 diferentseerumise Th2-ks. Aktiveeritud Th2 toodab tsütokiine (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 jne), mis määravad B-lümfotsüütide proliferatsiooni, nende edasise diferentseerumise plasmarakkudeks ja antikehareaktsioonide tekke, peamiselt rakuväliste vastu. patogeenid.
IFNg reguleerib negatiivselt Th2 rakkude funktsiooni ja vastupidi, Th2 poolt sekreteeritud IL-4, IL-10 inhibeerivad Th1 funktsiooni. Selle regulatsiooni molekulaarne mehhanism on seotud transkriptsioonifaktoritega. IFNy poolt määratud T-bet ja STAT4 ekspressioon suunab T-rakkude diferentseerumist mööda Th1 rada ja pärsib Th2 arengut. IL-4 indutseerib GATA-3 ja STAT6 ekspressiooni, mis tagab vastavalt naiivse Th0 muundumise Th2 rakkudeks.
Viimastel aastatel on kirjeldatud spetsiaalset T-abistajarakkude (Th17) alampopulatsiooni, mis toodab IL-17. IL-17 perekonna liikmeid võivad ekspresseerida aktiveeritud mälurakud (CD4 CD45RO), u5T-rakud, NKT-rakud, neutrofiilid, monotsüüdid IL-23, IL-6, makrofaagide ja dendriitrakkude poolt toodetud TGFv mõjul. Peamine eristav tegur inimestel on ROR-C, hiirtel - ROR-gl. On näidatud IL-17 peamine roll kroonilise põletiku ja autoimmuunpatoloogia tekkes.
Lisaks võivad tüümuse T-lümfotsüüdid diferentseeruda looduslikeks regulatoorseteks rakkudeks (Treg), mis ekspresseerivad pinnamarkereid CD4 + CD25 + ja transkriptsioonifaktorit FOXP3. Need rakud on võimelised suruma alla Th1- ja Th2-rakkude poolt vahendatud immuunvastust otsese rakkudevahelise kontakti ning TGFv ja IL-10 sünteesi kaudu.
T-tsütotoksilised rakud (CD8+), looduslikud tapjarakud on nõrgad tsütokiinide, nagu interferoonid, TNF-a ja lümfotoksiinid, tootjad.
Ühe Th-alapopulatsiooni liigne aktiveerimine võib määrata ühe immuunvastuse variandi kujunemise. Th-aktivatsiooni krooniline tasakaalustamatus võib põhjustada immunopatoloogiliste seisundite teket, mis on seotud allergiate ilmingutega, autoimmuunpatoloogiaga, krooniliste põletikuliste protsessidega jne.
II. Kaasasündinud immuunsüsteemis on peamised tsütokiinide tootjad müeloidrakud. Toll-like retseptorite (TLR) abil tunnevad nad ära erinevate patogeenide sarnaseid molekulaarstruktuure, nn patogeeniga seotud molekulaarmustreid (RAMP), näiteks gramnegatiivsete bakterite lipopolüsahhariidi (LPS), lipoteikoiinhappeid, grammi peptidoglükaane. -positiivsed mikroorganismid, flagelliin, DNA-rikkad CpG kordused jne. Selle interaktsiooni tulemusena TLR-iga vallandub rakusisene signaaliülekande kaskaad, mis viib kahe peamise tsütokiinirühma geenide ekspressioonini: põletikueelsed ja 1. tüüpi IFN. Peamiselt kutsuvad need tsütokiinid (IL-1, -6, -8, -12 , TNFa, GM-CSF, IFN, kemokiinid jt) esile põletiku teket ning osalevad organismi kaitsmises bakteriaalsete ja viirusnakkuste eest.
III. Immuunsüsteemiga mitteseotud rakud (sidekoe-, epiteeli-, endoteelirakud) eritavad konstitutiivselt autokriinseid kasvufaktoreid (FGF, EGF, TGFR jne). ja tsütokiinid, mis toetavad hematopoeetiliste rakkude proliferatsiooni.
Tsütokiinide üleekspressioon on organismile ohtlik ja võib viia liigse põletikulise reaktsiooni ehk ägeda faasi reaktsiooni tekkeni. Põletikueelsete tsütokiinide tootmise reguleerimisse on kaasatud erinevad inhibiitorid. Seega on kirjeldatud mitmeid aineid, mis seovad mittespetsiifiliselt tsütokiini IL-1 ja takistavad selle bioloogilise toime avaldumist (a2-makroglobuliin, komplemendi C3-komponent, uromoduliin). Spetsiifilised IL-1 inhibiitorid hõlmavad lahustuvaid peibutusretseptoreid, antikehi ja IL-1 retseptori antagonisti (IL-1RA). Põletiku tekkega suureneb IL-1RA geeni ekspressioon. Kuid isegi tavaliselt esineb see antagonist veres suures kontsentratsioonis (kuni 1 ng / ml või rohkem), blokeerides endogeense IL-1 toime.
Sihtrakud
Tsütokiinide toimet sihtrakkudele vahendavad spetsiifilised retseptorid, mis seovad tsütokiine väga kõrge afiinsusega ning üksikud tsütokiinid võivad kasutada ühiseid retseptori alaühikuid. Iga tsütokiin seondub oma spetsiifilise retseptoriga.
Tsütokiini retseptorid on transmembraansed valgud ja jagunevad 5 põhitüüpi. Kõige tavalisem on nn hematopoetiini tüüpi retseptor, millel on kaks ekstratsellulaarset domeeni, millest üks sisaldab trüptofaani ja seriini kahe korduse aminohappejääkide ühist järjestust, mis on eraldatud mis tahes aminohappega (WSXWS motiiv). Teist tüüpi retseptoritel võib olla kaks ekstratsellulaarset domeeni suure hulga konserveerunud tsüsteiinidega. Need on IL-10 ja IFN perekonna retseptorid. Kolmandat tüüpi esindavad TNF rühma kuuluvad tsütokiini retseptorid. Neljas tsütokiini retseptorite tüüp kuulub immunoglobuliini retseptorite superperekonda, mille rakuvälised domeenid on struktuurilt sarnased immunoglobuliini molekulide domeenidega. Viiendat tüüpi retseptoreid, mis seob kemokiinide perekonna molekule, esindavad transmembraansed valgud, mis läbivad rakumembraani 7 kohas. Tsütokiini retseptorid võivad eksisteerida lahustuval kujul, säilitades võime ligandide siduda.
Tsütokiinid on võimelised mõjutama sihtrakkude proliferatsiooni, diferentseerumist, funktsionaalset aktiivsust ja apoptoosi. Tsütokiinide bioloogilise aktiivsuse avaldumine sihtrakkudes sõltub erinevate rakusiseste süsteemide osalemisest retseptori signaaliülekandes, mis on seotud sihtrakkude omadustega. Apoptoosi signaal viiakse muu hulgas läbi TNF-i retseptorite perekonna spetsiifilise piirkonna, niinimetatud "surma" domeeni, abiga. Diferentsiaal- ja aktiveerivad signaalid edastatakse intratsellulaarsete Jak-STAT valkude – signaalimuundurite ja transkriptsiooniaktivaatorite – kaudu. G-valgud osalevad kemokiinide signaaliülekandes, mis põhjustab suurenenud migratsiooni ja rakkude adhesiooni.
