Citokīni imunoloģijā. Citokīni: vispārīga informācija Citokīni ietver

UN imūnregulācija, ko izdala ne-endokrīnās šūnas (galvenokārt imūnās) un tām ir lokāla iedarbība uz blakus esošajām mērķa šūnām.

Citokīni regulē starpšūnu un starpsistēmu mijiedarbību, nosaka šūnu izdzīvošanu, to augšanas stimulāciju vai nomākšanu, diferenciāciju, funkcionālo aktivitāti un apoptozi, kā arī nodrošina imūnās, endokrīnās un nervu sistēmas darbības koordināciju šūnu līmenī normālos apstākļos un reakcija uz patoloģiskām ietekmēm.

Svarīga citokīnu īpašība, kas tos atšķir no citiem bioligandiem, ir tā, ka tie netiek ražoti “rezervē”, netiek nogulsnēti, ilgstoši necirkulē asinsrites sistēmā, bet tiek ražoti “pēc pieprasījuma”, dzīvo īsi. laiku un lokāli iedarboties uz tuvējām šūnām -mērķiem.

Veidojas citokīni kopā ar šūnām, kas tos ražo "mikroendokrīnā sistēma" , kas nodrošina imūnās, hematopoētiskās, nervu un endokrīnās sistēmas šūnu mijiedarbību. Tēlaini var teikt, ka ar citokīnu palīdzību imūnsistēmas šūnas sazinās savā starpā un ar citām ķermeņa šūnām, pārraidot komandas no citokīnus producējošām šūnām mainīt mērķa šūnu stāvokli. Un no šī viedokļa citokīnus var saukt par imūnsistēmu "citotransmiteri", "citotransmiteri" vai "citomodulatori" pēc analoģijas ar neirotransmiteriem, neirotransmiteriem un nervu sistēmas neiromodulatoriem.

Terminu "citokīni" ierosināja S. Koens 1974. gadā.

Citokīni kopā ar augšanas faktori atsaukties uz histohormoni (audu hormoni) .

Citokīnu funkcijas

1. Pro-iekaisuma, t.i. veicina iekaisuma procesu.

2. Pretiekaisuma, t.i. iekaisuma procesa kavēšana.

3. Izaugsme.

4. Diferencēšana.

5. Regulējošais.

6. Aktivizēšana.

Citokīnu veidi

1. Interleikīni (IL) un audzēja nekrozes faktors (TNF)
2. Interferoni.
3. Mazie citokīni.
4. Koloniju stimulējošie faktori (CSF).

Citokīnu funkcionālā klasifikācija

1. Pro-iekaisuma, nodrošinot iekaisuma reakcijas mobilizāciju (interleikīni 1,2,6,8, TNFα, interferons γ).
2. Pretiekaisuma, ierobežo iekaisuma attīstību (interleikīni 4,10, TGFβ).
3. Šūnu un humorālās imunitātes regulatori (dabiski vai specifiski), kam ir savas efektorfunkcijas (pretvīrusu, citotoksiskas).

Citokīnu darbības mehānisms

Citokīnus atbrīvo aktivizēta citokīnus ražojoša šūna un mijiedarbojas ar receptoriem uz mērķa šūnām, kas atrodas tās tuvumā. Tādējādi signāls tiek pārraidīts no vienas šūnas uz otru peptīdu kontroles vielas (citokīna) veidā, kas tajā izraisa turpmākas bioķīmiskas reakcijas. Ir viegli redzēt, ka citokīni pēc to darbības mehānisma ir ļoti līdzīgi neiromodulatori, bet tikai tos izdala nevis nervu šūnas, bet imūns un daži citi.

Citokīni ir aktīvi ļoti zemā koncentrācijā, to veidošanās un sekrēcija notiek īslaicīgi un ir stingri regulēti.
1995. gadā bija zināmi vairāk nekā 30 citokīni, bet 2010. gadā to bija jau vairāk nekā 200.

Citokīniem nav stingras specializācijas: vienu un to pašu procesu mērķa šūnā var stimulēt dažādi citokīni. Daudzos gadījumos citokīnu darbībā tiek novērota sinerģija, t.i. savstarpēja pastiprināšana. Citokīniem nav antigēnu specifiskuma. Tāpēc specifiska infekcijas, autoimūnu un alerģisku slimību diagnostika, nosakot citokīnu līmeni, nav iespējama. Bet medicīnā to koncentrācijas noteikšana asinīs sniedz informāciju par dažāda veida imūnkompetentu šūnu funkcionālo aktivitāti; par iekaisuma procesa smagumu, tā pāreju uz sistēmisku līmeni un slimības prognozi.
Citokīni iedarbojas uz šūnām, saistoties ar to virsmas receptoriem. Citokīna saistīšanās ar receptoru, izmantojot virkni starpposmu, noved pie atbilstošo gēnu aktivizēšanas. Mērķa šūnu jutība pret citokīnu darbību atšķiras atkarībā no citokīnu receptoru skaita uz to virsmas. Citokīnu sintēzes laiks, kā likums, ir īss: ierobežojošais faktors ir mRNS molekulu nestabilitāte. Daži citokīni (piemēram, augšanas faktori) tiek ražoti spontāni, bet lielākā daļa citokīnu tiek izdalīti inducējami.

Citokīnu sintēzi visbiežāk izraisa mikrobu komponenti un produkti (piemēram, baktēriju endotoksīns). Turklāt viens citokīns var kalpot kā induktors citu citokīnu sintēzei. Piemēram, interleikīns-1 inducē interleikīnu-6, -8, -12 ražošanu, kas nodrošina citokīnu kontroles kaskādes raksturu. Citokīnu bioloģisko iedarbību raksturo polifunkcionalitāte jeb pleiotropija. Tas nozīmē, ka vienam un tam pašam citokīnam ir daudzvirzienu bioloģiskā aktivitāte, un tajā pašā laikā dažādi citokīni var veikt vienu un to pašu funkciju. Tas nodrošina citokīnu ķīmijregulācijas sistēmas drošības rezervi un uzticamību. Kad tie kopīgi ietekmē šūnas, citokīni var darboties gan kā sinerģisti, un kvalitātē antagonisti.

Citokīni ir regulējoši peptīdi, ko ražo ķermeņa šūnas. Šāda plaša definīcija ir neizbēgama citokīnu neviendabīguma dēļ, taču tai ir nepieciešams papildu skaidrojums. Pirmkārt, citokīni ietver vienkāršus polipeptīdus, sarežģītākas molekulas ar iekšējām disulfīda saitēm un proteīnus, kas sastāv no divām vai vairākām identiskām vai atšķirīgām apakšvienībām ar molekulmasu no 5 līdz 50 kDa. Otrkārt, citokīni ir endogēni mediatori, kurus var sintezēt gandrīz visas ķermeņa šūnas ar kodoliem, un dažu citokīnu gēni izpaužas visās ķermeņa šūnās bez izņēmuma.
Citokīnu sistēma pašlaik ietver aptuveni 200 atsevišķu polipeptīdu vielu. Visām tām ir vairākas kopīgas bioķīmiskās un funkcionālās īpašības, no kurām svarīgākās ir šādas: pleiotropija un bioloģiskās iedarbības savstarpēja aizstājamība, antigēna specifiskuma trūkums, signāla pārraide, mijiedarbojoties ar specifiskiem šūnu receptoriem, citokīnu tīkla veidošanās. Šajā sakarā citokīnus var izolēt jaunā neatkarīgā ķermeņa funkciju regulēšanas sistēmā, kas pastāv kopā ar nervu un hormonālo regulējumu.
Acīmredzot citokīnu regulēšanas sistēmas veidošanās attīstījās līdz ar daudzšūnu organismu attīstību, un to izraisīja nepieciešamība veidot starpšūnu mijiedarbības mediatorus, kas var ietvert hormonus, neiropeptīdus un adhēzijas molekulas. Šajā sakarā citokīni ir visuniversālākā regulējošā sistēma, jo tie spēj izrādīt bioloģisku aktivitāti gan tālu pēc sekrēcijas no ražotājšūnas (lokāli un sistēmiski), gan starpšūnu kontakta laikā, būdami bioloģiski aktīvi membrānas formā. Šī citokīnu sistēma atšķiras no adhēzijas molekulām, kas šaurākas funkcijas veic tikai šūnu tiešā saskarē. Tajā pašā laikā citokīnu sistēma atšķiras no hormoniem, kurus galvenokārt sintezē specializēti orgāni un kuri iedarbojas pēc nonākšanas cirkulācijas sistēmā.
Citokīniem ir pleiotropiska bioloģiska iedarbība uz dažāda veida šūnām, kas galvenokārt piedalās organisma aizsargreakciju veidošanā un regulēšanā. Aizsardzība vietējā līmenī attīstās, veidojot tipisku iekaisuma reakciju pēc patogēnu mijiedarbības ar modeļa atpazīšanas receptoriem (membrānas Toll receptoriem), kam seko tā saukto pro-iekaisuma citokīnu sintēze. Iekaisuma vietā sintezētie citokīni ietekmē gandrīz visas iekaisuma attīstībā iesaistītās šūnas, tostarp granulocītus, makrofāgus, fibroblastus, endotēlija un epitēlija šūnas un pēc tam T- un B-limfocītus.

Imūnsistēmā citokīni ir starpnieks starp nespecifiskām aizsardzības reakcijām un specifisko imunitāti, iedarbojoties abos virzienos. Specifiskas imunitātes citokīnu regulēšanas piemērs ir diferenciācija un līdzsvara uzturēšana starp 1. un 2. tipa T-limfocītu palīgiem. Vietējo aizsargreakciju neveiksmes gadījumā citokīni nonāk asinsritē, un to darbība izpaužas sistēmiskā līmenī, kas izraisa akūtās fāzes reakcijas attīstību ķermeņa līmenī. Tajā pašā laikā citokīni ietekmē gandrīz visus orgānus un sistēmas, kas iesaistītas homeostāzes regulēšanā. Citokīnu ietekme uz centrālo nervu sistēmu izraisa izmaiņas visā uzvedības reakciju kompleksā, vairuma hormonu sintēzē, akūtās fāzes olbaltumvielu sintēzē aknās, mainās augšanas un diferenciācijas faktoru gēnu ekspresija un jonu sastāvs. plazma mainās. Tomēr neviena no notiekošajām izmaiņām nav nejauša rakstura: tās visas ir vai nu nepieciešamas tiešai aizsargreakciju aktivizēšanai, vai arī ir labvēlīgas enerģijas plūsmu pārslēgšanai tikai vienam uzdevumam - cīņai ar iebrūkošo patogēnu. Ķermeņa līmenī citokīni sazinās starp imūno, nervu, endokrīno, hematopoētisko un citām sistēmām un kalpo, lai tās iesaistītu vienas aizsargreakcijas organizēšanā un regulēšanā. Citokīni kalpo kā organizatoriskā sistēma, kas veido un regulē visu patofizioloģisko izmaiņu kompleksu patogēnu ievadīšanas laikā.
Pēdējos gados ir kļuvis skaidrs, ka citokīnu regulējošā loma organismā neaprobežojas tikai ar imūnreakciju un to var iedalīt četrās galvenajās komponentēs:
Embrioģenēzes regulēšana, vairāku orgānu veidošanās un attīstība, tostarp imūnsistēmas orgāni.
Dažu normālu fizioloģisko funkciju, piemēram, normālas hematopoēzes, regulēšana.
Organisma aizsardzības reakciju regulēšana lokālā un sistēmiskā līmenī.
Reģenerācijas procesu regulēšana bojāto audu atjaunošanai.
Citokīni ir interferoni, koloniju stimulējošie faktori (CSF), kemokīni, transformējošie augšanas faktori; audzēja nekrozes faktors; interleikīni ar vēsturiski izveidotiem sērijas numuriem un daži citi. Interleikīni, kuru sērijas numuri sākas no 1, nepieder pie vienas citokīnu apakšgrupas, kas saistītas ar kopīgām funkcijām. Tos savukārt var iedalīt pro-iekaisuma citokīnos, limfocītu augšanas un diferenciācijas faktoros un atsevišķos regulējošos citokīnos. Nosaukums “interleikīns” tiek piešķirts jaunatklātam mediatoram, ja tiek ievēroti šādi Starptautiskās imunoloģisko biedrību savienības nomenklatūras komitejas izstrādātie kritēriji: pētāmā faktora gēna molekulārā klonēšana un ekspresija, unikāla nukleotīda klātbūtne. un atbilstošo aminoskābju secību, un neitralizējošu monoklonālo antivielu veidošanos. Turklāt jaunajai molekulai jābūt ražotai imūnsistēmas šūnām (limfocītiem, monocītiem vai cita veida baltajām asins šūnām), tai ir jābūt svarīgai bioloģiskai funkcijai imūnās atbildes regulēšanā, kā arī papildu funkcijām, tāpēc tā nevar. tiek piešķirts funkcionāls nosaukums. Visbeidzot, uzskaitītās jaunā interleikīna īpašības ir jāpublicē recenzētā zinātniskā publikācijā.
Citokīnu klasifikāciju var veikt pēc to bioķīmiskajām un bioloģiskajām īpašībām, kā arī pēc receptoru veidiem, caur kuriem citokīni veic savas bioloģiskās funkcijas. Citokīnu klasifikācijā pēc struktūras (1. tabula) tiek ņemta vērā ne tikai aminoskābju secība, bet galvenokārt proteīna terciārā struktūra, kas precīzāk atspoguļo molekulu evolūcijas izcelsmi.

Citokīnu terapija, kas tas ir un cik tas maksā? Onkoimunoloģijas jeb citokīnu terapijas metode, metode, kuras pamatā ir proteīnu (citokīnu) izmantošana, ko reproducē pats cilvēka ķermenis, reaģējot (citotoksīni) uz jauniem patoloģiskiem procesiem (dažādas izcelsmes vīrusi, patoloģiskas šūnas, baktērijas un antigēni, mitogēni un citi) ).

Citokīnu terapijas parādīšanās vēsture

Šī vēža ārstēšanas metode medicīnā tiek izmantota diezgan ilgu laiku. Amerikā un Eiropas valstīs 80. gados. praksē ieviesa proteīna kahektīna () izmantošanu, kas ekstrahēts no rekombinantā proteīna. Tajā pašā laikā tā lietošana bija atļauta tikai tad, kad bija iespējams izolēt orgānu no vispārējās asinsrites sistēmas. Šāda veida proteīna iedarbība caur mākslīgās asinsrites aparātu attiecās tikai uz skarto orgānu, jo tā iedarbība ir ļoti toksiska. Mūsdienās citokīnu bāzes zāļu toksicitāte ir samazināta simts reizes. Citokīnu terapijas metodes pētījumi ir aprakstīti zinātniskajos darbos S.A. Ketlinskis un A.S. Simbirceva.

Vadošās klīnikas Izraēlā

Kādas funkcijas veic citokīni?

Citokīnu mijiedarbības veidi atspoguļo visu dažādu funkciju procesu. Ar citokīnu terapijas palīdzību notiek:

• Izraisot organisma imūnsistēmas reakciju uz patogēnā procesa destruktīvo ietekmi, izdalot antivielas – citotoksīnus);
• Ķermeņa un ar slimību cīnošo šūnu aizsargājošo īpašību darbības uzraudzība;
• Atsākt šūnu darbību no patoloģiskas uz veselīgu;
• Ķermeņa vispārējā stāvokļa stabilizācija;
• Dalība alerģiskos procesos;
• Audzēja apjoma samazināšana vai iznīcināšana;
• Šūnu augšanas un citokinēzes provocēšana vai kavēšana;
• Audzēju veidošanās atkārtošanās novēršana;
• “citokīnu tīkla” izveide;
• Imūnsistēmas un citokīnu nelīdzsvarotības korekcija.

Citokīnu proteīnu veidi

Pamatojoties uz citokīnu izpētes metodēm, ir atklāts, ka šo proteīnu veidošanās ir viena no primārajām organisma reakcijām, reaģējot uz patoloģiskiem procesiem. Viņu parādīšanās tiek reģistrēta pirmajās stundās un dienās no draudu perioda. Līdz šim ir aptuveni divi simti citokīnu veidu. Tie ietver:

• Interferoni (IFN) ir pretvīrusu regulatori;
• Interleikīni (IL1, IL18) savas bioloģiskās funkcijas, nodrošinot imūnsistēmas stabilizējošu mijiedarbību ar citām sistēmām organismā;
  Daži no tiem satur dažādus atvasinājumus, piemēram, citokinīnus;
• Interleikīns12 palīdz stimulēt T limfocītu (Th1) augšanu un diferenciāciju;
• Audzēja nekrozes faktori – timozīns alfa1 (TNF), kas regulē toksīnu ietekmi uz šūnām;
• Ķīmokīni, kas kontrolē visu veidu leikocītu kustību;
• Augšanas faktori, kas kontrolē šūnu augšanas procesu;
• Koloniju stimulējošie faktori, kas ir atbildīgi par hematopoētiskajām šūnām.

Visplašāk zināmās un efektīvākās savā darbībā ir 2 grupas: alfa interferoni (reaferons, introns un citi) un interleikīni jeb citokīni (IL-2). Šīs grupas medikamenti ir efektīvi nieru onkoloģijas un ādas vēža ārstēšanā.