Viimast komponenti, tsütokiine ja nende antagoniste, kirjeldati eespool.
TSÜTOKIINIDE MÄÄRAMISE MEETODID
S.V. Sennikov, A.N. Silkov
Ülevaade on pühendatud praegu kasutatavatele tsütokiinide uurimise peamistele meetoditele. Lühidalt kirjeldatakse meetodite võimalusi ja eesmärki. Esitatakse erinevate lähenemisviiside eelised ja puudused tsütokiini geenide ekspressiooni analüüsimiseks nukleiinhapete tasemel ja valgu tootmise tasemel. (Tsütokiinid ja põletikud. 2005. T. 4, nr 1. S. 22-27.)
Märksõnad:ülevaade, tsütokiinid, määramismeetodid.
Sissejuhatus
Tsütokiinid on reguleerivad valgud, mis moodustavad universaalse vahendajate võrgustiku, mis on iseloomulik nii immuunsüsteemile kui ka teiste elundite ja kudede rakkudele. Kõik rakulised sündmused toimuvad selle regulatoorsete valkude klassi kontrolli all: proliferatsioon, diferentseerumine, apoptoos ja rakkude spetsiifiline funktsionaalne aktiivsus. Iga tsütokiini toime rakkudele on pleiotroopne, erinevate vahendajate toimespekter kattub ja üldiselt sõltub raku lõplik funktsionaalne seisund mitmete sünergistlikult toimivate tsütokiinide mõjust. Seega on tsütokiinisüsteem universaalne, polümorfne vahendajate reguleeriv võrgustik, mille eesmärk on kontrollida rakuliste elementide proliferatsiooni, diferentseerumist, apoptoosi ja funktsionaalset aktiivsust keha hematopoeetilistes, immuun- ja muudes homöostaatilistes süsteemides.
Esimeste tsütokiinide kirjeldamisest pole palju aega möödas. Nende uurimistöö viis aga ulatusliku teadmiste osa eraldamiseni - tsütokinoloogia, mis on erinevate teadmiste valdkondade lahutamatu osa, ja ennekõike immunoloogia, mis andis nende vahendajate uurimisele võimsa tõuke. Tsütokinoloogia läbib kõiki kliinilisi distsipliine alates haiguste etioloogiast ja patogeneesist kuni erinevate patoloogiliste seisundite ennetamise ja ravini. Järelikult peavad teadlased ja arstid navigeerima erinevates regulatiivsetes molekulides ja omama selget arusaama iga tsütokiini rollist uuritavates protsessides.
Tsütokiinide määramise meetodid on 20-aastase intensiivse uurimistöö jooksul väga kiiresti arenenud ja esindavad tänapäeval tervet teaduslike teadmiste valdkonda. Tsütokineoloogia teadlased seisavad oma töö alguses silmitsi meetodi valiku küsimusega. Ja siin peab uurija täpselt teadma, millist infot on tal vaja seatud eesmärgi saavutamiseks hankida. Praeguseks on tsütokiinisüsteemi hindamiseks välja töötatud sadu erinevaid meetodeid, mis annavad selle süsteemi kohta mitmekesist teavet. Tsütokiinide hindamine erinevates bioloogilistes söötmetes võib põhineda spetsiifilisel bioloogilisel aktiivsusel. Neid saab kvantifitseerida, kasutades erinevaid immunoanalüüsi meetodeid, kasutades polü- ja monoklonaalseid antikehi. Lisaks tsütokiinide sekretoorsete vormide uurimisele on võimalik uurida nende rakusisest sisaldust ja tootmist kudedes voolutsütomeetria, Western blot analüüsi ja in situ immunohistokeemia abil. Väga olulist teavet saab tsütokiini mRNA ekspressiooni, mRNA stabiilsuse, tsütokiini mRNA isovormide olemasolu, looduslike antisenss-nukleotiidjärjestuste uurimisel. Tsütokiini geenide alleelsete variantide uurimine võib anda olulist teavet ühe või teise vahendaja geneetiliselt programmeeritud kõrge või madala produktsiooni kohta. Igal meetodil on oma puudused ja eelised, oma eraldusvõime ja määramise täpsus. Teadlase teadmatus ja mittemõistmine nendest nüanssidest võib viia ta valejäreldusteni.
Tsütokiinide bioloogilise aktiivsuse määramine
Avastuse ajalugu ja esimesed sammud tsütokiinide uurimisel olid tihedalt seotud immunokompetentsete rakkude ja rakuliinide kasvatamisega. Seejärel näidati mitmete valgulise iseloomuga lahustuvate tegurite regulatiivset mõju (bioloogilist aktiivsust) lümfotsüütide proliferatiivsele aktiivsusele, immunoglobuliinide sünteesile, immuunvastuste kujunemisele in vitro mudelites. Üks esimesi meetodeid vahendajate bioloogilise aktiivsuse määramiseks on inimese lümfotsüütide migratsioonifaktori ja selle inhibeerimise teguri määramine. Tsütokiinide bioloogiliste mõjude uurimisega on tekkinud erinevad meetodid nende bioloogilise aktiivsuse hindamiseks. Seega määrati IL-1, hinnates hiire tümotsüütide proliferatsiooni in vitro, IL-2 - võimet stimuleerida lümfoblastide proliferatiivset aktiivsust, IL-3 - vereloomekolooniate kasvuga in vitro, IL-4 - vastavalt võimele stimuleerida lümfoblastide proliferatiivset aktiivsust. komitogeenne toime Ia-valkude suurenenud ekspressiooni, IgG1 ja IgE moodustumise indutseerimise kaudu jne. ... Nende meetodite loetelu võib jätkata, seda ajakohastatakse pidevalt, kui avastatakse lahustuvate tegurite uusi bioloogilisi aktiivsusi. Nende peamine puudus on mittestandardsed meetodid, nende ühendamise võimatus. Tsütokiinide bioloogilise aktiivsuse määramise meetodite edasiarendamine tõi kaasa suure hulga ühe või teise tsütokiini suhtes tundlike rakuliinide või multitundlike liinide loomise. Enamikku neist tsütokiinitundlikest rakkudest võib nüüd leida kaubanduslike rakuliinide loenditest. Näiteks IL-1a ja b testimiseks kasutatakse D10S rakuliini, IL-2 ja IL-15 puhul CTLL-2 rakuliini, IL-3, IL-4, IL-5, IL-9 jaoks. , IL-13, GM-CSF - rakuliin TF-1, IL-6 jaoks - rakuliin B9, IL-7 jaoks - rakuliin 2E8, TNFa ja TNFb - rakuliin L929, IFNg - rakuliin WiDr, jaoks IL-18 – rakuliin KG-1.
Sellel immunoaktiivsete valkude uurimise lähenemisviisil koos tuntud eelistega, nagu küpsete ja aktiivsete valkude tegeliku bioloogilise aktiivsuse mõõtmine, kõrge reprodutseeritavus standardtingimustes, on aga omad puudused. Nende hulka kuuluvad ennekõike rakuliinide tundlikkus mitte ühe tsütokiini, vaid mitme seotud tsütokiini suhtes, mille bioloogilised toimed kattuvad. Lisaks ei saa välistada võimalust, et sihtrakud indutseerivad teiste tsütokiinide tootmist, mis võivad testitud parameetrit moonutada (reeglina proliferatsioon, tsütotoksilisus, kemotaksis). Me ei tea veel kõiki tsütokiine ja mitte kõiki nende mõjusid, seetõttu ei hinda me mitte tsütokiini ennast, vaid kogu spetsiifilist bioloogilist aktiivsust. Seega on bioloogilise aktiivsuse hindamine erinevate vahendajate koguaktiivsusena (ebapiisav spetsiifilisus) selle meetodi üks puudusi. Lisaks on tsütokiinitundlike liinide abil võimatu tuvastada inaktiveeritud molekule ja nendega seotud valke. See tähendab, et sellised meetodid ei kajasta paljude tsütokiinide tegelikku tootmist. Teine oluline rakuliinide kasutamise puudus on vajadus rakukultuuri labori järele. Lisaks on kõik protseduurid rakkude kasvatamiseks, nende inkubeerimiseks uuritud valkude ja söötmega aeganõudvad. Samuti tuleb märkida, et rakuliinide pikaajaline kasutamine nõuab uuendamist või uuesti sertifitseerimist, kuna kultiveerimise tulemusena võivad need muteeruda ja muutuda, mis võib viia nende tundlikkuse muutumiseni vahendajate suhtes ja rakuliinide täpsuse vähenemiseni. bioloogilise aktiivsuse määramine. See meetod sobib aga ideaalselt rekombinantsete vahendajate spetsiifilise bioloogilise aktiivsuse testimiseks.
Tsütokiinide kvantifitseerimine antikehade abil
Immunokompetentsete ja muud tüüpi rakkude toodetud tsütokiinid vabastatakse rakuvälisesse ruumi parakriinsete ja autokriinsete signaalide interaktsioonide rakendamiseks. Nende valkude kontsentratsiooni järgi vereseerumis või konditsioneeritud keskkonnas saab hinnata patoloogilise protsessi olemust ja teatud rakufunktsioonide liigset või puudumist patsiendil.
Tsütokiinide määramise meetodid spetsiifiliste antikehade abil on tänapäeval kõige levinumad süsteemid nende valkude tuvastamiseks. Need meetodid on läbinud terve rea modifikatsioone, kasutades erinevaid märgiseid (radioisotoop, fluorestsents, elektrokemoluminestsents, ensüüm jne). Kui radioisotoopmeetoditel on mitmeid radioaktiivse märgise kasutamisega seotud puudusi ja märgistatud reaktiivide kasutamise piiratud ajaline võimalus (poolväärtusaeg), siis ensümaatilised immunosorbentmeetodid on leidnud kõige laialdasema kasutuse. Need põhinevad ensümaatilise reaktsiooni lahustumatute saaduste visualiseerimisel, mis neelavad valgust teadaoleva lainepikkusega kogustes, mis on samaväärsed analüüdi kontsentratsiooniga. Mõõdetavate ainete sidumiseks kasutatakse tahkele polümeeralusele kantud antikehi, visualiseerimiseks aga ensüümidega konjugeeritud antikehi, tavaliselt leeliselise fosfataasi või mädarõika peroksidaasiga.
Meetodi eelised on ilmsed: see on kõrge määramistäpsus standardtingimustes reaktiivide säilitamiseks ja protseduuride läbiviimiseks, kvantitatiivne analüüs ja reprodutseeritavus. Puudusteks on määratud kontsentratsioonide piiratud vahemik, mille tulemusena loetakse kõik teatud läve ületavad kontsentratsioonid sellega võrdseks. Tuleb märkida, et meetodi täitmiseks kuluv aeg varieerub sõltuvalt tootja soovitustest. Kuid igal juhul räägime mitmest tunnist, mis kulub reaktiivide inkubeerimiseks ja pesemiseks. Lisaks määratakse tsütokiinide varjatud ja seotud vormid, mis oma kontsentratsioonis võivad oluliselt ületada vabu vorme, mis vastutavad peamiselt vahendaja bioloogilise aktiivsuse eest. Seetõttu on soovitav kasutada seda meetodit koos vahendaja bioloogilise aktiivsuse hindamise meetoditega.
Immunoanalüüsi meetodi teine modifikatsioon, mis on leidnud laialdast rakendust, on elektrokemiluminestsentsmeetod (ECL) valkude määramiseks ruteeniumi ja biotiiniga märgistatud antikehadega. Sellel meetodil on radioisotoopide ja ensüümide immunoanalüüside ees järgmised eelised: rakendamise lihtsus, meetodi lühike täitmisaeg, pesemisprotseduuride puudumine, väike proovi maht, suur tsütokiinide kontsentratsioonide vahemik seerumis ja konditsioneeritud keskkonnas, meetodi kõrge tundlikkus. meetod ja selle reprodutseeritavus. Vaadeldav meetod on vastuvõetav kasutamiseks nii teadusuuringutes kui ka kliinilistes uuringutes.
Järgmine meetod tsütokiinide hindamiseks bioloogilises keskkonnas töötatakse välja voolufluorimeetria tehnoloogial. See võimaldab teil üheaegselt hinnata kuni sadu valke proovis. Praegu on kaubanduslikud komplektid loodud kuni 17 tsütokiini määramiseks. Sellegipoolest määravad selle meetodi eelised ka selle puudused. Esiteks on see mitme valgu määramiseks optimaalsete tingimuste valiku töömahukus ja teiseks on tsütokiinide tootmine kaskaadse iseloomuga, mille tootmispiigid on erinevatel aegadel. Seetõttu ei ole suure hulga valkude samaaegne määramine alati informatiivne.
Immuunanalüüsi meetodite üldine nõue, kasutades nn. "sandwich" on antikehade paari hoolikas valik, mis võimaldab määrata analüüsitava valgu vaba või seotud vormi, mis seab sellele meetodile piirangud ja mida tuleb saadud andmete tõlgendamisel alati arvesse võtta. Need meetodid määravad tsütokiinide koguproduktsiooni erinevate rakkude poolt, samal ajal on võimalik hinnata tsütokiinide antigeenispetsiifilist tootmist immunokompetentsete rakkude poolt ainult hüpoteetiliselt.
Nüüdseks on välja töötatud ELISpot (Enzyme-Liked ImmunoSpot) süsteem, mis need puudused suures osas kõrvaldab. Meetod võimaldab poolkvantitatiivselt hinnata tsütokiinide tootmist üksikute rakkude tasemel. Selle meetodi kõrge eraldusvõime võimaldab hinnata tsütokiinide antigeeni poolt stimuleeritud tootmist, mis on spetsiifilise immuunvastuse hindamiseks väga oluline.