Kādas slimības ārstē ar citokīnu terapiju?

Gandrīz piecdesmit dažādas izcelsmes slimību veidi zināmā mērā reaģē uz citokīnu terapijas procedūru. Citokīnu izmantošanai kā daļai no kompleksās terapijas ir gandrīz pilnībā dziedinošs efekts 10-30 procentiem pacientu, gandrīz 90 procenti pacientu izjūt daļēju pozitīvu efektu. Citokīnu terapijas labvēlīgā ietekme rodas, vienlaikus veicot ķīmijterapiju. Ja uzsākat citokīnu terapijas kursu nedēļu pirms ķīmijterapijas sākuma, tas novērsīs anēmiju, leikopēniju, neitropēniju, trombocitopēniju un citas negatīvas sekas.

Ar citokīniem ārstējamās slimības ir:

• Onkoloģiskie procesi, līdz ceturtajai attīstības stadijai;
• vīrusu izcelsmes B un C hepatīts;
• dažāda veida melanomas;
• Condylomas acuminata;
• Multiplā hemorāģiskā sarkomatoze () ar HIV infekciju;
• cilvēka imūndeficīta vīruss (HIV) un iegūtā imūndeficīta sindroms (AIDS);
• Akūta elpceļu vīrusu infekcija (ARVI), gripas vīruss, bakteriālas infekcijas;
• Plaušu tuberkuloze;
• Herpes vīruss herpes zoster formā;
• Šizofrēnijas slimība;
• Multiplā skleroze (MS);
• Uroģenitālās sistēmas slimības sievietēm (dzemdes kakla erozija, vaginīts, maksts disbakterioze);
• Gļotādu bakteriālas infekcijas;
• Anēmija;
• Gūžas locītavas koksartroze. Šajā gadījumā ārstēšanu veic ar citokīnu ortokīnu/regenokīnu.

Pēc citokīnu terapijas pacientiem sāk veidoties imunitāte.

Zāles citokīnu terapijai

Citokīni tika izstrādāti Krievijas Federācijā 1991. gada sākumā. Pirmās Krievijā ražotās zāles tika nosauktas par Refnot, kurām ir pretvēža mehānisms. Pēc trīs testēšanas fāzēm 2009. gadā šis medikaments tika ieviests ražošanā un sāka lietot dažādu etioloģiju vēža ārstēšanai. Tas ir balstīts uz audzēja nekrozes faktoru. Lai noteiktu ārstēšanas dinamiku, ieteicams veikt vienu līdz divus terapijas kursus. Bieži lasītāji brīnās par Refnota rīcību un kāda ir patiesība un meli viņa rīcībā?

Salīdzinot ar citām zālēm, tās priekšrocības ir atzītas:

• Samazinot toksicitāti simts reizes;
• Tieša ietekme uz vēža šūnām;
• Endotēlija šūnu un limfocītu aktivizēšana, kas veicina audzēja izzušanu;
• Samazināta asins piegāde veidojumam;
• Audzēja šūnu dalīšanās novēršana;
• Pretvīrusu aktivitātes palielināšanās gandrīz tūkstoš reižu;
• Ķīmiskās terapijas efekta palielināšana;
• Veselu šūnu un šūnu, kas cīnās ar audzēju, darba stimulēšana (izdalās citotoksīni);
• Ievērojami samazināta recidīvu iespējamība;
• Pacientiem viegli panesama ārstēšanas procedūra un nav blakusparādību;
• Pacienta vispārējā stāvokļa uzlabošana.

Vēl viens efektīvs imūnonkoloģijas medikaments citokīnu terapijā ir Ingaron, kas izstrādāts, pamatojoties uz gamma interferonu. Šo zāļu darbība ir vērsta uz olbaltumvielu, kā arī vīrusu izcelsmes DNS un RNS ražošanas bloķēšanu. Zāles tika reģistrētas 2005. gada sākumā un tiek izmantotas šādu slimību ārstēšanai:

• B un C hepatīts;
• HIV un AIDS;
• Plaušu tuberkuloze;
• HPV (cilvēka papilomas vīruss);
• Uroģenitālās hlamīdijas;
• Onkoloģiskās slimības.

Ingarona efekts ir šāds:

Saskaņā ar lietošanas instrukcijām ingarons ir indicēts kā hroniskas granulomatozes izraisītu komplikāciju profilakse, kā arī akūtu elpceļu vīrusu infekciju ārstēšanā (lieto, ārstējot gļotādas virsmas). Audzēja gadījumā šīs zāles ļauj aktivizēt vēža šūnu receptorus, kas palīdz Refnot ietekmēt to nekrozi. No šī viedokļa citokīnu terapijā ieteicams lietot divas zāles kopā. Ingaron un refnot kombinētās lietošanas galvenā priekšrocība ir fakts, ka tie praktiski nav toksiski, nebojā hematopoētisko funkciju, taču tajā pašā laikā tie pilnībā aktivizē imūnsistēmu, lai cīnītos pret vēža izpausmēm.

Saskaņā ar pētījumiem šo divu zāļu kombinācija ir efektīva tādām slimībām kā:

• Veidojumi, kas rodas nervu sistēmā;
• Plaušu vēzis;
• Onkoloģiskie procesi kaklā un galvā;
• Kuņģa, aizkuņģa dziedzera un resnās zarnas karcinoma;
• Prostatas vēzis;
• Veidojumi urīnpūslī;
• Kaulu vēzis;
• Audzējs sieviešu orgānos;
• Leikēmija.

Iepriekš minēto procesu ārstēšanas periods, izmantojot citokīnu terapiju, ir apmēram divdesmit dienas. Šīs zāles lieto injekciju veidā – vienam kursam nepieciešamas desmit pudelītes, kuras parasti izsniedz pēc receptes. Saskaņā ar zinātniskiem pētījumiem citokīnu inhibitori - anti-citokīnu zāles - tiek uzskatīti par daudzsološiem. Tie ietver tādas zāles kā: Ember, Infliksimabs, Anakinra (interleikīna receptoru blokators), Simulect (specifisks IL2 receptoru antagonists) un vairākas citas.

Netērējiet savu laiku, meklējot neprecīzas vēža ārstēšanas cenas

*Tikai saņemot informāciju par pacienta slimību, klīnikas pārstāvis varēs aprēķināt precīzu ārstēšanas cenu.

Citokīnu ārstēšanas blakusparādību veidi

Imūnonkoloģisko zāļu, piemēram, Ingaron un Refnot, lietošana var izraisīt šādas negatīvas sekas:

• Hipertermija par diviem vai trim grādiem. To piedzīvo apmēram desmit procenti pacientu. Parasti ķermeņa temperatūras paaugstināšanās notiek četras vai sešas stundas pēc zāļu ievadīšanas. Lai samazinātu drudzi, ieteicams lietot aspirīnu, ibuprofēnu, paracetamolu vai antibiotikas;
• Sāpes un apsārtums injekcijas zonā. Šajā sakarā ārstēšanas kursa laikā ir nepieciešams ievadīt zāles dažādās vietās. Iekaisuma procesu var atvieglot, lietojot nesteroīdos pretiekaisuma līdzekļus un iekaisušajā vietā uzliekot joda sietu;
• Liela audzēja gadījumā nevar izslēgt ķermeņa intoksikāciju ar tā sabrukšanas elementiem. Šajā gadījumā citokīnu terapijas lietošana tiek atlikta (no 1 līdz 3 dienām), līdz pacienta stāvoklis normalizējas.

Pēc ārstēšanas kursa pabeigšanas pacientam nepieciešams atkārtot diagnozi, izmantojot tādas izmeklēšanas metodes kā: magnētiskās rezonanses attēlveidošana (MRI), pozitronu emisijas tomogrāfija (PET), datortomogrāfija (CT), ultraskaņa un audzēja marķieru tests.

Uzmanību: citokīnu terapija, kas tiek veikta uzreiz pēc procedūras pabeigšanas, var radīt augsta līmeņa rādītājus, jo ārstēšanas laikā notiek audzēja sadalīšanās.

Neskatoties uz to, ka citokīnu terapija kopumā ir nekaitīga ārstēšanas metode, ir noteikta cilvēku kategorija, kam šī ārstēšanas metode ir kontrindicēta. Starp tiem ir:

• Sievietes ir “pozīcijā”;
• Laktācijas periods;
• Individuāla zāļu neiecietība (kas tika reti novērota);
• Autoimūnas slimības.

Jāatzīmē, ka lielākā daļa audzēju ir jutīgi pret citokīnu terapiju, taču tādas patoloģijas kā (Ashkenazi-Hurthle šūnu augšanas rezultātā) nav to vēža veidu vidū, kurus var ārstēt ar citokīniem. Tas ir saistīts ar faktu, ka interferonu saturoši medikamenti ietekmē vairogdziedzera audus un darbību, kas var izraisīt tā šūnu iznīcināšanu.

Citokīnu terapijas efektivitāte

Pacientu ārstēšanas analīze, izmantojot aplūkojamo metodi, liecina, ka tās efektivitāti, pirmkārt, nosaka audzēja veidošanās jutības pakāpe pret citokīnu elementiem un ir atkarīga no audzēja klasifikācijas. Absolūtas jutības gadījumā pret ietekmi uz audzēju gandrīz garantēta slimības regresija (audzēja sairšana un metastāžu iznīcināšana). Šādā situācijā pēc divām vai četrām nedēļām pacientam ir jāiziet vēl viens citokīnu terapijas kurss.

Ja citokīnu reakcija uz zālēm ir mērena, tad ir iespējams panākt audzēja lieluma samazināšanos un metastāžu samazināšanos – faktiski regresija notiek daļēji. Tomēr tas neizslēdz nepieciešamību pēc atkārtota kursa.

Kad vēža šūnas izrāda rezistenci pret ārstēšanu, citokīnu terapijas ietekme ir vēža attīstības procesa stabilizēšana. Praksē tas ļāva pārveidot ļaundabīgas šūnas par labdabīgām.

Saskaņā ar statistiku aptuveni divdesmit procentiem pacientu pēc šādas terapijas veidojumi turpina augt.
Šajā gadījumā ir norādīta citokīnu terapijas kombinācija ar ķīmisko vai staru terapiju.

Jāatzīmē: ķīmiskajai terapijai, ko veic kombinācijā ar citokīnu terapiju, nav tik smagu blakusparādību un tā ir efektīvāka.

Cik maksā citokīnu terapija?

Kā liecina atsauksmes, šodien Maskavā atrodas viena no atzītajām specializētajām klīnikām, kas sniedz ārstniecības pakalpojumus, izmantojot citokīnu terapijas metodi - Onkoimunoloģijas un citokīnterapijas centrs (ir viena filiāle Novosibirskā). Ārstēšanas izmaksas ir atkarīgas no slimības veida un zāļu veida.

Uzziņai: Pazīstams ar savu izpēti un ar imūnsistēmu saistīto patoloģiju pacientu ārstēšanu ir Krievijas Federālās medicīnas un bioloģijas aģentūras Valsts zinātniskais centrs Imunoloģijas institūts, Sanktpēterburgas, Jekaterinburgas, Ufas, Kazaņas, Krasnodaras un Rostovas klīnikas. pie Donas.

Jūs varat iegādāties zāles Maskavā. Cenas izskatās šādi: vidējās izmaksas par 5 pudelēm Refnot devā 100 000 SV svārstās no 10 līdz 14 tūkstošiem rubļu, 5 pudelēm Ingaron devā 500 000 SV - no 5 tūkstošiem rubļu, Interleukin-2 - aptuveni 5500 tūkstoši rubļu, Eritropoetīns - 11 000 rubļu robežās.

Ievads.

1. Citokīnu vispārīgais raksturojums un klasifikācija.

1.1.Darbības mehānismi.

1.2 Citokīnu īpašības.

1.3. Citokīnu nozīme organisma fizioloģisko funkciju regulēšanā.

2. Speciālie citokīnu pētījumi.

2.1. Citokīnu nozīme bērnu resnās zarnas iekaisuma slimību patoģenēzē.

2.2.Slāpekļa oksīda un citokīnu nozīme akūta plaušu bojājuma sindroma attīstībā.

3.Citokīnu noteikšanas metodes

3.1.Citokīnu bioloģiskās aktivitātes noteikšana

3.2.Citokīnu kvantitatīvā noteikšana, izmantojot antivielas

3.3.Citokīnu noteikšana ar enzīmu imūntestu.

3.3.1. Audzēja nekrozes faktors-alfa.

3.3.2. Gamma interferons.

3.3.3. Interleikīns-4

3.3.4. Interleikīns-8

3.3.5. Interleikīna-1 receptoru antagonists.

3.3.6. Alfa interferons.

3.3.7. Antivielas pret alfa INF.

4. Imunotropās zāles, kuru pamatā ir citokīni.

Izmantotās literatūras saraksts.

Secinājums.

Ievads.

Ir pagājis maz laika kopš pirmo citokīnu aprakstīšanas. Taču viņu pētījumi ļāva identificēt plašu zināšanu sadaļu – citokinoloģiju, kas ir neatņemama dažādu zināšanu jomu sastāvdaļa un, pirmkārt, imunoloģiju, kas deva spēcīgu impulsu šo mediatoru izpētei. Citokinoloģija caurstrāvo visas klīniskās disciplīnas, sākot no slimību etioloģijas un patoģenēzes līdz dažādu patoloģisku stāvokļu profilaksei un ārstēšanai. Līdz ar to zinātniskajiem pētniekiem un klīnicistiem ir jāorientējas regulējošo molekulu daudzveidībā un skaidri jāsaprot katra citokīna loma pētāmajos procesos. Visām imūnsistēmas šūnām ir specifiskas funkcijas un tās darbojas skaidri saskaņotā mijiedarbībā, ko nodrošina īpašas bioloģiski aktīvas vielas - citokīni - imūnreakciju regulatori. Citokīni ir specifiski proteīni, ar kuru palīdzību dažādas imūnsistēmas šūnas var apmainīties ar informāciju savā starpā un koordinēt darbības. Citokīnu kopums un daudzumi, kas iedarbojas uz šūnu virsmas receptoriem — “citokīnu vide” — atspoguļo mijiedarbīgu un bieži mainīgu signālu matricu. Šie signāli ir sarežģīti, jo ir daudz dažādu citokīnu receptoru un tāpēc, ka katrs citokīns var aktivizēt vai nomākt vairākus procesus, tostarp savu sintēzi un citu citokīnu sintēzi, kā arī citokīnu receptoru veidošanos un parādīšanos uz šūnas virsmas. Mūsu darba mērķis ir pētīt citakīnus, to funkcijas un īpašības, kā arī to iespējamo izmantošanu medicīnā. Citokīni ir mazi proteīni (molekulārā masa no 8 līdz 80 KDa), kas iedarbojas autokrīni (t.i., uz šūnu, kas tos ražo) vai parakrīni (šūnās, kas atrodas blakus). Šo ļoti aktīvo molekulu veidošanās un izdalīšanās ir pārejoša un stingri regulēta.

Literatūras apskats.

Citokīnu vispārīgie raksturojumi un klasifikācija.