Järgmine, teaduslikel eesmärkidel laialdaselt kasutatav meetod on tsütokiinide rakusisene määramine voolutsütomeetria abil. Selle eelised on ilmsed. Me saame fenotüüpiliselt iseloomustada tsütokiini tootvate rakkude populatsiooni ja/või määrata üksikute rakkude poolt toodetud tsütokiinide spektri koos võimalusega seda produktsiooni suhteliselt kvantitatiivselt iseloomustada. Samal ajal on kirjeldatud meetod üsna keeruline ja nõuab kalleid seadmeid.
Järgmised meetodid, mida kasutatakse peamiselt teaduslikel eesmärkidel, on immunohistokeemilised meetodid, mis kasutavad märgistatud monoklonaalseid antikehi. Eelised on ilmsed – tsütokiinide produktsiooni määramine otse kudedes (in situ), kus toimuvad mitmesugused immunoloogilised reaktsioonid. Vaadeldavad meetodid on aga väga töömahukad ega anna täpseid kvantitatiivseid andmeid.
A. Interferoonid (IFN):
1. Loomulik IFN (1. põlvkond):
2. Rekombinantne IFN (2. põlvkond):
a) lühitoimeline:
IFN a2b: intron-A
IFN β: avonex et al.
(pegüleeritud IFN-id): peginterferoon
B. Interferooni indutseerijad (interferonogeenid):
1... Sünteetiline- tsükloferoon, tiloroon, dibasool ja jne.
2. Loomulik- ridostiin jne.
V. Interleukiinid : rekombinantne interleukiin-2 (ronkoleukiin, aldesleukiin, proleukiin, ) , rekombinantne interleukiin 1-beeta (betaleukiin).
G. Kolooniaid stimuleerivad tegurid (molgramostim jne)
Peptiidipreparaadid
Tüümuse peptiidi preparaadid .
Harknääre poolt toodetud peptiidiühendid stimuleerida T-lümfotsüütide küpsemist(tümopoetiinid).
Algselt alandatud väärtustel suurendavad tüüpiliste peptiidide preparaadid T-rakkude arvu ja nende funktsionaalset aktiivsust.
Esimese põlvkonna tüümuse preparaatide asutaja Venemaal oli Taktivin, mis on veiste harknäärest ekstraheeritud peptiidide kompleks. Tüümuse peptiidide kompleksi sisaldavad preparaadid hõlmavad ka Timalin, Timoptin ja teised, ja need, mis sisaldavad harknääre ekstrakte - Timostimulin ja Vilozen.
Veiste tüümuse peptiidi preparaadid tümaliin, tümostimuliin süstitakse intramuskulaarselt ja taktiviin, timoptiin- nahaalune, peamiselt ebapiisava rakulise immuunsusega:
T-immuunpuudulikkusega,
Viiruslikud infektsioonid
Infektsioonide ennetamiseks kasvajate kiiritusravi ja keemiaraviga.
Esimese põlvkonna tüümuse preparaatide kliiniline efektiivsus on väljaspool kahtlust, kuid neil on üks puudus: need kujutavad endast bioloogiliselt aktiivsete peptiidide jagamatut segu, mida on üsna raske standardida.
Tüümuse päritolu ravimite valdkonnas tehti edusamme teise ja kolmanda põlvkonna ravimite - looduslike tüümuse hormoonide sünteetiliste analoogide või nende bioloogilise aktiivsusega fragmentide - loomisel.
Kaasaegne ravim immunofaan - heksapeptiidi, tümopoetiini aktiivse tsentri sünteetilist analoogi, kasutatakse immuunpuudulikkuse ja kasvajate korral. Ravim stimuleerib IL-2 moodustumist immunokompetentsete rakkude poolt, suurendab lümfoidrakkude tundlikkust selle lümfokiini suhtes, vähendab TNF (kasvaja nekroosifaktori) tootmist, omab regulatiivset toimet immuunsuse vahendajate (põletik) ja immunoglobuliinide tootmisele.
Luuüdi peptiidipreparaadid
Müelopiidid saadakse imetajate luuüdirakkude (vasikad, sead) kultuurist. Ravimi toimemehhanism on seotud B- ja T-rakkude proliferatsiooni ja funktsionaalse aktiivsuse stimuleerimisega.
Organismis peetakse selle ravimi sihtmärki B-lümfotsüüdid. Immuun- või hematopoeesi kahjustuse korral põhjustab müelopiidi kasutuselevõtt luuüdi rakkude üldise mitootilise aktiivsuse suurenemist ja nende diferentseerumise suunda küpsete B-lümfotsüütide suunas.
Müelopiidi kasutatakse sekundaarsete immuunpuudulikkuse seisundite kompleksravis, kus domineeriv on immuunsuse humoraalse lüli kahjustus, nakkuslike komplikatsioonide ennetamiseks pärast operatsiooni, traumat, osteomüeliidi, mittespetsiifiliste kopsuhaiguste, kroonilise püoderma korral. Ravimi kõrvaltoimed on pearinglus, nõrkus, iiveldus, hüpereemia ja valulikkus süstekohas.
Kõik selle rühma ravimid on vastunäidustatud rasedatele naistele, müelopiidid ja imunofaanid on vastunäidustatud ema ja loote vahelise Rh-konflikti olemasolul.
Immunoglobuliini preparaadid
Inimese immunoglobuliinid
a) Immunoglobuliinid intramuskulaarseks manustamiseks
Mittespetsiifiline: inimese immunoglobuliin normaalne
Konkreetne: inimese immunoglobuliin B-hepatiidi vastu, inimese antistafülokoki immunoglobuliin, inimese teetanuse immunoglobuliin, inimese immunoglobuliin puukentsefaliidi vastu, inimese immunoglobuliin marutaudiviiruse vastu jne.
b) Immunoglobuliinid intravenoosseks manustamiseks
Mittespetsiifiline: normaalne inimese immunoglobuliin intravenoosseks manustamiseks (gabriglobiin, immunoveniin, intraglobiin, humaglobiin)
Konkreetne: inimese B-hepatiidi vastane immunoglobuliin (neohepatekt), pentaglobiin (sisaldab antibakteriaalset IgM, IgG, IgA), tsütomegaloviiruse vastane immunoglobuliin (cytotect), inimese immunoglobuliin puukentsefaliidi vastu, marutaudivastane IG jne.
c) Immunoglobuliinid suukaudseks manustamiseks: immunoglobuliinikompleksi preparaat (CIP) enteraalseks manustamiseks ägedate sooleinfektsioonide korral; rotaviirusevastane immunoglobuliin suukaudseks manustamiseks.
Heteroloogilised immunoglobuliinid:
marutaudi immunoglobuliin hobuse seerumist, antigangreenne polüvalentne hobuseseerum jne.
Mittespetsiifiliste immunoglobuliinide preparaate kasutatakse primaarse ja sekundaarse immuunpuudulikkuse korral, spetsiifiliste immunoglobuliinide preparaate sobivate infektsioonide korral (terapeutilistel või profülaktilistel eesmärkidel).