Citokīni ir starpšūnu mijiedarbības polipeptīdu mediatoru grupa, kas galvenokārt ir iesaistīta organisma aizsargreakciju veidošanā un regulēšanā patogēnu ievadīšanas un audu integritātes traucējumu laikā, kā arī vairāku normālu fizioloģisko funkciju regulēšanā. Citokīnus var iedalīt jaunā neatkarīgā regulējošā sistēmā, kas pastāv kopā ar nervu un endokrīno sistēmu homeostāzes uzturēšanai, un visas trīs sistēmas ir cieši savstarpēji saistītas un savstarpēji atkarīgas. Pēdējo divu desmitgažu laikā lielākās daļas citokīnu gēni ir klonēti un ir iegūti rekombinantie analogi, kas pilnībā atkārto dabisko molekulu bioloģiskās īpašības. Šobrīd ir zināmas vairāk nekā 200 atsevišķas vielas, kas pieder citokīnu saimei. Citokīnu izpētes vēsture aizsākās divdesmitā gadsimta 40. gados. Toreiz tika aprakstīta pirmā kahektīna, asins serumā esošā faktora, kas var izraisīt kaheksiju vai ķermeņa svara zudumu, iedarbība. Pēc tam šis mediators tika izolēts un pierādīts, ka tas ir identisks audzēja nekrozes faktoram (TNF). Tolaik citokīnu izpēte balstījās uz jebkura viena bioloģiskā efekta noteikšanas principu, kas kalpoja par sākumpunktu atbilstošā mediatora nosaukšanai. Tas ir tas, ko interferonu (IFN) sauca 50. gados, jo tas spēja traucēt vai palielināt rezistenci atkārtotas vīrusu infekcijas laikā. Interleikīns-1 (IL-1) sākotnēji tika saukts arī par endogēnu pirogēnu, pretstatā baktēriju lipopolisaharīdiem, kas tika uzskatīti par eksogēniem pirogēniem. Nākamais citokīnu izpētes posms, kas datēts ar 60-70 gadiem, ir saistīts ar dabisko molekulu attīrīšanu un to bioloģiskās darbības visaptverošu raksturojumu. Šoreiz tika atklāts T-šūnu augšanas faktors, kas tagad pazīstams kā IL-2, un vairākas citas molekulas, kas stimulē T-, B-limfocītu un citu veidu leikocītu augšanu un funkcionālo aktivitāti. 1979. gadā tika ierosināts termins "interleikīni", lai apzīmētu un sistematizētu tos, tas ir, mediatorus, kas sazinās starp leikocītiem. Taču drīz vien kļuva skaidrs, ka citokīnu bioloģiskā iedarbība sniedzas daudz tālāk par imūnsistēmu, un tāpēc iepriekš piedāvātais termins “citokīni” kļuva pieņemamāks un ir saglabājies līdz mūsdienām. Revolucionārs pavērsiens citokīnu izpētē notika 80. gadu sākumā pēc peles un cilvēka interferona gēnu klonēšanas un rekombinanto molekulu ražošanas, kas pilnībā atkārto dabisko citokīnu bioloģiskās īpašības. Pēc tam bija iespējams klonēt citu mediatoru gēnus no šīs ģimenes. Svarīgs pavērsiens citokīnu vēsturē bija rekombinanto interferonu un īpaši rekombinantā IL-2 klīniskā izmantošana vēža ārstēšanā. 90. gadi iezīmējās ar citokīnu receptoru apakšvienību struktūras atklāšanu un “citokīnu tīkla” jēdziena veidošanu, un 21. gadsimta sākums iezīmējās ar daudzu jaunu citokīnu atklāšanu, izmantojot ģenētisko analīzi. Citokīni ir interferoni, koloniju stimulējošie faktori (CSF), kemokīni, transformējošie augšanas faktori; audzēja nekrozes faktors; interleikīni ar vēsturiski izveidotiem sērijas numuriem un daži citi endogēni mediatori. Interleikīni, kuru sērijas numuri sākas no 1, nepieder pie vienas citokīnu apakšgrupas, kas saistītas ar kopīgām funkcijām. Tos savukārt var iedalīt pro-iekaisuma citokīnos, limfocītu augšanas un diferenciācijas faktoros un atsevišķos regulējošos citokīnos. Nosaukums “interleikīns” tiek piešķirts jaunatklātam mediatoram, ja tiek ievēroti šādi Starptautiskās imunoloģisko biedrību savienības nomenklatūras komitejas izstrādātie kritēriji: pētāmā faktora gēna molekulārā klonēšana un ekspresija, unikāla nukleotīda klātbūtne. un atbilstošo aminoskābju secību, un neitralizējošu monoklonālo antivielu veidošanos. Turklāt jaunajai molekulai ir jārada imūnsistēmas šūnas (limfocīti, monocīti vai cita veida leikocīti), tai ir svarīga bioloģiska funkcija imūnās atbildes regulēšanā, kā arī papildu funkcijas, tāpēc to nevar dot. funkcionāls nosaukums. Visbeidzot, uzskaitītās jaunā interleikīna īpašības ir jāpublicē recenzētā zinātniskā publikācijā. Citokīnu klasifikāciju var veikt pēc to bioķīmiskajām un bioloģiskajām īpašībām, kā arī pēc receptoru veidiem, caur kuriem citokīni veic savas bioloģiskās funkcijas. Citokīnu klasifikācijā pēc struktūras (1. tabula) tiek ņemta vērā ne tikai aminoskābju secība, bet galvenokārt proteīna terciārā struktūra, kas precīzāk atspoguļo molekulu evolūcijas izcelsmi.

1. tabula. Citokīnu klasifikācija pēc struktūras.

Gēnu klonēšana un citokīnu receptoru struktūras analīze parādīja, ka, tāpat kā pašus citokīnus, arī šīs molekulas var iedalīt vairākos veidos pēc aminoskābju secību līdzības un ekstracelulāro domēnu organizācijas īpatnībām (2. tabula). Vienu no lielākajām citokīnu receptoru saimēm sauc par hematopoetīna receptoru saimi vai I tipa citokīnu receptoru saimi. Šīs receptoru grupas strukturāla iezīme ir 4 cisteīnu un aminoskābju secības Trp-Ser-X-Trp-Ser (WSXWS) klātbūtne molekulā, kas atrodas nelielā attālumā no šūnas membrānas. II klases citokīnu receptori mijiedarbojas ar interferoniem un IL-10. Abiem pirmajiem receptoru veidiem ir homoloģija vienam ar otru. Sekojošās receptoru grupas nodrošina mijiedarbību ar audzēja nekrozes faktoru saimes un IL-1 saimes citokīniem. Pašlaik ir zināmi vairāk nekā 20 dažādi ķīmokīnu receptori, kas mijiedarbojas ar dažādu afinitātes pakāpi ar vienu vai vairākiem ķemokīnu saimes ligandiem. Ķīmokīna receptori pieder rodopsīna receptoru virsģimenei, tiem ir 7 transmembrānu domēni un tie pārraida signālus, izmantojot G proteīnus.

2. tabula. Citokīnu receptoru klasifikācija.

Daudzi citokīnu receptori sastāv no 2-3 apakšvienībām, ko kodē dažādi gēni un ekspresē neatkarīgi. Turklāt, lai izveidotu augstas afinitātes receptoru, ir nepieciešama vienlaicīga visu apakšvienību mijiedarbība. Šādas citokīnu receptoru organizācijas piemērs ir IL-2 receptoru kompleksa struktūra. Pārsteidzošs bija atklājums, ka atsevišķas IL-2 receptoru kompleksa apakšvienības ir kopīgas IL-2 un vairākiem citiem citokīniem. Tādējādi β-ķēde vienlaikus ir IL-15 receptora sastāvdaļa, un γ-ķēde kalpo kā kopēja IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL- receptoru apakšvienība. 15 un IL-21. Tas nozīmē, ka visi minētie citokīni, kuru receptori arī sastāv no 2-3 atsevišķiem polipeptīdiem, kā savu receptoru sastāvdaļu izmanto γ-ķēdi, turklāt par signāla pārraidi atbildīgo komponentu. Visos gadījumos katra citokīna mijiedarbības specifiku nodrošina citas apakšvienības, kas atšķiras pēc struktūras. Starp citokīnu receptoriem ir 2 biežāk sastopamas receptoru apakšvienības, kas pārraida signālus pēc mijiedarbības ar dažādiem citokīniem. Šī ir βc receptoru apakšvienība (gp140), kas ir kopīga IL-3, IL-5 un GM-CSF receptoriem, un gp130 receptoru apakšvienība, kas ir kopīga IL-6 saimes locekļiem. Kopīgas signalizācijas apakšvienības klātbūtne citokīnu receptoros kalpo kā viena no pieejām to klasifikācijai, jo ļauj atrast kopību gan ligandu struktūrā, gan bioloģiskajos efektos.

3. tabulā parādīta kombinēta strukturālā un funkcionālā klasifikācija, kur visi citokīni ir sadalīti grupās, primāri ņemot vērā to bioloģisko aktivitāti, kā arī iepriekš minētās citokīnu molekulu un to receptoru strukturālās īpatnības.

3. tabula. Citokīnu strukturālā un funkcionālā klasifikācija.

	Citokīnu ģimenes	Apakšgrupas un ligandi	Bioloģiskās pamatfunkcijas
	I tipa interferoni	IFN a,b,d,k,w,t, IL-28, IL-29 (IFN l)	Pretvīrusu aktivitāte, antiproliferatīva, imūnmodulējoša iedarbība
	Hematopoētisko šūnu augšanas faktori	Cilmes šūnu faktors (komplekts-ligands, tērauda faktors), Flt-3 ligands, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11 gp140 ligandi: IL-3, IL-5, GM-CSF	Dažādu veidu cilmes šūnu proliferācijas un diferenciācijas stimulēšana kaulu smadzenēs, hematopoēzes aktivizēšana Eritropoetīns, trombopoetīns
	Interleikīns-1 un FGF virsģimene	FRF ģimene: Skābā FGF, bāziskā FGF, FGF3 – FGF23 IL-1 saime (F1-11): IL-1α, IL-1β, IL-1 receptoru antagonists, IL-18, IL-33 utt.	Fibroblastu un epitēlija šūnu proliferācijas aktivizēšana Pro-iekaisuma efekts, specifiskas imunitātes aktivizēšana
	Audzēja nekrozes faktoru ģimene	TNF, limfotoksīni α un β, Fas ligands utt.	Iekaisuma efekts, apoptozes regulēšana un imūnkompetentu šūnu starpšūnu mijiedarbība
	Interleikīnu-6 ģimene	gp130 ligandi: IL-6, IL-11, IL-31, onkostatīns-M, kardiotropīns-1, leikēmiju inhibējošais faktors, ciliāru neirotrofiskais faktors	Iekaisuma un imūnregulācijas iedarbība
	Ķīmokīni	SS, SXS (IL-8), SX3S, S	Dažādu veidu leikocītu ķīmijakses regulēšana
	Interleikīnu-10 ģimene	IL-10,19,20,22,24,26	Imūnsupresīva iedarbība
	Interleikīnu-12 ģimene		Helper T-limfocītu diferenciācijas regulēšana
	T-helperu klonu citokīni un limfocītu regulējošās funkcijas	T-palīdzības veids 1: IL-2, IL-15, IL-21, IFNg 2. tipa palīga T šūnas: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 IL-2 receptoru γ-ķēdes ligandi: IL-7 TSLP	Šūnu imunitātes aktivizēšana Humorālās imunitātes aktivizēšana, imūnmodulējoša iedarbība Dažādu veidu limfocītu, DC, NK šūnu, makrofāgu u.c. diferenciācijas, proliferācijas un funkcionālo īpašību stimulēšana.
	Interleikīnu 17 ģimene	IL-17A, B, C, D, E, F	Pro-iekaisuma citokīnu sintēzes aktivizēšana
	Nervu augšanas faktora, trombocītu izcelsmes augšanas faktora un transformējošo augšanas faktoru virsdzimta	Nervu augšanas faktoru saime: NGF, no smadzenēm iegūts neirotrofiskais faktors Trombocītu izcelsmes augšanas faktori (PDGF), angiogēnie augšanas faktori (VEGF) TRF saime: TRFb, aktivīni, inhibīni, mezgli, kaulu morfogēnie proteīni, Mullera inhibējošā viela	Iekaisuma, angioģenēzes, neironu funkcijas, embriju attīstības un audu reģenerācijas regulēšana
	Epidermas augšanas faktoru ģimene	ERF, TRFα utt.
	Insulīnam līdzīgu augšanas faktoru saime	IRF-I, IRF-II	Dažādu šūnu tipu proliferācijas stimulēšana

Pirmajā grupā ietilpst I tipa interferoni, un tā ir visvienkāršākā pēc organizācijas, jo visām tajā iekļautajām molekulām ir līdzīga struktūra un lielākoties tādas pašas funkcijas, kas saistītas ar pretvīrusu aizsardzību. Otrajā grupā bija hematopoētisko šūnu augšanas un diferenciācijas faktori, kas stimulē asinsrades cilmes šūnu attīstību, sākot no cilmes šūnas. Šajā grupā ietilpst citokīni, kas ir šauri specifiski atsevišķām hematopoētisko šūnu diferenciācijas līnijām (eritropoetīns, trombopoetīns, kā arī IL-7, kas iedarbojas uz T-B limfocītu prekursoriem), kā arī citokīni ar plašāku bioloģiskās aktivitātes spektru, piemēram, IL-3, IL-11, koloniju stimulējošie faktori. Šajā citokīnu grupā gp140 ligandi, kuriem ir kopīga receptoru apakšvienība, kā arī trombopoetīns un eritropoetīns, ir izolēti molekulu strukturālās organizācijas līdzības dēļ. FGF un IL-1 virsģimenes citokīniem ir augsta homoloģijas pakāpe un līdzīga olbaltumvielu struktūra, kas apstiprina to kopīgo izcelsmi. Tomēr bioloģiskās aktivitātes izpausmju ziņā FGF daudzos aspektos atšķiras no IL-1 saimes agonistiem. IL-1 molekulu saimei šobrīd papildus funkcionālajiem nosaukumiem ir apzīmējumi F1-F11, kur F1 atbilst IL-1α, F2 atbilst IL-1β, F3 atbilst IL-1 receptoru antagonistam, F4 atbilst IL-18. . Atlikušie ģimenes locekļi tika atklāti ģenētiskās analīzes rezultātā, un tiem ir diezgan augsta homoloģija ar IL-1 molekulām, tomēr to bioloģiskās funkcijas nav pilnībā noskaidrotas. Sekojošās citokīnu grupas ietver IL-6 ģimenes (kopējās receptoru apakšvienības gp130 ligandi), audzēja nekrozes faktoru un ķemokīnus, ko pārstāv lielākais skaits atsevišķu ligandu un pilnībā uzskaitītas to attiecīgajās nodaļās. Audzēja nekrozes faktoru saime veidojas galvenokārt uz ligandu un to receptoru struktūras līdzību pamata, kas sastāv no trim nekovalenti nesaistītām identiskām apakšvienībām, kas veido bioloģiski aktīvas molekulas. Tajā pašā laikā to bioloģisko īpašību dēļ šajā ģimenē ietilpst citokīni ar diezgan atšķirīgu darbību. Piemēram, TNF ir viens no ievērojamākajiem iekaisuma veicinošiem citokīniem, Fas ligands izraisa mērķa šūnu apoptozi, un CD40 ligands nodrošina stimulējošu signālu T un B limfocītu starpšūnu mijiedarbības laikā. Šādas atšķirības strukturāli līdzīgu molekulu bioloģiskajā aktivitātē galvenokārt nosaka to receptoru ekspresijas un struktūras īpatnības, piemēram, šūnu apoptozi noteicošā intracelulārā “nāves” domēna esamība vai neesamība. Arī IL-10 un IL-12 ģimenes pēdējos gados ir papildinātas ar jauniem dalībniekiem, kuri saņēmuši sērijas numurus interleikīnus. Tam seko ļoti sarežģīta citokīnu grupa, kas ir palīgu T-limfocītu funkcionālās aktivitātes mediatori. Iekļaušana šajā grupā balstās uz diviem galvenajiem principiem: 1) piederība pie citokīniem, ko sintezē Th1 vai Th2, kas nosaka pārsvarā humorāla vai šūnu tipa imunoloģisko reakciju attīstību, 2) kopīgas receptoru apakšvienības - gamma ķēdes - klātbūtne. IL-2 receptoru komplekss. No gamma ķēdes ligandiem papildus tika izolēts IL-4, kuram ir arī kopīgas receptoru apakšvienības ar IL-13, kas lielā mērā nosaka šo citokīnu daļēji pārklājošo bioloģisko aktivitāti. Līdzīgi tika izolēts IL-7, kam ir kopīga receptoru struktūra ar TSLP. Iepriekš minētās klasifikācijas priekšrocības ir saistītas ar citokīnu bioloģisko un bioķīmisko īpašību vienlaicīgu apsvēršanu. Šīs pieejas iespējamību pašlaik apstiprina jaunu citokīnu atklāšana, izmantojot genoma ģenētisko analīzi un strukturāli līdzīgu gēnu meklēšanu. Pateicoties šai metodei, I tipa interferonu IL-1, IL-10, IL-12 saime ir ievērojami paplašinājusies, un ir parādījusies jauna IL-17 citokīnu analogu saime, kas jau sastāv no 6 locekļiem. Acīmredzot tuvākajā nākotnē jaunu citokīnu parādīšanās notiks daudz lēnāk, jo cilvēka genoma analīze ir gandrīz pabeigta. Izmaiņas, visticamāk, iespējamas, noskaidrojot ligandu-receptoru mijiedarbības variantus un bioloģiskās īpašības, kas ļaus citokīnu klasifikācijai iegūt galīgo formu.

Darbības mehānismi.

B. Citokīnu receptori. Citokīni ir hidrofilas signalizācijas vielas, kuru darbību mediē specifiski receptori plazmas membrānas ārējā pusē. Citokīnu saistīšanās ar receptoru (1) noved pie virknes starpposmu (2-5) līdz noteiktu gēnu transkripcijas aktivizēšanai (6). Citokīnu receptoriem pašiem nav tirozīna kināzes aktivitātes (ar dažiem izņēmumiem). Pēc saistīšanās ar citokīnu (1) receptoru molekulas asociējas, veidojot homodimērus. Turklāt tie var veidot heterodimērus, saistot tos ar signālu transportēšanas proteīniem [STP], vai stimulēt pašu STP dimerizāciju (2). I klases citokīnu receptori var agregēties ar trīs veidu BPS: GP130, βc vai γc proteīniem. Šie palīgproteīni paši nav spējīgi saistīt citokīnus, bet tie pārraida signālu tirozīna kināzēm (3).Daudzu citokīnu identiskie bioloģiskās aktivitātes spektri ir izskaidrojami ar to, ka dažādi citokīnu-receptoru kompleksi var aktivizēt vienu un to pašu BPS.