Tsütokiinid ja nendel põhinevad preparaadid
Arenenud immuunvastuse reguleerimist teostavad tsütokiinid - endogeensete immunoregulatoorsete molekulide kompleks, mis on aluseks suure rühma nii looduslike kui ka rekombinantsete immunomoduleerivate ravimite loomisele.
Interferoonid (IFN):
1. Loomulik IFN (1. põlvkond):
Alfaferonid: inimese leukotsüütide IFN jne.
Betaferons: inimese fibroblastide IFN ja teised.
2. Rekombinantne IFN (2. põlvkond):
a) lühitoimeline:
IFN a2a: reaferon, viferon jne.
IFN a2b: intron-A
IFN β: avonex et al.
b) pikaajaline toime(pegüleeritud IFN-id): peginterferoon (IFN a2b + polüetüleenglükool) jne.
IFN-ravimite peamine toimesuund on T-lümfotsüüdid (looduslikud tapjarakud ja tsütotoksilised T-lümfotsüüdid).
Looduslikud interferoonid saadakse doonorivere leukotsüütide kultuuris (lümfoblastoidide ja teiste rakkude kultuuris) indutseerija viiruse mõjul.
Rekombinantseid interferoone toodetakse geenitehnoloogia meetodil – kultiveerides bakteritüvesid, mis sisaldavad oma geneetilises aparaadis inimese interferooni geeni manustatud rekombinantset plasmiidi.
Interferoonidel on viirusevastane, kasvajavastane ja immunomoduleeriv toime.
Viirusevastaste ainetena on interferooni preparaadid kõige tõhusamad herpeediliste silmahaiguste (lokaalselt tilkade kujul, subkonjunktivaalselt), nahal, limaskestadel ja suguelunditel lokaliseeritud herpes simplexi, vöötohatise (lokaalselt hüdrogeeli kujul) ravis. salvi baasil), äge ja krooniline viirushepatiit B ja C (parenteraalselt, rektaalselt suposiitides), gripi ja ägedate hingamisteede viirusnakkuste raviks ja ennetamiseks (intranasaalselt tilkade kujul). HIV-nakkuse korral normaliseerivad rekombinantsed interferoonipreparaadid immunoloogilisi parameetreid, vähendavad haiguse kulgu raskust enam kui 50% juhtudest ning põhjustavad vireemia taseme ja haiguse seerumimarkerite sisalduse vähenemist. AIDS-i korral viiakse läbi kombineeritud ravi asidotümidiiniga.
Interferooni preparaatide kasvajavastane toime on seotud proliferatsioonivastase toimega ja looduslike tapjarakkude aktiivsuse stimuleerimisega. Kasvajavastaste ainetena kasutatakse IFN-alfat, IFN-alfa-2a-t, IFN-alfa-2b-d, IFN-alfa-n1-d, IFN-beetat.
IFN-beeta-lb kasutatakse immunomodulaatorina hulgiskleroosi korral.
Interferooni preparaadid põhjustavad sarnaseid kõrvalmõjud... Iseloomustab gripilaadne sündroom; muutused kesknärvisüsteemis: pearinglus, ähmane nägemine, segasus, depressioon, unetus, paresteesia, treemor. Seedetraktist: isutus, iiveldus; kardiovaskulaarsüsteemi küljelt on võimalikud südamepuudulikkuse sümptomid; kuseteede süsteemist - proteinuuria; hematopoeetilise süsteemi poolt - mööduv leukopeenia. Võib esineda ka lööve, sügelus, alopeetsia, ajutine impotentsus, ninaverejooks.
Interferooni indutseerijad (interferonogeenid):
1. Sünteetiline - tsükloferoon, tiloroon, poludaan jne.
2. Loomulik - ridostiin jne.
Interferooni indutseerijad on ravimid, mis suurendavad endogeense interferooni sünteesi. Neil ravimitel on rekombinantsete interferoonide ees mitmeid eeliseid. Neil puudub antigeenne toime. Endogeense interferooni stimuleeritud süntees ei põhjusta hüperinferoneemiat.
Tiloron(amiksiin) viitab madala molekulmassiga sünteetilistele ühenditele, on interferooni suukaudne indutseerija. Sellel on lai valik viirusevastast toimet DNA ja RNA viiruste vastu. Viirusevastase ja immunomoduleeriva ainena kasutatakse seda gripi, ägedate hingamisteede viirusnakkuste, A-hepatiidi ennetamiseks ja raviks, viirushepatiidi, herpes simplexi (sh urogenitaalse) ja vöötohatise raviks, klamüüdiainfektsioonide kompleksravis, neuroviirus- ja nakkus-allergilised haigused, sekundaarse immuunpuudulikkusega. Ravim on hästi talutav. Võimalikud on düspeptilised sümptomid, lühiajalised külmavärinad, suurenenud üldine toon, mis ei nõua ravimi katkestamist.
Poludan on polüadenüül- ja polüuridüülhapete (ekvimolaarsetes vahekordades) biosünteetiline polüribonukleotiidide kompleks. Ravimil on herpes simplex-viiruste suhtes väljendunud pärssiv toime. Seda kasutatakse silmatilkade ja süstide kujul konjunktiivi alla. Ravim on ette nähtud täiskasvanutele viiruslike silmahaiguste raviks: herpeetiline ja adenoviiruslik konjunktiviit, keratokonjunktiviit, keratiit ja keratoiridotsükliit (keratouveiit), iridotsükliit, korioretiniit, optiline neuriit.
Kõrvalmõjud esinevad harva ja väljenduvad allergiliste reaktsioonide tekkes: sügelus ja võõrkeha tunne silmas.
Tsükloferoon- madala molekulmassiga interferooni indutseerija. Sellel on viirusevastane, immunomoduleeriv ja põletikuvastane toime. Cycloferon on efektiivne puukentsefaliidi viiruste, herpese, tsütomegaloviiruse, HIV jne vastu. Sellel on klamüüdiavastane toime. Efektiivne süsteemsete sidekoehaiguste korral. On kindlaks tehtud ravimi radioprotektiivne ja põletikuvastane toime.
Arbidol on ette nähtud seespidiselt gripi ja teiste ägedate hingamisteede viirusnakkuste, samuti herpeshaiguste ennetamiseks ja raviks.
Interleukiinid:
rekombinantne IL-2 (aldesleukiin, proleukiin, ronkoleukiin ) , rekombinantne IL-1beeta ( betaleukiin).
Loodusliku päritoluga tsütokiinipreparaate, mis sisaldavad üsna suurt hulka põletikutsütokiine ja immuunvastuse esimest faasi, iseloomustab mitmetahuline toime inimkehale. Need ravimid toimivad rakkudele, mis on seotud põletiku, regeneratsiooni ja immuunvastusega.
Aldesleukin- IL-2 rekombinantne analoog. Sellel on immunomoduleeriv ja kasvajavastane toime. Aktiveerib rakulise immuunsuse. Parandab T-lümfotsüütide ja IL-2-sõltuvate rakupopulatsioonide proliferatsiooni. Suurendab lümfotsüütide ja tapjarakkude tsütotoksilisust, mis tunnevad ära ja hävitavad kasvajarakud. Suurendab gamma-interferooni, TNF, IL-1 tootmist. Seda kasutatakse neeruvähi korral.
Betaleukiin- inimese rekombinantne IL-1 beeta. Stimuleerib leukopoeesi ja immuunkaitset. Seda manustatakse naha alla või intravenoosselt immuunpuudulikkusega mädaste protsesside, keemiaravi tagajärjel tekkinud leukopeenia, kasvajate korral.
Roncoleukin- interleukiin-2 rekombinantset preparaati manustatakse intravenoosselt immuunpuudulikkusega sepsise, samuti neeruvähi korral.
Kolooniaid stimuleerivad tegurid:
Molgramostim(Leukomax) on inimese granulotsüütide-makrofaagide kolooniaid stimuleeriva faktori rekombinantne preparaat. Stimuleerib leukopoeesi, omab immunotroopset aktiivsust. See suurendab prekursorite proliferatsiooni ja diferentseerumist, suurendab küpsete rakkude sisaldust perifeerses veres, granulotsüütide, monotsüütide, makrofaagide kasvu. Suurendab küpsete neutrofiilide funktsionaalset aktiivsust, suurendab fagotsütoosi ja oksüdatiivset metabolismi, pakkudes fagotsütoosi mehhanisme, suurendab tsütotoksilisust pahaloomuliste rakkude vastu.
Filgrastiim(Neupogen) on inimese granulotsüütide kolooniaid stimuleeriva faktori rekombinantne preparaat. Filgrastiim reguleerib neutrofiilide tootmist ja nende sisenemist luuüdist verre.
Lenograstim- inimese granulotsüütide kolooniaid stimuleeriva faktori rekombinantne preparaat. See on kõrgelt rafineeritud valk. See on immunomodulaator ja leukopoeesi stimulaator.
Sünteetilised immunostimulaatorid: levamisool, isoprinosiinpolüoksidoonium, galavit.
Levamisool(decaris), imidasooli derivaati, kasutatakse immunostimulaatorina, samuti antihelmintia vahendina askariaas. Levamisooli immunostimuleerivad omadused on seotud makrofaagide ja T-lümfotsüütide aktiivsuse suurenemisega.
Levamisooli määratakse suu kaudu korduvate herpeediliste infektsioonide, kroonilise viirushepatiidi, autoimmuunhaiguste (reumatoidartriit, süsteemne erütematoosluupus, Crohni tõbi) korral. Ravimit kasutatakse ka jämesoole kasvajate korral pärast kasvajate kirurgilist, kiiritus- või medikamentoosset ravi.
Isoprinosiin- inosiini sisaldav preparaat. Stimuleerib makrofaagide aktiivsust, interleukiinide tootmist, T-lümfotsüütide proliferatsiooni.
Määrake sees viirusnakkuste, hingamisteede ja kuseteede krooniliste infektsioonide, immuunpuudulikkuse korral.
Polüoksidoonium- sünteetiline vees lahustuv polümeerühend. Ravimil on immunostimuleeriv ja detoksifitseeriv toime, see suurendab organismi immuunresistentsust kohalike ja üldiste infektsioonide vastu. Polüoksidoonium aktiveerib kõik loodusliku resistentsuse tegurid: monotsüüt-makrofaagisüsteemi rakud, neutrofiilid ja looduslikud tapjarakud, suurendades nende funktsionaalset aktiivsust algselt vähendatud kiirusega.
Galavit- ftalhüdrasiidi derivaat. Selle ravimi eripära seisneb mitte ainult immunomoduleerivate, vaid ka väljendunud põletikuvastaste omaduste olemasolus.
Immunostimuleeriva toimega teiste farmakoloogiliste klasside ravimid
1. Adaptogeenid ja taimsed preparaadid (fütopreparaadid): Echinacea (immunal), eleutherococcus, ženšenni, rhodiola rosea jne preparaadid.
2. Vitamiinid: askorbiinhape (C-vitamiin), tokoferoolatsetaat (E-vitamiin), retinoolatsetaat (A-vitamiin) (vt lõik "Vitamiinid").
Echinacea preparaadid neil on immunostimuleerivad ja põletikuvastased omadused. Suukaudsel manustamisel suurendavad need ravimid makrofaagide ja neutrofiilide fagotsüütilist aktiivsust, stimuleerivad interleukiin-1 tootmist, T-abistajate aktiivsust ja B-lümfotsüütide diferentseerumist.
Echinacea preparaate kasutatakse immuunpuudulikkuse ja krooniliste põletikuliste haiguste korral. Eriti, immuunne on ette nähtud suukaudselt tilkade kujul ägedate hingamisteede infektsioonide ennetamiseks ja raviks, samuti koos antibakteriaalsete ainetega naha, hingamisteede ja kuseteede infektsioonide raviks.
Immunostimulaatorite kasutamise üldpõhimõtted sekundaarse immuunpuudulikkusega patsientidel
Immunostimulantide kasutamine näib olevat kõige õigustatud immuunpuudulikkuse korral, mis väljendub suurenenud nakkushaigestumuses. Immunostimuleerivate ravimite peamiseks sihtmärgiks jäävad sekundaarsed immuunpuudulikkused, mis väljenduvad sagedaste korduvate nakkus- ja põletikuliste haigustena, mis on igasuguse lokalisatsiooni ja mis tahes etioloogiaga, mida on raske ravida. Iga kroonilise nakkus- ja põletikulise protsessi keskmes on muutused immuunsüsteemis, mis on selle protsessi püsimise üheks põhjuseks.
· Immunomodulaatorid määratakse kompleksravis samaaegselt antibiootikumide, seenevastaste, algloomadevastaste või viirusevastaste ainetega.
· Immunorehabilitatsioonimeetmete läbiviimisel, eriti mittetäieliku taastumise korral pärast ägedat nakkushaigust, võib monoteraapiana kasutada immunomodulaatoreid.
· Soovitatav on kasutada immunomodulaatoreid immunoloogilise monitooringu taustal, mida tuleks läbi viia sõltumata esmaste immuunsüsteemi muutuste olemasolust või puudumisest.
· Immuunsuse fagotsüütilisele lülile mõjuvaid immunomodulaatoreid võib määrata patsientidele, kellel on nii tuvastatud kui ka avastamata immuunseisundi häired, s.t. nende kasutamise aluseks on kliiniline pilt.
Immuunsuse mis tahes parameetri vähenemine, mis ilmnes immuundiagnostilise uuringu käigus praktiliselt tervel inimesel, mitte tingimata on immunomoduleeriva ravi määramise aluseks.
Kontrollküsimused:
1. Mis on immunostimulaatorid, millised on immunoteraapia näidustused, millisteks tüüpideks jagunevad immuunpuudulikkuse seisundid?
2. Immunomodulaatorite klassifikatsioon toime eelisselektiivsuse järgi?
3. Mikroobse päritoluga immunostimulaatorid ja nende sünteetilised analoogid, nende farmakoloogilised omadused, näidustused, vastunäidustused, kõrvaltoimed?
4. Endogeensed immunostimulaatorid ja nende sünteetilised analoogid, nende farmakoloogilised omadused, näidustused, vastunäidustused, kõrvaltoimed?