Kā citokīnu signalizācijas piemērs diagramma parāda, kā IL-6 receptors (IL-6), saistoties ar ligandu (1), stimulē GP130 (2) dimerizāciju. Membrānas proteīna dimērs GP130 saistās un aktivizē JA ģimenes citoplazmas tirozīna kināzes (Janus kināzes ar divām aktīvām vietām) (3). Janus kināzes fosforilē citokīnu receptorus, BPS un dažādus citoplazmas proteīnus, kas veic turpmāku signālu pārraidi; tie arī fosforilē transkripcijas faktorus – signālu devējus un transkripcijas aktivatorus [PSAT (signal Transducers and activators of transscription)]. Šīs olbaltumvielas pieder pie BPS saimes, kuru struktūrā ir SH3 domēns, kas atpazīst fosfotirozīna atlikumus (sk. 372. lpp.). Tāpēc tiem ir iespēja saistīties ar fosforilēto citokīnu receptoru. Ja pēc tam notiek PSAT molekulas (4) fosforilēšanās, faktors kļūst aktīvs un veido dimēru (5). Pēc translokācijas kodolā dimērs kā transkripcijas faktors saistās ar iniciētā gēna promotoru (sk. 240. lpp.) un inducē tā transkripciju (6) Daži citokīnu receptori proteolīzes dēļ var zaudēt ekstracelulāro ligandu saistošo domēnu. (nav parādīts diagrammā). Domēns nonāk asinīs, kur sacenšas par saistīšanos ar citokīnu, kas samazina citokīna koncentrāciju asinīs.Kopā citokīni veido regulējošo tīklu (citokīnu kaskādi) ar daudzfunkcionālu efektu. Citokīnu pārklāšanās noved pie tā, ka daudzu no tiem darbība ir sinerģiska, un daži citokīni ir antagonisti. Bieži vien organismā var novērot veselu citokīnu kaskādi ar sarežģītu atgriezenisko saiti.

Citokīnu īpašības.

Citokīnu vispārīgās īpašības, pateicoties kurām šos mediatorus var apvienot neatkarīgā regulējošā sistēmā.

1. Citokīni ir polipeptīdi vai proteīni, bieži vien glikozilēti, vairumam no tiem MW ir no 5 līdz 50 kDa. Bioloģiski aktīvās citokīnu molekulas var sastāvēt no vienas, divām, trim vai vairākām identiskām vai atšķirīgām apakšvienībām.

2. Citokīniem nav antigēnu specifiskas bioloģiskās iedarbības. Tie ietekmē šūnu funkcionālo aktivitāti, kas piedalās iedzimtas un iegūtās imunitātes reakcijās. Taču, iedarbojoties uz T un B limfocītiem, citokīni spēj stimulēt antigēnu izraisītus procesus imūnsistēmā.

3. Citokīnu gēniem ir trīs ekspresijas iespējas: a) stadijai specifiska ekspresija noteiktos embrionālās attīstības posmos, b) konstitutīva ekspresija vairāku normālu fizioloģisko funkciju regulēšanai, c) inducējams ekspresijas veids, kas raksturīgs lielākajai daļai citokīni. Patiešām, lielāko daļu citokīnu ārpus iekaisuma reakcijas un imūnās atbildes šūnas nesintezē. Citokīnu gēnu ekspresija sākas, reaģējot uz patogēnu iekļūšanu organismā, antigēnu kairinājumu vai audu bojājumu. Viens no spēcīgākajiem proinflammatorisko citokīnu sintēzes induktoriem ir ar patogēniem saistītas molekulārās struktūras. Lai aktivizētu T-šūnu citokīnu sintēzi, ir nepieciešama šūnu aktivācija ar specifisku antigēnu, piedaloties T-šūnu antigēna receptoram.

4. Citokīni tiek sintezēti, reaģējot uz stimulāciju īsu laika periodu. Sintēze tiek pārtraukta dažādu autoregulācijas mehānismu dēļ, tostarp palielinātas RNS nestabilitātes dēļ, kā arī tāpēc, ka pastāv negatīvas atgriezeniskās saites cilpas, ko mediē prostaglandīni, kortikosteroīdu hormoni un citi faktori.

5. Vienu un to pašu citokīnu var ražot dažādas histoģenētiskas izcelsmes ķermeņa šūnu veidi dažādos orgānos.

6. Citokīnus var saistīt ar to šūnu membrānām, kas tos sintezē, kam piemīt pilns bioloģiskās aktivitātes spektrs membrānas formā un izpaužas starpšūnu kontaktā.

7. Citokīnu bioloģiskā iedarbība ir saistīta ar specifiskiem šūnu receptoru kompleksiem, kas saista citokīnus ar ļoti augstu afinitāti, un atsevišķi citokīni var izmantot kopīgas receptoru apakšvienības. Citokīnu receptori var pastāvēt šķīstošā formā, vienlaikus saglabājot spēju saistīt ligandus.

8. Citokīniem ir pleiotropiska bioloģiska iedarbība. Viens un tas pats citokīns var iedarboties uz daudzu veidu šūnām, izraisot dažādus efektus atkarībā no mērķa šūnu veida (1. att.). Citokīnu darbības pleiotropiju nodrošina citokīnu receptoru ekspresija uz dažādas izcelsmes un funkcijas šūnu tipiem un signālu pārraide, izmantojot vairākus dažādus intracelulāros sūtņus un transkripcijas faktorus.

9. Citokīniem ir raksturīga bioloģiskās iedarbības savstarpēja aizstājamība. Vairāki dažādi citokīni var izraisīt tādu pašu bioloģisko efektu vai tiem var būt līdzīga aktivitāte. Citokīni inducē vai nomāc savu, citu citokīnu un to receptoru sintēzi.

10. Reaģējot uz aktivācijas signālu, šūnas vienlaikus sintezē vairākus citokīnus, kas iesaistīti citokīnu tīkla veidošanā. Bioloģiskā iedarbība audu un ķermeņa līmenī ir atkarīga no citu citokīnu klātbūtnes un koncentrācijas ar sinerģisku, aditīvu vai pretēju iedarbību.

11. Citokīni var ietekmēt mērķa šūnu proliferāciju, diferenciāciju un funkcionālo aktivitāti.

12. Citokīni iedarbojas uz šūnām dažādos veidos: autokrīnās – uz šūnu, kas sintezē un izdala šo citokīnu; parakrīns - uz šūnām, kas atrodas netālu no ražotāja šūnas, piemēram, iekaisuma fokusā vai limfoīdā orgānā; endokrīnās - attālināti uz jebkuru orgānu un audu šūnām pēc nonākšanas cirkulācijā. Pēdējā gadījumā citokīnu darbība atgādina hormonu darbību (2. att.).

Rīsi. 1. Vienu un to pašu citokīnu var ražot dažādas histoģenētiskas izcelsmes ķermeņa šūnu veidi dažādos orgānos un iedarboties uz daudzu veidu šūnām, izraisot dažādus efektus atkarībā no mērķa šūnu veida.

Rīsi. 2. Trīs iespējas citokīnu bioloģiskās iedarbības izpausmei.

Acīmredzot citokīnu regulēšanas sistēmas veidošanās notika evolucionāri līdz ar daudzšūnu organismu attīstību, un tas bija saistīts ar nepieciešamību veidot starpšūnu mijiedarbības mediatorus, kas var ietvert hormonus, neiropeptīdus, adhēzijas molekulas un dažas citas. Šajā sakarā citokīni ir visuniversālākā regulējošā sistēma, jo tie spēj izrādīt bioloģisku aktivitāti gan tālu pēc sekrēcijas no ražotājšūnas (lokāli un sistēmiski), gan starpšūnu kontakta laikā, būdami bioloģiski aktīvi membrānas formā. Šī citokīnu sistēma atšķiras no adhēzijas molekulām, kas šaurākas funkcijas veic tikai šūnu tiešā saskarē. Tajā pašā laikā citokīnu sistēma atšķiras no hormoniem, kurus galvenokārt sintezē specializēti orgāni un kuri iedarbojas pēc nonākšanas cirkulācijas sistēmā.

Citokīnu nozīme organisma fizioloģisko funkciju regulēšanā.

Citokīnu lomu ķermeņa fizioloģisko funkciju regulēšanā var iedalīt 4 galvenajos komponentos:

1. Embrioģenēzes, orgānu veidošanās un attīstības regulēšana, t.sk. imūnsistēmas orgāni.

2. Dažu normālu fizioloģisko funkciju regulēšana.

3. Organisma aizsardzības reakciju regulēšana lokālā un sistēmiskā līmenī.

4. Audu reģenerācijas procesu regulēšana.

Atsevišķu citokīnu gēnu ekspresija notiek stadijai raksturīgā veidā noteiktos embrija attīstības posmos. Cilmes šūnu faktors, transformējošie augšanas faktori, TNF ģimenes citokīni un kemokīni regulē dažādu šūnu diferenciāciju un migrāciju un imūnsistēmas orgānu veidošanos. Pēc tam dažu citokīnu sintēze var neatsākties, bet citi turpina regulēt normālus fizioloģiskos procesus vai piedalīties aizsargreakciju attīstībā.

Neskatoties uz to, ka lielākā daļa citokīnu ir tipiski inducējami mediatori, un šūnas tos nesintezē ārpus iekaisuma un imūnās atbildes reakcijas pēcdzemdību periodā, uz dažiem citokīniem šis noteikums neattiecas. Konstitutīvās gēnu ekspresijas rezultātā daži no tiem tiek pastāvīgi sintezēti un ir apritē pietiekami lielos daudzumos, regulējot atsevišķu šūnu tipu proliferāciju un diferenciāciju dzīves laikā. Šāda veida citokīnu fizioloģiskās funkciju regulēšanas piemēri var būt pastāvīgi augsts eritropoetīna līmenis un daži CSF, lai nodrošinātu asinsradi. Ķermeņa aizsardzības reakciju regulēšana ar citokīniem notiek ne tikai imūnsistēmā, bet arī organizējot aizsardzības reakcijas visa organisma līmenī, jo tiek regulēti gandrīz visi iekaisuma attīstības un imūnās atbildes aspekti. Šī funkcija, kas ir vissvarīgākā visai citokīnu sistēmai, ir saistīta ar diviem galvenajiem citokīnu bioloģiskās darbības virzieniem - aizsardzību pret infekcijas izraisītājiem un bojāto audu atjaunošanu. Citokīni galvenokārt regulē lokālu aizsargreakciju attīstību audos, kas ietver dažāda veida asins šūnas, endotēliju, saistaudus un epitēliju. Aizsardzība vietējā līmenī attīstās, veidojot tipisku iekaisuma reakciju ar tās klasiskajām izpausmēm: hiperēmiju, tūskas attīstību, sāpju parādīšanos un disfunkciju. Citokīnu sintēze sākas, kad patogēni iekļūst audos vai izjauc to integritāti, kas parasti notiek paralēli. Citokīnu veidošanās ir daļa no šūnu reakcijas, kas saistīta ar to, ka mielomonocītu šūnas atpazīst dažādu patogēnu līdzīgus strukturālos komponentus, ko sauc par ar patogēniem saistītiem molekulāriem modeļiem. Šādu patogēnu struktūru piemēri ir gramnegatīvu baktēriju lipopolisaharīdi, grampozitīvu mikroorganismu peptidoglikāni, flagellīns vai ar CpolyG sekvencēm bagāta DNS, kas raksturīga visu veidu baktēriju DNS. Leikocīti ekspresē atbilstošus modeļa atpazīšanas receptorus, ko sauc arī par Toll līdzīgiem receptoriem (TLR) un ir specifiski noteiktiem mikroorganismu struktūras modeļiem. Pēc mikroorganismu vai to komponentu mijiedarbības ar TLR tiek iedarbināta intracelulāra signāla transdukcijas kaskāde, kas izraisa paaugstinātu leikocītu funkcionālo aktivitāti un citokīnu gēnu ekspresiju.

TLR aktivizēšana noved pie divu galveno citokīnu grupu sintēzes: proinflammatorisko citokīnu un I tipa interferonu, galvenokārt IFNα/β. Galvenais notikums ir proinflammatorisku citokīnu kompleksa sintēze no IL-1, IL-6 ģimenēm, TNF un kemokīni, kas stimulē lielāko daļu turpmāko notikumu iekaisuma reakcijas attīstībā un nodrošina dažādu veidu šūnu aktivācijas paplašināšanos, kas iesaistītas iekaisuma uzturēšanā un regulēšanā, tostarp visu veidu leikocītu, dendritisko šūnu, T. un B limfocīti, NK šūnas, endotēlija un epitēlija šūnas, fibroblasti un citi. Tas nodrošina secīgus posmus iekaisuma reakcijas attīstībā, kas ir galvenais iedzimtās imunitātes īstenošanas mehānisms. Turklāt dendrītiskās šūnas sāk sintezēt IL-12 saimes citokīnus, kas stimulē palīgu T-limfocītu diferenciāciju, kas kalpo kā sava veida tilts uz specifisku imūnreakciju attīstības sākumu, kas saistīts ar specifiska antigēna atpazīšanu. mikroorganismu struktūras.

Otrs ne mazāk svarīgais mehānisms, kas saistīts ar IFN sintēzi, nodrošina pretvīrusu aizsardzības ieviešanu. I tipa interferoniem ir 4 galvenās bioloģiskās īpašības:

1. Tieša pretvīrusu iedarbība, bloķējot transkripciju.

2. Šūnu proliferācijas nomākšana, kas nepieciešama, lai bloķētu vīrusa izplatīšanos.

3. NK šūnu funkciju aktivizēšana, kurām ir spēja lizēt ar vīrusu inficētas ķermeņa šūnas.

4. I klases galveno histokompatibilitātes kompleksa molekulu pastiprināta ekspresija, kas nepieciešama, lai palielinātu inficēto šūnu vīrusa antigēnu prezentācijas efektivitāti citotoksiskajiem T limfocītiem. Tas noved pie T limfocītu specifiskās ar vīrusu inficēto šūnu atpazīšanas aktivizēšanas - ar vīrusu inficēto mērķa šūnu līzes pirmo posmu.

Rezultātā papildus tiešajai pretvīrusu iedarbībai tiek aktivizēti gan iedzimtās (NK šūnas), gan iegūtās (T-limfocīti) imunitātes mehānismi. Šis ir piemērs tam, kā viena maza citokīna molekula, kuras MW ir 10 reizes mazāka par antivielu molekulu MW, pleiotropa veida bioloģiskās iedarbības dēļ spēj aktivizēt pilnīgi atšķirīgus aizsargreakciju mehānismus, kuru mērķis ir sasniegt vienu mērķi - likvidēt antivielu molekulas. vīruss, kas iekļuvis organismā.

Audu līmenī citokīni ir atbildīgi par iekaisuma attīstību un pēc tam audu reģenerāciju. Attīstoties sistēmiskai iekaisuma reakcijai (akūtās fāzes reakcijai), citokīni ietekmē gandrīz visus ķermeņa orgānus un sistēmas, kas iesaistītas homeostāzes regulēšanā. Pro-iekaisuma citokīnu ietekme uz centrālo nervu sistēmu izraisa apetītes samazināšanos un izmaiņas visā uzvedības reakciju kompleksā. Pārtikas meklēšanas īslaicīga pārtraukšana un seksuālo aktivitāšu samazināšana ir izdevīga enerģijas taupīšanas ziņā tikai vienam uzdevumam - cīņai ar iebrukušo patogēnu. Šo signālu nodrošina citokīni, jo to iekļūšana cirkulācijā noteikti nozīmē, ka vietējā aizsardzība nav spējusi tikt galā ar patogēnu, un ir nepieciešama sistēmiska iekaisuma reakcija. Viena no pirmajām sistēmiskās iekaisuma reakcijas izpausmēm, kas saistīta ar citokīnu iedarbību uz hipotalāma termoregulācijas centru, ir ķermeņa temperatūras paaugstināšanās. Temperatūras paaugstināšanās ir efektīva aizsargreakcija, jo paaugstinātā temperatūrā dažu baktēriju vairošanās spēja samazinās, bet, gluži pretēji, palielinās limfocītu proliferācija.

Aknās citokīnu ietekmē palielinās akūtās fāzes proteīnu un komplementa sistēmas komponentu sintēze, kas nepieciešama cīņai ar patogēnu, bet tajā pašā laikā albumīna sintēze samazinās. Vēl viens citokīnu selektīvās darbības piemērs ir izmaiņas asins plazmas jonu sastāvā sistēmiskas iekaisuma reakcijas attīstības laikā. Šajā gadījumā dzelzs jonu līmenis samazinās, bet cinka jonu līmenis palielinās, taču ir labi zināms, ka atņemt baktēriju šūnai dzelzs jonus nozīmē samazināt tās proliferācijas potenciālu (uz to balstās laktoferīna iedarbība). Savukārt cinka līmeņa paaugstināšanās ir nepieciešama normālai imūnsistēmas darbībai, jo īpaši tas ir nepieciešams bioloģiski aktīva seruma aizkrūts dziedzera faktora - viena no galvenajiem aizkrūts dziedzera hormoniem, kas nodrošina limfocītu diferenciāciju - veidošanai. Citokīnu ietekme uz hematopoētisko sistēmu ir saistīta ar ievērojamu hematopoēzes aktivāciju. Leikocītu skaita palielināšanās ir nepieciešama, lai papildinātu zaudējumus un palielinātu šūnu, galvenokārt neitrofilo granulocītu, skaitu strutainā iekaisuma fokusā. Ietekme uz asins koagulācijas sistēmu ir vērsta uz koagulācijas uzlabošanu, kas nepieciešama asiņošanas apturēšanai un patogēna tiešai bloķēšanai.