5. Tüümuse ja luuüdi peptiidide preparaadid, nende farmakoloogilised omadused, näidustused, vastunäidustused, kõrvaltoimed?
6. Immunoglobuliinide ja interferoonide (IFN) preparaadid, nende farmakoloogilised omadused, näidustused, vastunäidustused, kõrvaltoimed?
7. Interferooni indutseerijate (interferonogeenide) preparaadid, nende farmakoloogilised omadused, näidustused, vastunäidustused, kõrvaltoimed?
8. Interleukiinide ja kolooniaid stimuleerivate faktorite preparaadid, nende farmakoloogilised omadused, näidustused, vastunäidustused, kõrvaltoimed?
9. Sünteetilised immunostimulaatorid, nende farmakoloogilised omadused, näidustused, vastunäidustused, kõrvaltoimed?
10. Immunostimuleeriva toimega teiste farmakoloogiliste klasside ravimid ja immunostimulantide kasutamise üldpõhimõtted sekundaarse immuunpuudulikkusega patsientidel?
3. Tsütokiinid: üldised omadused, klassifikatsioon. Interleukiinid.
Tsütokiinid Kas aktiveeritud rakkude poolt sekreteeritud peptiidsed vahendajad, mis reguleerivad interaktsioone, aktiveerivad kõik SI enda lingid ning mõjutavad erinevaid organeid ja kudesid. Üldised omadused tsütokiinid: 1. Kas glükoproteiinid. 2. Mõjutada rakku ennast ja selle lähiümbrust. Need on lühitoimelised molekulid. 3. Need toimivad minimaalsetes kontsentratsioonides. 4. Tsütokiinidel on vastavad spetsiifilised retseptorid rakupinnal. 5. Tsütokiinide toimemehhanism seisneb signaali edastamises pärast interaktsiooni retseptoriga rakumembraanilt selle geneetilisele aparatuurile. Sel juhul muutub raku valkude ekspressioon koos raku funktsiooni muutumisega (näiteks vabanevad teised tsütokiinid). Tsütokiinid jagunevad mitmeks põhirühmaks. .1. Interleukiinid (IL) 2. Interferoonid 3. Tuumori nekroosifaktorite rühm (TNF) 4. Kolooniaid stimuleerivate tegurite rühm (näiteks granulotsüütide-makrofaagide kolooniaid stimuleeriv faktor - GM-CSF) 5. Kasvufaktorite rühm (endoteliaalne kasvufaktor, närvikasvufaktor, jne) 6. Kemokiinid ... Tsütokiine, mida eritavad peamiselt immuunsüsteemi rakud, nimetatakse interleukiinideks (IL) – interleukotsüütide interaktsiooni faktoriteks. Need on nummerdatud järjekorras (IL-1 - IL-31). Neid vabastavad leukotsüüdid, kui neid stimuleerivad mikroobsed tooted ja muud antigeenid. IL-1 eritavad makrofaagid ja dendriitrakud, põhjustab temperatuuri tõusu, stimuleerib ja aktiveerib tüvirakke, T-lümfotsüüte, neutrofiile ning osaleb põletike tekkes. Seda esineb kahes vormis - IL-1a ja IL-1b. IL-2 sekreteerivad T-abistajad (peamiselt tüüp 1, Th1) ja stimuleerib T- ja B-lümfotsüütide, NKC, monotsüütide proliferatsiooni ja diferentseerumist. IL-3 on üks peamisi vereloomefaktoreid, stimuleerib hematopoeesi, makrofaagide, fagotsütoosi varajaste prekursorite proliferatsiooni ja diferentseerumist. IL-4 - B-lümfotsüütide kasvufaktor, stimuleerib nende vohamist diferentseerumise varases staadiumis; sekreteeritakse 2. tüüpi T-lümfotsüütide ja basofiilide poolt.IL-5 stimuleerib eosinofiilide, basofiilide küpsemist ja immunoglobuliinide sünteesi B-lümfotsüütide poolt, toodetakse T-lümfotsüütide poolt antigeenide mõjul. IL-6 on mitme toimega tsütokiin, mida vabastavad T-lümfotsüüdid, makrofaagid ja paljud immuunsüsteemi välised rakud, stimuleerib B-lümfotsüütide küpsemist plasmarakkudeks, T-rakkude arengut ja vereloomet ning aktiveerib põletikku. IL-7 on lümfopoeetiline faktor, aktiveerib lümfotsüütide prekursorite proliferatsiooni, stimuleerib T-rakkude diferentseerumist, moodustub stroomarakkudest, samuti keratotsüütidest, hepatotsüütidest ja teistest neerurakkudest IL-8 on neutrofiilide kemotaksise regulaator. ja T-rakud (kemokiin); sekreteeritud T-rakkude, monotsüütide, endoteeli poolt. See aktiveerib neutrofiile, põhjustab nende suunatud migratsiooni, adhesiooni, ensüümide ja reaktiivsete hapnikuühendite vabanemist, stimuleerib T-lümfotsüütide kemotaksist, basofiilide degranulatsiooni, makrofaagide adhesiooni, angiogeneesi. IL-10 sekreteerivad T-lümfotsüüdid (2. tüüpi abistaja Tx2 ja regulatoorsed T-abistajad – Tr). Supresseerib põletikueelsete tsütokiinide (IL-1, IL-2, TNF jne) vabanemist IL-11 – luuüdi stroomarakkude poolt toodetud, vereloomefaktor, toimib sarnaselt IL-3-ga. IL-12 - allikas - monotsüüdid-makrofaagid, dendriitrakud põhjustavad aktiveeritud T-lümfotsüütide ja looduslike tapjarakkude proliferatsiooni, võimendab IL-2 toimet. IL-13 - eritavad T-lümfotsüüdid, aktiveerib B-rakkude diferentseerumist IL-18 - toodetakse monotsüütide ja makrofaagide, dendriitrakkude poolt, stimuleerib 1. tüüpi T-abistajaid ja nende gamma-interferooni tootmist, inhibeerib IgE sünteesi.
Tsütokiinid on teatud tüüpi valk, mida immuunrakud ja teiste organite rakud võivad organismis toota. Enamikku neist rakkudest võivad genereerida leukotsüüdid.
Tsütokiinide abil saab keha oma rakkude vahel edastada mitmesugust informatsiooni. Selline aine siseneb raku pinnale ja võib kontakteeruda teiste retseptoritega, edastades signaali.
Need elemendid moodustatakse ja eraldatakse kiiresti. Nende loomisel võivad osaleda erinevad kangad. Samuti võivad tsütokiinid avaldada teatud mõju teistele rakkudele. Nad võivad nii üksteise tegevust tõhustada kui ka vähendada.
Selline aine võib oma tegevust avaldada ka siis, kui selle kontsentratsioon organismis on väike. Samuti võib tsütokiin mõjutada erinevate patoloogiate teket organismis. Nende abiga viivad arstid läbi mitmesuguseid patsiendi uurimise meetodeid, eriti onkoloogias ja nakkushaigustes.