Tādējādi, attīstoties sistēmiskam iekaisumam, citokīni uzrāda milzīgu bioloģisko aktivitāšu klāstu un traucē gandrīz visu ķermeņa sistēmu darbību. Tomēr neviena no notiekošajām izmaiņām nav nejauša: tās visas ir vai nu vajadzīgas tiešai aizsargreakciju aktivizēšanai, vai arī ir labvēlīgas enerģijas plūsmu pārslēgšanai tikai vienam uzdevumam - cīņai ar iebrūkošo patogēnu. Atsevišķu gēnu ekspresijas, hormonālo izmaiņu un uzvedības reakciju izmaiņu regulēšanas veidā citokīni nodrošina to organisma sistēmu iekļaušanu un maksimālu efektivitāti, kas konkrētajā brīdī nepieciešamas aizsargreakciju attīstībai. Visa organisma līmenī citokīni sazinās starp imūno, nervu, endokrīno, hematopoētisko un citām sistēmām un kalpo, lai tās iesaistītu vienas aizsargreakcijas organizēšanā un regulēšanā. Citokīni kalpo kā organizatoriskā sistēma, kas veido un regulē visu organisma aizsargreakciju kompleksu patogēnu ievadīšanas laikā. Acīmredzot šāda regulēšanas sistēma tika izveidota evolucionāri, un tai ir beznosacījuma priekšrocības makroorganisma optimālākās aizsardzības reakcijai. Tāpēc acīmredzot nav iespējams ierobežot aizsardzības reakciju jēdzienu tikai ar nespecifisku rezistences mehānismu līdzdalību un specifisku imūnreakciju. Viss ķermenis un visas sistēmas, kas no pirmā acu uzmetiena nav saistītas ar imunitātes uzturēšanu, piedalās vienā aizsargreakcijā.

Specifiski citokīnu pētījumi.

Citokīnu nozīme resnās zarnas iekaisuma slimību patoģenēzē bērniem.

S.V. Belmers, A.S. Simbircevs, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Ščigoleva, T.L. Mihailova. Krievijas Valsts Medicīnas universitātes Valsts Koloproktoloģijas pētniecības centrs Maskavā un Valsts Augsti tīru bioloģisko preparātu pētniecības institūts Sanktpēterburgā strādā, lai pētītu citokīnu nozīmi resnās zarnas iekaisuma slimību patoģenēzē bērniem. Hroniskas kuņģa-zarnu trakta iekaisuma slimības šobrīd ieņem vienu no vadošajām vietām bērnu gremošanas sistēmas patoloģijā. Īpaša nozīme ir resnās zarnas iekaisuma slimībām (IBD), kuru sastopamība nepārtraukti pieaug visā pasaulē. Ilgstošs kurss ar biežiem un dažos gadījumos letāliem recidīviem, lokālu un sistēmisku komplikāciju attīstība - tas viss liek rūpīgi izpētīt slimības patoģenēzi, meklējot jaunas pieejas ITD ārstēšanai. Pēdējās desmitgadēs saslimstība ar čūlaino kolītu (UC) ir 510 gadījumi gadā uz 100 tūkstošiem iedzīvotāju, ar Krona slimību (CD) 16 gadījumi gadā uz 100 tūkstošiem iedzīvotāju. Izplatības rādītāji Krievijā un Maskavas reģionā atbilst vidējiem Eiropas datiem, taču ir ievērojami zemāki nekā Skandināvijas valstīs, Amerikā, Izraēlā un Anglijā. UC izplatība ir 19,3 uz 100 tūkstošiem cilvēku, saslimstība ir 1,2 uz 100 tūkstošiem cilvēku gadā. CD izplatība ir 3,0 uz 100 tūkstošiem cilvēku, saslimstība ir 0,2 uz 100 tūkstošiem cilvēku gadā. Tas, ka visaugstākais biežums tiek atzīmēts augsti attīstītajās valstīs, ir saistīts ne tikai ar sociāliem un ekonomiskiem faktoriem, bet arī ar pacientu ģenētiskajām un imunoloģiskajām īpašībām, kas nosaka noslieci uz ITD. Šie faktori ir būtiski ITD izcelsmes imūnpatoģenētiskajā teorijā. Vīrusu un/vai baktēriju teorijas izskaidro tikai akūtu slimības sākšanos, un procesa hroniskums ir saistīts gan ar ģenētisko predispozīciju, gan imūnās atbildes īpatnībām, kuras arī ir ģenētiski noteiktas. Jāpiebilst, ka ITD šobrīd tiek klasificēta kā slimība ar ģenētiski neviendabīgu kompleksu predispozīciju. Ir identificēti vairāk nekā 15 iespējamie kandidātgēni no 2 grupām (imūnspecifiski un imūnregulējoši), kas izraisa iedzimtu predispozīciju. Visticamāk, predispozīciju nosaka vairāki gēni, kas nosaka imunoloģisko un iekaisuma reakciju raksturu. Pamatojoties uz daudzu pētījumu rezultātiem, mēs varam secināt, ka visticamākā gēnu lokalizācija, kas saistīta ar ITD attīstību, ir 3., 7., 12. un 16. hromosomas. Šobrīd liela uzmanība tiek pievērsta T un B limfocītu, kā arī citokīnu un iekaisuma mediatoru funkciju īpašību izpētei. Aktīvi tiek pētīta interleikīnu (IL), interferonu (IFN), audzēja nekrozes faktora-a (TNF-a), makrofāgu un autoantivielu loma pret resnās zarnas gļotādas un automikrofloras olbaltumvielām. Ir identificētas to traucējumu pazīmes CD un UC, taču joprojām nav skaidrs, vai šīs izmaiņas notiek primāri vai sekundāri. Lai izprastu daudzus patoģenēzes aspektus, ļoti svarīgi būtu pētījumi, kas veikti ITD preklīniskajā stadijā, kā arī pirmās pakāpes radiniekiem. Starp iekaisuma mediatoriem īpaša loma ir citokīniem, kas ir polipeptīdu molekulu grupa ar masu no 5 līdz 50 kDa, kas iesaistītas ķermeņa aizsardzības reakciju veidošanā un regulēšanā. Ķermeņa līmenī citokīni sazinās starp imūno, nervu, endokrīno, hematopoētisko un citām sistēmām un kalpo, lai tās iesaistītu aizsargreakciju organizēšanā un regulēšanā. Citokīnu klasifikācija ir parādīta 2. tabulā. Lielāko daļu citokīnu nesintezē šūnas ārpus iekaisuma reakcijas un imūnās atbildes reakcijas. Citokīnu gēnu ekspresija sākas, reaģējot uz patogēnu iekļūšanu organismā, antigēnu kairinājumu vai audu bojājumu. Viens no spēcīgākajiem citokīnu sintēzes induktoriem ir baktēriju šūnu sieniņu sastāvdaļas: LPS, peptidoglikāni un muramildipeptīdi. Pro-iekaisuma citokīnu ražotāji galvenokārt ir monocīti, makrofāgi, T šūnas u.c. Atkarībā no ietekmes uz iekaisuma procesu citokīnus iedala divās grupās: pro-iekaisuma citokīni (IL-1, IL-6, IL-8, TNF). -a, IFN-g ) un pretiekaisuma (IL-4, IL-10, TGF-b). Interleikīns-1 (IL-1) ir imūnregulācijas mediators, kas izdalās iekaisuma reakciju, audu bojājumu un infekciju laikā (pro-iekaisuma citokīns). IL-1 ir svarīga loma T šūnu aktivizēšanā, kad tās mijiedarbojas ar antigēnu. Ir zināmi 2 IL-1 veidi: IL-1a un IL-1b, divu dažādu gēnu lokusu produkti, kas atrodas cilvēka 2. hromosomā. IL-1a paliek šūnā vai var būt membrānas formā, nelielos daudzumos parādās ārpusšūnu telpā. IL-1a membrānas formas loma ir aktivējošo signālu pārraide no makrofāga uz T limfocītiem un citām šūnām starpšūnu kontakta laikā. IL-1a ir galvenais īstermiņa starpnieks. IL-1b, atšķirībā no IL-1a, aktīvi izdala šūnas, iedarbojoties gan sistēmiski, gan lokāli. Mūsdienās ir zināms, ka IL-1 ir viens no galvenajiem iekaisuma reakciju mediatoriem, stimulē T šūnu proliferāciju, palielina IL-2 receptoru ekspresiju uz T šūnām un IL-2 veidošanos. IL-2 kopā ar antigēnu inducē neitrofilu aktivāciju un adhēziju, stimulē citu citokīnu (IL-2, IL-3, IL-6 u.c.) veidošanos ar aktivētām T šūnām un fibroblastiem, stimulē fibroblastu proliferāciju. un endotēlija šūnas. Sistēmiski IL-1 darbojas sinerģiski ar TNF-a un IL-6. Palielinoties koncentrācijai asinīs, IL-1 ietekmē hipotalāma šūnas un izraisa ķermeņa temperatūras paaugstināšanos, drudzi, miegainību, apetītes samazināšanos, kā arī stimulē aknu šūnas ražot akūtās fāzes proteīnus (CRP, amiloīdu A, a- 2 makroglobulīns un fibrinogēns). IL4 (5. hromosoma). Inhibē makrofāgu aktivāciju un bloķē daudzus IFNg stimulētos efektus, piemēram, IL1, slāpekļa oksīda un prostaglandīnu veidošanos, spēlē svarīgu lomu pretiekaisuma reakcijās, un tai ir imūnsupresīva iedarbība. IL6 (7. hromosoma), viens no galvenajiem iekaisuma veicinošajiem citokīniem, ir galvenais B šūnu un makrofāgu diferenciācijas pēdējā posma induktors, kas ir spēcīgs aknu šūnu akūtās fāzes proteīnu ražošanas stimulators. Viena no galvenajām IL6 funkcijām ir antivielu ražošanas stimulēšana in vivo un in vitro. IL8 (4. hromosoma). Attiecas uz ķīmokīna mediatoriem, kas izraisa leikocītu virzītu migrāciju (ķīmotaksi) uz iekaisuma vietu. IL10 galvenā funkcija ir nomākt 1. tipa T helpera (TNFb, IFNg) un aktivēto makrofāgu (TNF-a, IL1, IL12) citokīnu veidošanos. Tagad ir atzīts, ka imūnās atbildes veidi ir saistīti ar vienu no limfocītu aktivācijas variantiem, kurā dominē pirmā tipa (TH2) vai otrā tipa (TH3) palīga T limfocītu kloni. Produkti TH2 un TH3 negatīvi ietekmē pretējo klonu aktivāciju. Pārmērīga viena no Th klonu veidiem aktivizēšana var virzīt imūnreakciju vienā no attīstības iespējām. Hroniska Th klonu aktivācijas nelīdzsvarotība izraisa imūnpatoloģisku stāvokļu attīstību. Citokīnu izmaiņas ITD var pētīt dažādos veidos, nosakot to līmeni asinīs vai in situ. IL1 līmenis ir paaugstināts visu iekaisīgo zarnu slimību gadījumā. Atšķirības starp UC un CD ietver palielinātu IL2 ekspresiju. Ja UC konstatē pazeminātu vai normālu IL2 līmeni, tad CD konstatē tā paaugstinātu līmeni. IL4 saturs UC palielinās, savukārt CD tas paliek normāls vai pat samazinās. IL6 līmenis, kas mediē akūtās fāzes reakcijas, ir paaugstināts arī visu veidu iekaisuma gadījumā. Iegūtie citokīnu profila dati liecināja, ka divām galvenajām hroniskās ITD formām ir raksturīga atšķirīga citokīnu aktivācija un ekspresija. Pētījumu rezultāti liecina, ka pacientiem ar UC novērotais citokīnu profils vairāk atbilst TH3 profilam, savukārt pacientiem ar CD TH2 profils jāuzskata par raksturīgāku. Šīs hipotēzes par TH2 un TH3 profilu lomu pievilcība ir arī tāda, ka citokīnu lietošana var mainīt imūnreakciju vienā vai otrā virzienā un novest pie remisijas, atjaunojot citokīnu līdzsvaru. To jo īpaši var apstiprināt, izmantojot IL10. Turpmākajos pētījumos jāparāda, vai citokīnu reakcija ir sekundāra parādība, reaģējot uz kairinājumu, vai, gluži pretēji, atbilstošo citokīnu ekspresija nosaka organisma reaktivitāti ar turpmāku klīnisku izpausmju attīstību. Citokīnu līmenis ITD bērniem vēl nav pētīts. Šis darbs ir pirmā daļa no zinātniskā pētījuma, kas veltīts citokīnu statusa izpētei ITD bērniem. Šī darba mērķis bija izpētīt makrofāgu humorālo aktivitāti ar līmeņu (IL1a, IL8) noteikšanu bērniem ar UC un CD, kā arī to dinamiku terapijas laikā. No 2000. līdz 2002. gadam Krievijas Bērnu klīniskās slimnīcas gastroenteroloģijas nodaļā tika izmeklēti 34 bērni ar UC un 19 bērni ar CD vecumā no 4 līdz 16 gadiem. Diagnoze tika pārbaudīta anamnestiski, endoskopiski un morfoloģiski. Pro-iekaisuma citokīnu IL1a, IL8 līmeņa izpēte tika veikta, izmantojot ar enzīmu saistīto imūnsorbcijas testu (ELISA). IL1a, IL8 koncentrācijas noteikšanai tika izmantotas Cytokin LLC (Sanktpēterburga, Krievija) ražotās testa sistēmas. Analīze tika veikta Valsts zinātniskā centra Augsti tīru bioloģisko preparātu pētniecības institūta imūnfarmakoloģijas laboratorijā (laboratorijas vadītājs, medicīnas zinātņu doktors, prof. A.S. Simbircevs). Pētījuma laikā iegūtie rezultāti atklāja būtisku IL1a, IL8 līmeņa paaugstināšanos paasinājuma periodā, kas bērniem ar UC bija izteiktāks nekā bērniem ar CD. Ārpus paasinājuma pro-iekaisuma citokīnu līmenis samazinās, bet nesasniedz normālu līmeni. UC gadījumā IL-1a, IL-8 līmenis paasinājuma periodā bija paaugstināts attiecīgi 76,2% un 90% bērnu, bet remisijas periodā - attiecīgi 69,2% un 92,3%. CD gadījumā IL-1a, IL-8 līmenis paasinājuma periodā ir paaugstināts attiecīgi 73,3% un 86,6% bērnu, bet remisijas periodā - attiecīgi 50% un 75%.

Atkarībā no slimības smaguma pakāpes bērni saņēma terapiju ar aminosalicilātiem vai glikokortikoīdiem. Terapijas raksturs būtiski ietekmēja citokīnu līmeņa dinamiku. Ārstēšanas laikā ar aminosalicilātiem pro-iekaisuma citokīnu līmenis bērnu grupā ar UC un CD bija ievērojami augstāks nekā kontroles grupā. Turklāt augstāki rādītāji tika novēroti bērnu grupā ar UC. UC terapijas laikā ar aminosalicilātiem IL1a, IL8 palielinās attiecīgi 82,4% un 100% bērnu, savukārt terapijas laikā ar glikokortikoīdiem 60% bērnu abiem citokīniem. CD gadījumā IL1a, IL8 paaugstinās terapijas laikā ar aminosalicilātiem visiem bērniem un terapijas laikā ar glikokortikoīdiem attiecīgi 55,5% un 77,7% bērnu. Tādējādi šī pētījuma rezultāti liecina par būtisku imūnsistēmas makrofāgu komponenta iesaistīšanos patoģenētiskajā procesā lielākajai daļai bērnu ar UC un CD. Šajā pētījumā iegūtie dati būtiski neatšķiras no datiem, kas iegūti pieaugušo pacientu izmeklēšanā. IL1a un IL8 līmeņa atšķirības pacientiem ar UC un CD ir kvantitatīvas, bet ne kvalitatīvas, kas liecina par šo izmaiņu nespecifisko raksturu hroniska iekaisuma procesa gaitas dēļ. Tāpēc šiem rādītājiem nav diagnostiskas vērtības. IL1a un IL8 līmeņa dinamiskā pētījuma rezultāti pamato augstāku terapijas efektivitāti ar glikokortikoīdu zālēm, salīdzinot ar terapiju ar aminosaliciliem. Iesniegtie dati ir bērnu ar ITD citokīnu statusa pētījuma pirmā posma rezultāts. Nepieciešama turpmāka problēmas izpēte, ņemot vērā citu pretiekaisuma un pretiekaisuma citokīnu rādītājus.

Slāpekļa oksīda un citokīnu loma akūta plaušu bojājuma sindroma attīstībā.

Šo problēmu pēta T.A.Šumatova, V.B.Šumatovs, E.V.Markelova, L.G.Sukhotepleja: Vladivostokas Valsts medicīnas universitātes Anestezioloģijas un reanimatoloģijas nodaļa. Akūta plaušu trauma sindroms (pieaugušo respiratorā distresa sindroms, ARDS) ir viena no smagākajām akūtas elpošanas mazspējas formām, kas rodas pacientiem smagas traumas, sepses, peritonīta, pankreatīta, liela asins zuduma, aspirācijas, pēc plašas ķirurģiskas iejaukšanās un 50-60% gadījumu izraisa nāvi. Dati no ARDS patoģenēzes pētījumiem, sindroma agrīnas diagnostikas un prognozes kritēriju izstrādes ir maz un diezgan pretrunīgi, kas neļauj izstrādāt saskaņotu diagnostikas un ārstēšanas koncepciju. Ir konstatēts, ka ARDS pamatā ir plaušu kapilāru endotēlija un alveolu epitēlija bojājumi, asins reoloģisko īpašību pārkāpums, kas izraisa intersticiālo un alveolāro audu pietūkumu, iekaisumu, atelektāzi un plaušu. hipertensija. Pēdējo gadu literatūrā ir parādījusies pietiekama informācija par universālo šūnu un audu metabolisma regulatoru - slāpekļa oksīdu. Interese par slāpekļa oksīdu (NO) galvenokārt ir saistīta ar to, ka tas ir iesaistīts daudzu funkciju regulēšanā, tostarp asinsvadu tonusa, sirds kontraktilitātes, trombocītu agregācijas, neirotransmisijas, ATP un olbaltumvielu sintēzes un imūnās aizsardzības regulēšanā. Turklāt, atkarībā no molekulārā mērķa izvēles un mijiedarbības ar to īpašībām, NO ir arī kaitīga iedarbība. Tiek uzskatīts, ka šūnu aktivācijas izraisītājs ir nelīdzsvarota citokinēmija. Citokīni ir šķīstoši peptīdi, kas darbojas kā imūnsistēmas mediatori un nodrošina šūnu sadarbību, pozitīvu un negatīvu imūnregulāciju. Mēģinājām sistematizēt literatūrā pieejamo informāciju par NO un citokīnu lomu akūta plaušu bojājuma sindroma attīstībā. NO ir ūdenī un taukos šķīstoša gāze. Tā molekula ir nestabils brīvais radikālis, viegli izkliedējas audos, uzsūcas un iznīcina tik ātri, ka spēj ietekmēt tikai tuvākās vides šūnas. NO molekulai piemīt visas klasiskajiem vēstnešiem raksturīgās īpašības: tā ātri veidojas, iedarbojas ļoti zemās koncentrācijās un pēc ārējā signāla pārtraukšanas ātri pārvēršas citos savienojumos, oksidējoties līdz stabiliem neorganiskiem slāpekļa oksīdiem: nitrītiem un nitrātiem. Saskaņā ar dažādiem avotiem NO dzīves ilgums audos ir no 5 līdz 30 sekundēm. Galvenie NO molekulārie mērķi ir dzelzi saturoši enzīmi un olbaltumvielas: šķīstošā guanilāta ciklāze, nitrooksīda sintāze (NOS), hemoglobīns, mitohondriju enzīmi, Krebsa cikla fermenti, proteīnu un DNS sintēze. NO sintēze organismā notiek aminoskābes L-arginīna slāpekli saturošās daļas fermentatīvās transformācijās specifiskā enzīma NOS ietekmē un notiek kalcija jonu mijiedarbībā ar kalmodulīnu. Ferments tiek inaktivēts zemās koncentrācijās un ir maksimāli aktīvs pie 1 µM brīvā kalcija. Ir identificētas divas NOS izoformas: konstitutīvā (cNOS) un inducētā (iNOS), kas ir dažādu gēnu produkti. No kalcija kalmodulīna atkarīgā cNOS pastāvīgi atrodas šūnā un veicina nelielu NO daudzumu izdalīšanos, reaģējot uz receptoru un fizisko stimulāciju. Šīs izoformas ražotais NO darbojas kā transportētājs vairākās fizioloģiskās reakcijās. No kalcija kalmodulīna neatkarīgs iNOS tiek ražots dažādos šūnu veidos, reaģējot uz proinflammatoriskajiem citokīniem, endotoksīniem un oksidētājiem. Šo NOS izoformu transkribē specifiski gēni 17. hromosomā un veicina liela daudzuma NO sintēzi. Fermentu iedala arī trīs veidos: NOS-I (neironāls), NOS-II (makrofāgs), NOS-III (endoteliālais). Fermentu saime, kas sintezē NO, ir atrodama dažādās plaušu šūnās: bronhu epitēlija šūnās, alveolocītos, alveolārajos makrofāgos, tuklo šūnās, bronhu artēriju un vēnu endotēlija šūnās, gludos bronhu un asinsvadu miocītos. , neadrenerģiskos neholīnerģiskos neironos. Cilvēku un zīdītāju bronhu un alveolu epitēlija šūnu konstitutīvā spēja izdalīt NO ir apstiprināta daudzos pētījumos. Noskaidrots, ka NO veidošanā ir iesaistītas cilvēka elpceļu augšējās daļas, kā arī apakšējās daļas. Pētījumi, kas veikti pacientiem ar traheostomiju, ir parādījuši, ka gāzu daudzums gaisā, kas izelpots caur traheostomiju, ir ievērojami mazāks nekā deguna un mutes dobumā. Endogēnā NO sintēze pacientiem ar mehānisko ventilāciju ir būtiski ietekmēta. Pētījumi apstiprina, ka NO izdalīšanās notiek bronhodilatācijas laikā un to kontrolē vagusa nervu sistēma. Iegūti dati, ka NO veidošanās cilvēka elpceļu epitēlijā palielinās pie elpošanas sistēmas iekaisuma slimībām. Gāzu sintēze tiek palielināta, jo citokīnu, kā arī endotoksīnu un lipopolisaharīdu ietekmē aktivizējas inducētais NOS.

Šobrīd ir zināmi vairāk nekā simts citokīnu, kurus tradicionāli iedala vairākās grupās.

1. Interleikīni (IL-1 - IL18) ir sekrēcijas regulējošie proteīni, kas nodrošina mediatoru mijiedarbību imūnsistēmā un tās saziņu ar citām ķermeņa sistēmām.

2. Interferoni (IFN-alfa, beta, gamma) ir pretvīrusu citokīni ar izteiktu imūnregulācijas efektu.

3. Audzēja nekrozes faktori (TNF alfa, beta) - citokīni ar citotoksisku un regulējošu iedarbību.

4. Koloniju stimulējošie faktori (G-CSF, M-CSF, GM-CSF) - hematopoēzes šūnu augšanas un diferenciācijas stimulatori, kas regulē asinsradi.

5. Ķīmokīni (IL-8, IL-16) - leikocītu ķīmijatraktanti.

6. Augšanas faktori - dažādu audu izcelsmes šūnu (fibroblastu augšanas faktors, endotēlija šūnu augšanas faktors, epidermas augšanas faktors) un transformējošo augšanas faktoru (TGF beta) augšanas, diferenciācijas un funkcionālās aktivitātes regulatori.

Šīs bioregulējošās molekulas nosaka iekaisuma un imūnreakcijas veidu un ilgumu, kontrolē šūnu proliferāciju, hematopoēzi, angiogēzi, brūču dzīšanu un daudzus citus procesus. Visi pētnieki uzsver, ka citokīniem trūkst specifiskuma pret antigēniem. Eksperimenti ar kultivētiem plaušu makrofāgiem un tuklo šūnām ir parādījuši iNOS veidošanos, reaģējot uz gamma interferonu, interleikīnu-1, audzēja nekrozes faktoru un lipopolisaharīdiem. Dzīvnieku un cilvēku alveolocītos ir konstatēta iNOS un cNOS ekspresija uz proinflammatoriskajiem citokīniem. Epitēlija šūnu funkcijas regulatora epidermas augšanas faktora pievienošana kultūrai samazināja tikai inducētā enzīma aktivitāti. Ir zināms, ka atkarībā no to rakstura citokīni iedarbojas autokrīni – uz pašām producējošām šūnām, parakrīni – uz citām mērķa šūnām vai endokrīni – uz dažādām šūnām ārpus to ražošanas vietas. Turklāt tie var mijiedarboties viens ar otru saskaņā ar agonistisku vai antagonistisku principu, mainot mērķa šūnu funkcionālo stāvokli un veidojot citokīnu tīklu. Tādējādi citokīni nav izolēti peptīdi, bet gan neatņemama sistēma, kuras galvenās sastāvdaļas ir ražotājšūnas, pats proteīns – citokīns, receptors, kas to uztver, un mērķa šūna. Konstatēts, ka, attīstoties akūtam plaušu bojājumam, paaugstinās pro-iekaisuma citokīnu līmenis: IL-1, 6, 8, 12, TNF alfa, IFN alfa. To iedarbība ir saistīta ar asinsvadu paplašināšanos, palielinot to caurlaidību un šķidruma uzkrāšanos plaušu audos. Turklāt pētījumi ir parādījuši IFN gamma un TNF alfa spēju izraisīt adhēzijas molekulu - ICAM -1 ekspresiju uz cilvēka endotēlija šūnām. Adhēzijas molekulas, pieķeroties leikocītiem, trombocītiem un endotēlija šūnām, veido “ripojošus” neitrofilus un veicina fibrīna daļiņu agregāciju. Šie procesi veicina kapilāro asinsrites traucējumus, palielina kapilāru caurlaidību un izraisa lokālu audu tūsku. Kapilārās asinsrites palēnināšanos veicina NO aktivizēšanās, kas izraisa arteriolu paplašināšanos. Turpmāko leikocītu migrāciju uz iekaisuma vietu kontrolē īpaši citokīni – kemokīni, kurus ražo un izdala ne tikai aktivētie makrofāgi, bet arī endotēlija šūnas, fibroblasti, gludie miocīti. To galvenā funkcija ir neitrofilu piegāde iekaisuma vietai un to funkcionālās aktivitātes aktivizēšana. Galvenais neitrofilu ķīmokīns ir Il-8. Tās spēcīgākie induktori ir baktēriju lipopolisaharīdi, IL-1 un TNFalfa. R. Bahra et al. uzskata, ka katru neitrofilu transendoteliālās migrācijas posmu regulē, stimulējot TNF alfa koncentrāciju. Attīstoties akūtam plaušu bojājumam, tiek aktivizētas un iesaistītas fāzes mijiedarbībā asinsvadu endotēlija šūnas, bronhu epitēlija šūnas un alveolārie makrofāgi. Rezultātā, no vienas puses, notiek to mobilizācija un aizsargājošo īpašību nostiprināšanās, un, no otras puses, ir iespējami pašu šūnu un apkārtējo audu bojājumi. Vairāki pētījumi liecina, ka iekaisuma vietā var uzkrāties skābekļa daļējas reducēšanās produkts superoksīds, kas inaktivē NO vazoaktīvo efektu. NO un superoksīda anjons ātri reaģē, veidojot peroksinitrītu, kas bojā šūnas. Šī reakcija veicina NO izvadīšanu no asinsvadu un bronhu sieniņām, kā arī no alveolocītu virsmas. Interesanti ir pētījumi, kas liecina, ka peroksinitritam, kas tradicionāli tiek uzskatīts par NO toksicitātes mediatoru, var būt fizioloģiska iedarbība un tas var izraisīt asinsvadu relaksāciju, paaugstinot cGMP līmeni asinsvadu endotēlijā ar NO starpniecību. Savukārt peroksinitrīts ir spēcīgs oksidētājs, kas var bojāt alveolu epitēliju un plaušu virsmaktīvās vielas. Tas izraisa membrānas proteīnu un lipīdu iznīcināšanu, bojā endotēliju, palielina trombocītu agregāciju un piedalās endotoksēmijas procesos. Tā palielināta veidošanās ir novērota akūta plaušu trauma sindroma gadījumā. Pētnieki uzskata, ka NO, kas rodas inducētā enzīma aktivācijas rezultātā, ir paredzēts nespecifiskai organisma aizsardzībai no plaša spektra patogēniem aģentiem, kavē trombocītu agregāciju un uzlabo lokālo asinsriti. Ir konstatēts, ka pārmērīgs NO daudzums nomāc cNOS aktivitāti šūnās mijiedarbības ar superoksīdu dēļ un, iespējams, guanilāta ciklāzes desensibilizācijas rezultātā, izraisot cGMP samazināšanos šūnā un intracelulārā kalcija palielināšanos. Brett et al. un Kooy et al., analizējot nitrooksiderģisko mehānismu nozīmi ARDS patoģenēzē, pauda viedokli, ka iNOS, peroksinitrīts, kā arī nitrotirozīns, kas ir galvenais peroksinitrīta ietekmes uz proteīnu produkts, var spēlēt galveno lomu attīstībā. no sindroma. Katbertsons et al. Tiek uzskatīts, ka akūtu plaušu bojājumu pamatā ir NO un peroksinitrīta ietekme uz elastāzi un interleikīnu-8. Kobajaši et al. arī reģistrēts iNOS, interleikīna-1, interleikīna-6, interleikīna-8 satura pieaugums bronhoalveolārajā šķidrumā pacientiem ar akūtu plaušu traumas sindromu. Meldrum et al. parādīja plaušu makrofāgu iekaisuma citokīnu ražošanas samazināšanos ARDS gadījumā NO - L-arginīna vietējās ražošanas substrāta ietekmē. Konstatēts, ka akūtu plaušu bojājumu sindroma ģenēzē nozīmīga loma ir asinsvadu caurlaidības traucējumiem, ko izraisa citokīnu - TNF alfa, IL-2, GM-CSF, monoklonālo antivielu pret CD3 limfocītiem darbība uz plaušu asinsvadu endotēlija. šūnas un imunocīti. Straujš un spēcīgs plaušu asinsvadu caurlaidības pieaugums izraisa neitrofilu migrāciju plaušu audos un citotoksisko mediatoru izdalīšanos, kas izraisa plaušu patoloģisku izmaiņu attīstību. Akūta plaušu bojājuma rašanās laikā TNF alfa palielina neitrofilu adhēziju pie asinsvadu sieniņām, veicina to migrāciju audos, veicina strukturālās un vielmaiņas izmaiņas endotēlija šūnās, izjauc šūnu membrānu caurlaidību, aktivizē citu citokīnu un eikozanoīdu veidošanos. , un izraisa plaušu epitēlija šūnu apoptozi un nekrozi. Ir iegūti dati, kas liecina, ka LPS izraisītā makrofāgu apoptoze lielā mērā ir saistīta ar IFN gamma un to samazina IL-4, IL-10 un TGF beta. Tomēr Kobayashi et al. iegūti dati, kas liecina, ka IFN gamma var būt iesaistīts elpceļu gļotādas epitēlija atjaunošanās procesos. Hagimoto pētījumi sniedz pierādījumus tam, ka bronhu un alveolu epitēlija šūnas, reaģējot uz TNF alfa vai Fas ligandu, izdala IL-8, IL-12. Šis process ir saistīts ar kodolfaktora Carr-B aktivizēšanu ar Fas ligandu.

Tiek uzskatīts, ka IL-8 ir viens no svarīgākajiem citokīniem akūtu plaušu bojājumu patofizioloģijā. Millers et al. Pētot bronho-alveolāro šķidrumu pacientiem ar ARDS uz sepses fona, tika konstatēts ievērojams IL-8 līmeņa pieaugums, salīdzinot ar pacientiem ar kardiogēnu plaušu tūsku. Ir ierosināts, ka primārais Il-8 avots ir plaušas, un šo kritēriju var izmantot sindroma diferenciāldiagnozē. Grau et al. Tiek uzskatīts, ka plaušu kapilāru endotēlija šūnas kalpo kā nozīmīgs citokīnu - IL-6, IL-8 avots akūtu plaušu bojājumu attīstības laikā. Gudmens u.c. Pētot citokīnu līmeņa dinamiku bronho-alveolārajā skalošanas šķidrumā pacientiem ar ARDS, ievērojami palielinājās IL-1beta, IL-8, monocītu ķīmijtaktiskais peptīds-1, epitēlija šūnu neitrofilu aktivators, makrofāgu iekaisuma peptīds-1 alfa. tika izveidota. Tajā pašā laikā autori uzskata, ka IL-1 beta satura palielināšanās var kalpot par sindroma nelabvēlīga iznākuma marķieri. Bauers et al. Ir pierādīts, ka monitoringam var izmantot IL-8 satura monitoringu bronhoalveolārajā šķidrumā pacientiem ar ARDS, IL-8 līmeņa pazemināšanās liecina par nelabvēlīgu procesa gaitu. Vairāki pētījumi arī sniedz pierādījumus tam, ka plaušu asinsvadu endotēlija citokīnu ražošanas līmenis ietekmē akūtu plaušu bojājumu attīstību, un to uzraudzību var izmantot klīniskajā praksē agrīnai diagnostikai. Par iespējamām negatīvajām sekām paaugstināta proinflammatorisko citokīnu līmeņa paaugstināšanās pacientiem ar ARDS liecina pētījumi, ko veica Martin et al., Warner et al.. Citokīnu un baktēriju endotoksīnu aktivētie alveolārie makrofāgi palielina NO sintēzi. Paaugstinās arī bronhu un alveolu epitēlija šūnu, neitrofilu, tuklo šūnu, endotēlija šūnu un plaušu asinsvadu gludo miocītu NO ražošanas līmenis, iespējams, aktivizējoties kodolfaktoram Carr-B. Autori uzskata, ka slāpekļa oksīds, kas rodas NOS izraisītas aktivācijas rezultātā, galvenokārt ir paredzēts nespecifiskai ķermeņa aizsardzībai. Atbrīvots no makrofāgiem, NO ātri iekļūst baktērijās un sēnēs, kur tas inhibē trīs dzīvībai svarīgas enzīmu grupas: H-elektronu transportu, Krebsa ciklu un DNS sintēzi. NO ir iesaistīts organisma aizsardzībā imūnās atbildes reakcijas pēdējās stadijās un tēlaini tiek uzskatīts par imūnsistēmas “soda zobenu”. Taču, ja NO uzkrājas šūnā neadekvāti lielos daudzumos, tam ir arī kaitīga iedarbība. Tādējādi, attīstoties akūtu plaušu bojājumu sindromam, citokīni un NO izraisa secīgu reakciju ķēdi, kā rezultātā tiek traucēta mikrocirkulācija, rodas audu hipoksija, alveolāra un intersticiāla tūska, kā arī tiek bojāta plaušu vielmaiņas funkcija. Līdz ar to var apgalvot, ka citokīnu un NO fizioloģisko un patofizioloģisko darbības mehānismu izpēte ir perspektīvs pētniecības virziens un ļaus nākotnē ne tikai paplašināt izpratni par ARDS patoģenēzi, bet arī noteikt diagnostisko. un sindroma prognostiskie marķieri, lai izstrādātu iespējas patoģenētiski pamatotai terapijai, kuras mērķis ir samazināt letalitāti.