Tsütokiin võimaldab täpselt diagnoosida vähki ja seetõttu kasutatakse seda onkoloogias sageli jääkdiagnoosi püstitamiseks. Selline aine võib kehas iseseisvalt areneda ja paljuneda, mõjutamata seejuures selle tööd. Nende elementide abil hõlbustatakse patsiendi mis tahes uurimist, sealhulgas onkoloogias.
Nad mängivad kehas olulist rolli ja täidavad palju funktsioone. Üldiselt on tsütokiinide tööks info edastamine rakust rakku ja nende koordineeritud töö tagamine. Näiteks võivad nad:
- Reguleerige immuunvastuseid.
- Osaleda autoimmuunreaktsioonides.
- Põletikuliste protsesside reguleerimine.
- Osalege allergilistes protsessides.
- Määrake rakkude eluiga.
- Osaleda vereringes.
- Koordineerida kehasüsteemide reaktsioone stiimulitega kokkupuutel.
- Tagage rakule toksilise toime tase.
- Homöostaasi säilitamine.
Arstid on leidnud, et tsütokiinid on võimelised osalema mitte ainult immuunprotsessis. Nad osalevad ka:
- Erinevate funktsioonide normaalne kulg.
- Väetamise protsess.
- Humoraalne immuunsus.
- Taastusprotsessid.
Tsütokiinide klassifikatsioon
Tänapäeval teavad teadlased rohkem kui kakssada nende elementide tüüpi. Kuid pidevalt avastatakse uusi liike. Seetõttu koostasid arstid selle süsteemi mõistmise protsessi parandamiseks nende klassifikatsiooni. See:
- Põletikuliste protsesside reguleerimine.
- Immuunsust reguleerivad rakud.
- Humoraalse immuunsuse reguleerimine.
Samuti määrab tsütokiinide klassifikatsioon ette teatud alamliikide olemasolu igas klassis. Nendega täpsemaks tutvumiseks peate vaatama võrgus olevat teavet.
Põletik ja tsütokiinid
Põletiku alguses hakkab organism tootma tsütokiine. Need võivad mõjutada läheduses asuvaid rakke ja edastada teavet nende vahel. Samuti võib tsütokiinide hulgast leida neid, mis takistavad põletiku teket. Need võivad põhjustada tagajärgi, mis on sarnased krooniliste patoloogiate ilminguga.
Põletikueelsed tsütokiinid
Lümfotsüüdid ja kuded võivad selliseid kehasid toota. Tsütokiinid ise ja teatud nakkushaiguste patogeenid võivad tootmist stimuleerida. Selliste kehade suure vabanemisega tekib kohalik põletik. Teatud retseptorite abil saavad põletikulise protsessiga kaasata ka teised rakud. Kõik nad hakkavad ka tsütokiine tootma.
Peamised põletikulised tsütokiinid on TNF-alfa ja IL-1. Nad võivad kinnituda veresoonte seintele, tungida vereringesse ja seejärel levida koos sellega kogu kehas. Sellised elemendid võivad sünteesida lümfotsüütide poolt toodetud rakke ja mõjutada põletikukoldeid, pakkudes kaitset.
Samuti võivad TNF-alfa ja IL-1 stimuleerida erinevate süsteemide tööd ja põhjustada organismis umbes 40 aktiivset muud protsessi. Sel juhul võivad tsütokiinid avaldada mõju igat tüüpi kudedele ja organitele.
Põletikuvastased tsütokiinid
Põletikuvastased tsütokiinid suudavad ülalnimetatud tsütokiine kontrollida. Nad ei saa mitte ainult neutraliseerida esimese mõju, vaid ka sünteesida valke.
Põletikuprotsessi ilmnemisel on nende tsütokiinide kogus oluline punkt. Patoloogia kulgemise keerukus, selle kestus ja sümptomid sõltuvad suuresti tasakaalust. Just põletikuvastaste tsütokiinide abil paraneb vere hüübimine, ensüümide tootmine ja kudede armistumine.
Immuunsus ja tsütokiinid
Immuunsüsteemis on igal rakul täita oluline roll. Teatud reaktsioonide kaudu saavad tsütokiinid kontrollida rakkude interaktsiooni. Just nemad võimaldavad neil vahetada olulist teavet.
Tsütokiinide eripära seisneb selles, et neil on võime edastada keerulisi signaale rakkude vahel ning suruda alla või aktiveerida enamikku organismis toimuvatest protsessidest. Tsütokiinide abil suhtlevad immuunsüsteem ja teised.
Kui ühendus katkeb, rakud surevad. Nii avalduvad kehas keerulised patoloogiad. Haiguse tulemus sõltub suuresti sellest, kas protsessis olevad tsütokiinid suudavad luua rakkude vahelist sidet ja takistada patogeeni organismi sattumist.
Kui organismi kaitsereaktsioonist ei piisanud patoloogiale vastu seista, hakkavad tsütokiinid aktiveerima teisi organeid ja süsteeme, mis aitavad organismil infektsiooniga võidelda.
Kui tsütokiinid avaldavad mõju kesknärvisüsteemile, muutuvad kõik inimese reaktsioonid, sünteesitakse hormoone ja valke. Kuid sellised muutused ei ole alati juhuslikud. Need on kas vajalikud kaitseks või lülitavad keha patoloogia vastu võitlemiseks.
Analüüsid
Tsütokiinide määramine kehas nõuab keerukat testimist molekulaarsel tasemel. Sellise testi abil saab spetsialist tuvastada polümorfseid geene, ennustada konkreetse haiguse ilmnemist ja kulgu, töötada välja vaevuste profülaktika skeemi jne. Kõik see tehakse puhtalt individuaalselt.
Polümorfset geeni leidub vaid 10% maailma elanikkonnast. Sellistel inimestel võib operatsioonide või nakkushaiguste ajal täheldada immuunsuse suurenenud aktiivsust, samuti muid mõjusid kudedele.
Selliste isikute testimisel avastatakse kehas sageli kipperrakke. Mis võib pärast ülaltoodud protseduure põhjustada mädanemist või septilisi häireid. Samuti võib immuunsuse suurenenud aktiivsus teatud juhtudel elus häirida inimest.
Testi läbimiseks ei pea te selleks spetsiaalselt valmistuma. Analüüsi jaoks peate võtma osa limaskesta suust.
Rasedus
Uuringud on näidanud, et tänapäeval võib rasedatel naistel olla suurenenud kalduvus verehüüvete tekkeks. See võib põhjustada raseduse katkemist või loote nakatumist.
Kui mõni geen hakkab loote kandmisel ema kehas muteeruma, muutub see 100% juhtudest lapse surma põhjuseks. Sel juhul on selle patoloogia ilmnemise vältimiseks vaja kõigepealt isa uurida.
Just need testid aitavad ennustada raseduse kulgu ja võtta võimaluse korral meetmeid teatud patoloogiate ilmingute korral. Kui patoloogia oht on kõrge, võib kontseptsiooni edasi lükata teisele perioodile, mille jooksul sündimata lapse isa või ema peab läbima tervikliku ravi.
Laadimine ...