Citokīnu noteikšanas metodes.

Pārskats ir veltīts galvenajām pašlaik izmantotajām citokīnu izpētes metodēm. Īsumā aprakstītas metožu iespējas un mērķis. Tiek prezentētas dažādu metožu priekšrocības un trūkumi citokīnu gēnu ekspresijas analīzei nukleīnskābju un olbaltumvielu ražošanas līmenī. (Citokīni un iekaisumi. 2005. T. 4, Nr. 1. P. 22-27.)

Citokīni ir regulējoši proteīni, kas veido universālu mediatoru tīklu, kas raksturīgs gan imūnsistēmai, gan citu orgānu un audu šūnām. Šīs regulējošo proteīnu klases kontrolē notiek visi šūnu notikumi: proliferācija, diferenciācija, apoptoze, specializēta šūnu funkcionālā aktivitāte. Katra citokīna ietekmi uz šūnām raksturo pleiotropija, dažādu mediatoru iedarbības spektrs pārklājas un būtībā šūnas galīgais funkcionālais stāvoklis ir atkarīgs no vairāku sinerģiski darbojošos citokīnu ietekmes. Tādējādi citokīnu sistēma ir universāls, polimorfs regulējošs mediatoru tīkls, kas paredzēts, lai kontrolētu šūnu elementu proliferācijas, diferenciācijas, apoptozes un funkcionālās aktivitātes procesus hematopoētiskajās, imūnās un citās ķermeņa homeostatiskajās sistēmās. Citokīnu noteikšanas metodes ir ļoti strauji attīstījušās 20 gadu intensīvas izpētes laikā, un šodien tās ir vesela zinātnisko zināšanu joma. Sava darba sākumā citokinoloģijas pētnieki saskaras ar jautājumu par metodes izvēli. Un šeit pētniekam precīzi jāzina, kāda informācija viņam ir jāiegūst, lai sasniegtu savu mērķi. Šobrīd ir izstrādāti simtiem dažādu metožu citokīnu sistēmas novērtēšanai, kas sniedz daudzveidīgu informāciju par šo sistēmu. Citokīnus var novērtēt dažādās bioloģiskās vidēs, pamatojoties uz to specifisko bioloģisko aktivitāti. Tos var kvantitatīvi noteikt, izmantojot dažādas imūnanalīzes metodes, izmantojot poli- un monoklonālās antivielas. Papildus citokīnu sekrēcijas formu izpētei, to intracelulāro saturu un veidošanos audos var pētīt, izmantojot plūsmas citometriju, Western blotēšanu un in situ imūnhistoķīmiju. Ļoti svarīgu informāciju var iegūt, pētot citokīnu mRNS ekspresiju, mRNS stabilitāti, citokīnu mRNS izoformu klātbūtni un dabiskās antisense nukleotīdu sekvences. Citokīnu gēnu alēlo variantu izpēte var sniegt svarīgu informāciju par ģenētiski ieprogrammētu augsta vai zema konkrēta mediatora ražošanu. Katrai metodei ir savi trūkumi un priekšrocības, sava izšķirtspēja un noteikšanas precizitāte. Pētnieka nezināšana un pārpratums par šīm niansēm var novest pie nepatiesiem secinājumiem.

Citokīnu bioloģiskās aktivitātes noteikšana.

Atklāšanas vēsture un pirmie soļi citokīnu izpētē bija cieši saistīti ar imūnkompetentu šūnu un šūnu līniju kultivēšanu. Pēc tam tika demonstrēta vairāku šķīstošo olbaltumvielu faktoru regulējošā ietekme (bioloģiskā aktivitāte) uz limfocītu proliferācijas aktivitāti, imūnglobulīnu sintēzi un imūnreakciju attīstību in vitro modeļos. Viena no pirmajām metodēm mediatoru bioloģiskās aktivitātes noteikšanai ir cilvēka limfocītu migrācijas faktora un tā inhibīcijas faktora noteikšana. Tā kā citokīnu bioloģiskā iedarbība ir pētīta, ir radušās dažādas metodes to bioloģiskās aktivitātes novērtēšanai. Tādējādi IL-1 tika noteikts, novērtējot peļu timocītu proliferāciju in vitro, IL-2 - pēc spējas stimulēt limfoblastu proliferatīvo aktivitāti, IL-3 - ar hematopoētisko koloniju augšanu in vitro, IL-4 - ar asinsrades koloniju augšanu. komitogēnā iedarbība, palielinot Ia proteīnu ekspresiju, izraisot IgG1 un IgE veidošanos utt. Šo metožu sarakstu var turpināt, tas tiek pastāvīgi atjaunināts, atklājot jaunas šķīstošo faktoru bioloģiskās aktivitātes. To galvenais trūkums ir metožu nestandarta raksturs un to unifikācijas neiespējamība. Citokīnu bioloģiskās aktivitātes noteikšanas metožu tālāka izstrāde noveda pie liela skaita šūnu līniju, kas ir jutīgas pret konkrētu citokīnu, vai multisensitīvu līniju izveidošanas. Lielāko daļu šo šūnu, kas reaģē uz citokīniem, tagad var atrast komerciāli izplatīto šūnu līniju sarakstos. Piemēram, lai pārbaudītu IL-1a un b, tiek izmantota D10S šūnu līnija, IL-2 un IL-15 - CTLL-2 šūnu līnija, IL-3, IL-4, IL-5, IL-9 , IL-13, GM-CSF - TF-1 šūnu līnija, IL-6 - B9 šūnu līnijai, IL-7 - 2E8 šūnu līnija, TNFa un TNFb - L929 šūnu līnija, IFNg - WiDr šūnu līnija, IL-18 - šūnu līnija KG-1. Tomēr šādai pieejai imūnaktīvo proteīnu izpētē līdzās labi zināmām priekšrocībām, piemēram, nobriedušu un aktīvo proteīnu reālās bioloģiskās aktivitātes mērīšanai, augstai reproducējamībai standartizētos apstākļos, ir arī savi trūkumi. Tie, pirmkārt, ietver šūnu līniju jutību nevis pret vienu citokīnu, bet vairākiem saistītiem citokīniem, kuru bioloģiskā iedarbība pārklājas. Turklāt mēs nevaram izslēgt iespēju, ka mērķa šūnas var izraisīt citu citokīnu ražošanu, kas var izkropļot testa parametru (parasti proliferāciju, citotoksicitāti, ķemotaksi). Mēs vēl nezinām visus citokīnus un ne visas to sekas, tāpēc mēs vērtējam nevis pašu citokīnu, bet kopējo specifisko bioloģisko aktivitāti. Tādējādi bioloģiskās aktivitātes kā dažādu mediatoru kopējās aktivitātes novērtējums (nepietiekama specifika) ir viens no šīs metodes trūkumiem. Turklāt, izmantojot pret citokīniem jutīgas līnijas, nav iespējams noteikt neaktivētas molekulas un saistītos proteīnus. Tas nozīmē, ka šādas metodes neatspoguļo reālu vairāku citokīnu ražošanu. Vēl viens svarīgs šūnu līniju izmantošanas trūkums ir nepieciešamība pēc laboratorijas šūnu kultūrai. Turklāt visas procedūras šūnu audzēšanai un to inkubācijai ar pētāmajiem proteīniem un barotnēm prasa daudz laika. Jāņem vērā arī tas, ka ilgstošas ​​lietošanas šūnu līnijām ir nepieciešama atjaunināšana vai atkārtota sertifikācija, jo kultivēšanas rezultātā tās var mutēt un tikt modificētas, kas var izraisīt to jutības izmaiņas pret mediatoriem un precizitātes samazināšanos. bioloģiskās aktivitātes noteikšanai. Tomēr šī metode ir ideāli piemērota rekombinanto mediatoru specifiskās bioloģiskās aktivitātes pārbaudei.

Citokīnu kvantitatīvā noteikšana, izmantojot antivielas.

Citokīni, ko ražo imūnkompetentas un cita veida šūnas, tiek izlaisti starpšūnu telpā, lai veiktu parakrīnas un autokrīnas signālu mijiedarbības. Pēc šo proteīnu koncentrācijas asins serumā vai kondicionētā vidē var spriest par patoloģiskā procesa būtību un atsevišķu šūnu funkciju pārpalikumu vai deficītu pacientam. Mūsdienās visizplatītākās šo proteīnu noteikšanas sistēmas ir metodes citokīnu noteikšanai, izmantojot specifiskas antivielas. Šīs metodes ir izgājušas cauri virknei modifikāciju, izmantojot dažādas etiķetes (radioizotopu, fluorescējošu, elektroķīmiluminiscējošu, fermentatīvu utt.). Ja radioizotopu metodēm ir vairāki trūkumi, kas saistīti ar radioaktīvās etiķetes izmantošanu un ierobežotu iespēju izmantot marķētus reaģentus (pusperiods), tad visplašāk tiek izmantotas ar enzīmu saistītās imūnsorbcijas metodes. Tie ir balstīti uz fermentatīvās reakcijas nešķīstošu produktu vizualizāciju, kas absorbē zināma viļņa garuma gaismu daudzumos, kas līdzvērtīgi analizējamās vielas koncentrācijai. Mērāmo vielu saistīšanai izmanto antivielas, kas pārklātas uz cietas polimēra bāzes, un vizualizācijai izmanto antivielas, kas konjugētas ar fermentiem, parasti sārmainās fosfatāzes vai mārrutku peroksidāzi. Metodes priekšrocības ir acīmredzamas: augsta noteikšanas precizitāte standartizētos reaģentu uzglabāšanas un procedūru veikšanas apstākļos, kvantitatīvā analīze un reproducējamība. Trūkumi ietver ierobežoto nosakāmo koncentrāciju diapazonu, kā rezultātā visas koncentrācijas, kas pārsniedz noteiktu slieksni, tiek uzskatītas par līdzvērtīgām. Jāņem vērā, ka metodes izpildei nepieciešamais laiks atšķiras atkarībā no ražotāja ieteikumiem. Tomēr jebkurā gadījumā mēs runājam par vairākām stundām, kas nepieciešamas reaģentu inkubācijai un mazgāšanai. Turklāt tiek noteiktas latentās un saistītās citokīnu formas, kas savā koncentrācijā var ievērojami pārsniegt brīvās formas, kas galvenokārt ir atbildīgas par mediatora bioloģisko aktivitāti. Tāpēc šo metodi vēlams izmantot kopā ar mediatora bioloģiskās aktivitātes novērtēšanas metodēm. Vēl viena imūntesta metodes modifikācija, kas ir plaši pielietota, ir elektroķīmiluminiscējošā metode (ECL) proteīnu noteikšanai, izmantojot antivielas, kas marķētas ar rutēniju un biotīnu. Šai metodei ir šādas priekšrocības salīdzinājumā ar radioizotopu un enzīmu imūnsorbcijas metodēm: ieviešanas vienkāršība, īss metodes izpildes laiks, mazgāšanas procedūru trūkums, mazs parauga tilpums, liels nosakāmo citokīnu koncentrāciju diapazons serumā un kondicionētajā vidē, metodes augsta jutība un tās reproducējamība. Apskatāmā metode ir pieņemama izmantošanai gan zinātniskos, gan klīniskos pētījumos. Sekojošā metode citokīnu novērtēšanai bioloģiskajos barotnēs ir izstrādāta, pamatojoties uz plūsmas fluorimetrijas tehnoloģiju. Tas ļauj vienlaikus novērtēt līdz pat simtiem olbaltumvielu paraugā. Šobrīd ir izveidoti komerciāli komplekti līdz 17 citokīnu noteikšanai. Tomēr šīs metodes priekšrocības nosaka arī tās trūkumus. Pirmkārt, ir darbietilpīgi izvēlēties optimālus apstākļus vairāku proteīnu noteikšanai, otrkārt, citokīnu ražošanai dabā ir kaskādes ar ražošanas maksimumiem dažādos laikos. Tāpēc liela skaita olbaltumvielu vienlaicīga noteikšana ne vienmēr ir informatīva. Vispārēja prasība pēc imūnanalīzes metodēm, izmantojot t.s. “Sendvičs” ir rūpīga antivielu pāra atlase, kas ļauj noteikt analizējamā proteīna brīvo vai saistīto formu, kas nosaka šīs metodes ierobežojumus un kas vienmēr ir jāņem vērā, interpretējot iegūtos datus. Šīs metodes nosaka kopējo citokīnu veidošanos dažādās šūnās, bet tajā pašā laikā imūnkompetentu šūnu antigēnu specifisko citokīnu ražošanu var spriest tikai provizoriski. Tagad ir izstrādāta ELISpot (Enzyme-Liked ImmunoSpot) sistēma, kas lielā mērā novērš šos trūkumus. Metode ļauj daļēji kvantitatīvi novērtēt citokīnu veidošanos atsevišķu šūnu līmenī. Šīs metodes augstā izšķirtspēja ļauj novērtēt antigēnu stimulētu citokīnu ražošanu, kas ir ļoti svarīgi specifiskas imūnās atbildes novērtēšanai. Nākamā zinātniskos nolūkos plaši izmantotā metode ir citokīnu intracelulāra noteikšana ar plūsmas citometriju. Tās priekšrocības ir acīmredzamas. Mēs varam fenotipiski raksturot citokīnus ražojošo šūnu populāciju un/vai noteikt atsevišķu šūnu ražoto citokīnu spektru, ar iespēju relatīvi kvantitatīvi raksturot šo produkciju. Tomēr aprakstītā metode ir diezgan sarežģīta un prasa dārgu aprīkojumu. Nākamā metožu sērija, ko galvenokārt izmanto zinātniskiem nolūkiem, ir imūnhistoķīmiskās metodes, kurās izmanto marķētas monoklonālās antivielas. Priekšrocības ir acīmredzamas - citokīnu ražošanas noteikšana tieši audos (in situ), kur notiek dažādas imunoloģiskas reakcijas. Tomēr aplūkotās metodes ir ļoti darbietilpīgas un nesniedz precīzus kvantitatīvus datus.

Citokīnu noteikšana ar enzīmu imūntestu.

CJSC "Vector-Best" T.G. vadībā. Rjabičeva, N.A. Varaksins, N.V. Timofejeva, M.Ju. Rukavišņikovs aktīvi strādā citokīnu noteikšanas virzienā. Citokīni ir polipeptīdu mediatoru grupa, bieži vien glikozilēti, ar molekulmasu no 8 līdz 80 kDa. Citokīni ir iesaistīti ķermeņa aizsardzības reakciju un tā homeostāzes veidošanā un regulēšanā. Tie ir iesaistīti visos humorālās un šūnu imūnās atbildes aspektos, ieskaitot imūnkompetentu cilmes šūnu diferenciāciju, antigēnu prezentāciju, šūnu aktivāciju un proliferāciju, adhēzijas molekulu ekspresiju un akūtās fāzes reakciju. Dažas no tām spēj radīt vairākas bioloģiskas iedarbības uz dažādām mērķa šūnām. Citokīnu iedarbība uz šūnām tiek veikta šādos veidos: autokrīna - uz šūnu, kas sintezē un izdala šo citokīnu; parakrīns - uz šūnām, kas atrodas netālu no ražotāja šūnas, piemēram, iekaisuma fokusā vai limfoīdā orgānā; endokrīnās-tālvadības - uz jebkuru orgānu un audu šūnām pēc citokīna nonākšanas asinsritē. Citokīnu ražošana un izdalīšanās parasti ir īslaicīga un stingri regulēta. Citokīni ietekmē šūnu, saistoties ar specifiskiem receptoriem uz citoplazmas membrānas, tādējādi izraisot reakciju kaskādi, kas izraisa vairāku to regulēto gēnu aktivitātes indukciju, pastiprināšanu vai nomākšanu. Citokīniem ir raksturīgs sarežģīts funkcionēšanas tīkla raksturs, kurā viena no tiem veidošanās ietekmē vairāku citu aktivitāšu veidošanos vai izpausmes. Citokīni ir lokāli mediatori, tāpēc ir ieteicams izmērīt to līmeni attiecīgajos audos pēc audu proteīnu ekstrakcijas no attiecīgo orgānu biopsijām vai dabīgos šķidrumos: urīnā, asaru šķidrumā, smaganu kabatas šķidrumā, bronhoalveolārā skalošanā, maksts sekrēcijā, ejakulātā, skalošana no dobumiem, muguras smadzenēm vai sinoviālā šķidruma šķidrumi uc Papildu informāciju par organisma imūnsistēmas stāvokli var iegūt, pētot asins šūnu spēju ražot citokīnus in vitro. Citokīnu līmenis plazmā atspoguļo pašreizējo imūnsistēmas stāvokli un aizsardzības reakciju attīstību in vivo. Spontāna citokīnu veidošanās ar perifēro asiņu mononukleāro šūnu kultūru ļauj novērtēt attiecīgo šūnu stāvokli. Paaugstināta spontāna citokīnu veidošanās liecina, ka šūnas jau ir aktivizējušas antigēns in vivo. Inducētā citokīnu ražošana ļauj novērtēt attiecīgo šūnu potenciālo spēju reaģēt uz antigēnu stimulāciju. Piemēram, samazināta citokīnu indukcija in vitro var kalpot kā viena no imūndeficīta stāvokļa pazīmēm. Tāpēc no visa organisma imūnreaktivitātes un atsevišķu imūnsistēmas daļu darbības raksturošanas viedokļa ir svarīgas abas iespējas pētīt citokīnu līmeni gan cirkulējošās asinīs, gan to ražošanas laikā ar šūnu kultūrām. Vēl nesen Krievijā citokīnus pētīja tikai dažas pētnieku grupas, jo bioloģiskās izpētes metodes ir ļoti darbietilpīgas, bet importētie imūnķīmiskie komplekti ir ļoti dārgi. Līdz ar vietējo ar enzīmu saistīto imūnsorbcijas komplektu parādīšanos praktizējošie ārsti izrāda arvien lielāku interesi par citokīnu profila izpēti. Pašlaik citokīnu līmeņa novērtēšanas diagnostiskā nozīme ir fakta konstatēšanā par to koncentrācijas palielināšanos vai samazināšanos konkrētam pacientam ar noteiktu slimību. Turklāt, lai novērtētu slimības smagumu un prognozētu slimības gaitu, ir vēlams noteikt gan pretiekaisuma, gan pro-iekaisuma citokīnu koncentrāciju patoloģijas attīstības dinamikā. Piemēram, citokīnu saturu perifērajās asinīs nosaka paasinājuma laiks, un tas atspoguļo patoloģiskā procesa dinamiku peptiskās čūlas un citu kuņģa-zarnu trakta slimību gadījumā. Agrīnās saasināšanās stadijās dominē interleikīna-1beta (IL-1beta), interleikīna-8 (IL-8) satura palielināšanās, tad interleikīna-6 (IL-6), gamma-interferona (gamma) koncentrācija. -INF), un audzēja nekrozes faktors palielinās -alfa (alfa-TNF). Interleikīna-12 (IL-12), gamma-INF, alfa-TNF koncentrācija sasniedza maksimumu slimības augstumā, savukārt akūtās fāzes marķieru saturs šajā periodā tuvojās normālām vērtībām. Paasinājuma maksimumā alfa-TNF līmenis ievērojami pārsniedza interleikīna-4 (IL-4) saturu gan asins serumā, gan tieši skartajos periulcer zonas audos, pēc tam tas sāka pakāpeniski samazināties. Akūtās fāzes parādībām mazinoties un atjaunošanās procesiem pastiprinoties, IL-4 koncentrācija palielinājās. Citokīnu profila izmaiņas var izmantot, lai spriestu par ķīmijterapijas efektivitāti un piemērotību. Veicot citokīnu terapiju, piemēram, terapijas laikā ar alfa interferonu (alfa-INF), ir jāuzrauga gan tā satura līmenis cirkulējošās asinīs, gan antivielu veidošanās pret alfa-IFN. Ir zināms, ka tad, kad tiek ražots liels šo antivielu daudzums, interferona terapija ne tikai pārstāj būt efektīva, bet arī var izraisīt autoimūnas slimības. Nesen ir izstrādātas un praksē ieviestas jaunas zāles, kas kaut kādā veidā maina ķermeņa citokīnu stāvokli. Piemēram, reimatoīdā artrīta ārstēšanai tiek piedāvātas zāles, kuru pamatā ir antivielas pret alfa-TNF, kas paredzētas alfa-TNF noņemšanai, kas ir iesaistīts saistaudu iznīcināšanā. Taču gan saskaņā ar mūsu datiem, gan literatūru, ne visiem pacientiem ar hronisku reimatoīdo artrītu ir paaugstināts TNF alfa līmenis, tāpēc šai pacientu grupai TNF alfa līmeņa pazemināšanās var vēl vairāk saasināt imūnsistēmas nelīdzsvarotību. Tādējādi pareiza citokīnu terapija ietver organisma citokīnu stāvokļa uzraudzību ārstēšanas laikā. Pro-iekaisuma citokīnu aizsargājošā loma izpaužas lokāli, iekaisuma vietā, taču to sistēmiskā veidošanās neizraisa pretinfekcijas imunitātes veidošanos un neaizkavē bakteriāla toksiska šoka attīstību, kas ir agrīnas attīstības cēlonis. mirstība ķirurģiskiem pacientiem ar strutojošu-septiskām komplikācijām. Ķirurģisko infekciju patoģenēzes pamatā ir citokīnu kaskādes palaišana, kas ietver, no vienas puses, pro-iekaisuma un, no otras puses, pretiekaisuma citokīnus. Līdzsvars starp šīm divām pretējām grupām lielā mērā nosaka strutojošu-septisko slimību gaitu un iznākumu. Tomēr, nosakot viena citokīna koncentrāciju asinīs no šīm grupām (piemēram, TNF alfa vai IL-4), netiks pietiekami atspoguļots visa citokīnu līdzsvara stāvoklis. Līdz ar to nepieciešams vienlaicīgs vairāku mediatoru līmeņa novērtējums (vismaz 2–3 no pretējām apakšgrupām). A/s Vector-Best šobrīd ir izstrādājis un sērijveidā ražo reaģentu komplektus, lai kvantitatīvi noteiktu: audzēja nekrozes faktors-alfa (jutība - 2 pg/ml, 0-250 pg/ml); gamma interferons (jutība - 5 pg/ml, 0-2000 pg/ml); interleikīns-4 (jutība - 2 pg/ml, 0-400 pg/ml); interleikīns-8 (jutība - 2 pg/ml, 0-250 pg/ml); interleikīna-1 receptoru antagonists (IL-1RA) (jutība - 20 pg/ml, 0-2500 pg/ml); alfa interferons (jutība - 10 pg/ml, 0-1000 pg/ml); autoimūnas antivielas pret interferonu alfa (jutība - 2 ng/ml, 0-500 ng/ml). Visi komplekti ir paredzēti, lai noteiktu šo citokīnu koncentrāciju cilvēka bioloģiskajos šķidrumos un kultūru supernatantos, pētot cilvēka šūnu kultūru spēju ražot citokīnus in vitro. Analīzes princips ir cietās fāzes trīspakāpju (inkubācijas laiks - 4 stundas) vai divpakāpju (inkubācijas laiks - 3,5 stundas) enzīmu imūntesta "sviestmaizes" versija tabletēm. Analīzei nepieciešami 100 μl bioloģiskā šķidruma vai kultūras supernatanta katrā iedobē. Rezultātu uzskaite - spektrofotometriski pie viļņa garuma 450 nm. Visās kopās hromogēns ir tetrametilbenzidīns. Mūsu komplektu glabāšanas laiks ir palielināts līdz 18 mēnešiem no izdošanas datuma un 1 mēnesi pēc lietošanas sākuma. Literatūras datu analīze parādīja, ka citokīnu saturs veselu cilvēku asins plazmā ir atkarīgs gan no to noteikšanai izmantotajiem komplektiem, gan no reģiona, kurā šie cilvēki dzīvo. Tāpēc, lai noteiktu normālās citokīnu koncentrācijas vērtības mūsu reģiona iedzīvotājiem, tika veikta praktiski veselu asins donoru, dažādu sociālo grupu pārstāvju vecumā no 18 līdz 60 gadiem nejaušu plazmas paraugu analīze (no 80 līdz 400 paraugiem). gadus bez rupjas somatiskas patoloģijas klīniskām izpausmēm un HBsAg, antivielu pret HIV, B un C hepatīta vīrusiem neesamības.

Audzēja nekrozes faktors-alfa.

TNF alfa ir pleiotrops proinflammatorisks citokīns, kas sastāv no divām iegarenām b-ķēdēm ar molekulmasu 17 kDa un veic regulējošas un efektora funkcijas imūnreakcijā un iekaisumā. Galvenie alfa-TNF ražotāji ir monocīti un makrofāgi. Šo citokīnu izdala arī asins limfocīti un granulocīti, dabiskās killer šūnas un T-limfocītu šūnu līnijas. Galvenie TNF alfa induktori ir vīrusi, mikroorganismi un to vielmaiņas produkti, tostarp baktēriju lipopolisaharīds. Turklāt daži citokīni, piemēram, IL-1, IL-2, granulocītu-makrofāgu koloniju stimulējošais faktors, alfa- un beta-INF, var būt arī induktori. Alfa-TNF bioloģiskās aktivitātes galvenie virzieni: uzrāda selektīvu citotoksicitāti pret noteiktām audzēja šūnām; aktivizē granulocītus, makrofāgus, endotēlija šūnas, hepatocītus (akūtās fāzes proteīnu ražošanu), osteoklastus un hondrocītus (kaulu un skrimšļa audu rezorbciju), citu pro-iekaisuma citokīnu sintēzi; stimulē: neitrofilu, fibroblastu, endotēlija šūnu (angioģenēzes), hematopoētisko šūnu, T- un B-limfocītu proliferāciju un diferenciāciju; palielina neitrofilu plūsmu no kaulu smadzenēm asinīs; ir pretaudzēju un pretvīrusu aktivitāte in vivo un in vitro; piedalās ne tikai aizsargreakcijās, bet arī iznīcināšanas un labošanas procesos, kas pavada iekaisumu; kalpo kā viens no audu iznīcināšanas mediatoriem, bieži sastopams ilgstoša, hroniska iekaisuma gadījumā.

Rīsi. 1. Alfa-TNF līmeņu sadalījums

veselu donoru plazmā.

Paaugstināts alfa-TNF līmenis asins serumā tiek novērots pēctraumatiskā stāvoklī, ar plaušu disfunkciju, normālas grūtniecības gaitas traucējumiem, vēzi un bronhiālo astmu. Vīrushepatīta C hroniskās formas saasināšanās laikā tiek novērots 5–10 reizes augstāks alfa-TNF līmenis nekā parasti. Kuņģa-zarnu trakta slimību saasināšanās periodā alfa-TNF koncentrācija serumā pārsniedz normu. vidēji 10 reizes, bet dažiem pacientiem - 75–75 80 reizes. Augstas TNF alfa koncentrācijas ir atrodamas cerebrospinālajā šķidrumā pacientiem ar multiplo sklerozi un cerebrospinālo meningītu, kā arī sinoviālajā šķidrumā pacientiem ar reimatoīdo artrītu. Tas liecina par TNF alfa iesaistīšanos vairāku autoimūnu slimību patoģenēzē. Alfa-TNF noteikšanas biežums asins serumā pat ar smagu iekaisumu nepārsniedz 50%, ar inducētu un spontānu ražošanu - līdz 100%. TNF alfa koncentrācijas diapazons bija 0–6 pg/ml, vidēji 1,5 pg/ml (1. att.).

Gamma interferons.

Rīsi. 2. Gamma-INF līmeņa sadalījums

veselu donoru plazmā.

Interleikīns-4

IL-4 ir glikoproteīns ar molekulmasu 18–20 kDa, dabisks iekaisuma inhibitors. Kopā ar gamma INF IL-4 ir galvenais citokīns, ko ražo T šūnas (galvenokārt TH-2 limfocīti). Tā atbalsta TH-1/TH-2 līdzsvaru. IL-4 bioloģiskās aktivitātes galvenie virzieni: pastiprina eozinofiliju, tuklo šūnu uzkrāšanos, IgG4 sekrēciju, TH-2 šūnu mediētu humorālo imūnreakciju; piemīt vietēja pretvēža aktivitāte, stimulējot citotoksisko T-limfocītu populāciju un audzēju infiltrāciju ar eozinofiliem; nomāc iekaisuma citokīnu (alfa-TNF, IL-1, IL-8) un prostaglandīnu izdalīšanos no aktivētajiem monocītiem, TH-1 limfocītu citokīnu veidošanos (IL-2, gamma-INF utt.).

Rīsi. 3. IL-4 līmeņu sadalījums plazmā

veseliem donoriem.

Paaugstinātu IL-4 līmeni gan serumā, gan stimulētajos limfocītos var novērot alerģisku slimību (īpaši paasinājuma laikā), piemēram, bronhiālās astmas, alerģiskā rinīta, siena drudža, atopiskā dermatīta un kuņģa-zarnu trakta slimību gadījumos. IL-4 līmenis ievērojami palielinās arī pacientiem ar hronisku C hepatītu (CHC). CHC saasināšanās periodos tā daudzums palielinās gandrīz 3 reizes, salīdzinot ar normu, un CHC remisijas laikā IL-4 līmenis samazinās, īpaši ārstēšanas laikā ar rekombinanto IL-2. IL-4 koncentrācijas diapazons bija 0–162 pg/ml, vidējais – 6,9 pg/ml, normas robežās – 0–20 pg/ml (3. att.).

Interleikīns-8

IL-8 ir ķīmokīns un proteīns ar molekulmasu 8 kDa. IL-8 ražo mononukleāri fagocīti, polimorfonukleāri leikocīti, endotēlija šūnas un citi šūnu tipi, reaģējot uz dažādiem stimuliem, tostarp baktērijām un vīrusiem un to vielmaiņas produktiem, tostarp proinflammatoriskajiem citokīniem (piemēram, IL-1, TNF-alfa). Interleikīna-8 galvenā loma ir palielināt leikocītu ķīmisko aktivitāti. Tam ir svarīga loma gan akūtu, gan hronisku iekaisumu gadījumā. Paaugstināts IL-8 līmenis tiek novērots pacientiem ar bakteriālām infekcijām, hroniskām plaušu slimībām un kuņģa-zarnu trakta slimībām. IL-8 līmenis plazmā ir paaugstināts pacientiem ar sepsi, un augsta koncentrācija ir saistīta ar palielinātu mirstību. IL-8 satura mērīšanas rezultātus var izmantot, lai uzraudzītu ārstēšanas gaitu un prognozētu slimības iznākumu. Tādējādi visiem pacientiem ar labvēlīgu radzenes čūlas gaitu tika konstatēts paaugstināts IL-8 saturs asaru šķidrumā. Visiem pacientiem ar sarežģītu radzenes čūlas gaitu IL-8 koncentrācija bija 8 reizes lielāka nekā pacientiem ar labvēlīgu slimības gaitu. Tādējādi proinflammatorisko citokīnu (īpaši IL-8) saturu radzenes čūlas asaru šķidrumā var izmantot kā prognostisko kritēriju šīs slimības gaitai.

Rīsi. 4. IL-8 līmeņu sadalījums iekšā

plazma no veseliem donoriem (Novosibirska).

Saskaņā ar mūsu un literatūras datiem veselu cilvēku asins serumā IL-8 tiek konstatēts ārkārtīgi reti; Spontāna IL-8 ražošana ar asins mononukleārajām šūnām tiek novērota 62% un inducēta ražošana 100% veselu donoru. IL-8 koncentrācijas diapazons bija 0–34 pg/ml, vidējais – 2 pg/ml, normas robežās – 0–10 pg/ml (4. att.).

Rīsi. 5. IL-8 līmeņa sadalījums plazmā

veseliem donoriem (Rubcovska).

Interleikīna-1 receptoru antagonists.

IL-1RA ir citokīns un oligopeptīds ar molekulmasu 18–22 kDa. IL-1RA ir endogēns IL-1 inhibitors, ko ražo makrofāgi, monocīti, neitrofīli, fibroblasti un epitēlija šūnas. IL-1RA nomāc interleikīnu IL-1alfa un IL-1beta bioloģisko aktivitāti, konkurējot ar tiem par saistīšanos ar šūnu receptoriem.

Rīsi. 6. IL-1RA līmeņa sadalījums

veselu donoru plazmā

IL-1RA ražošanu stimulē daudzi citokīni, vīrusu produkti un akūtās fāzes proteīni. IL-1RA var aktīvi izpausties iekaisuma perēkļos pie daudzām hroniskām slimībām: reimatoīdā un juvenīlā hroniskā artrīta, sistēmiskā sarkanā vilkēde, išēmiski smadzeņu bojājumi, iekaisīgas zarnu slimības, bronhiālā astma, pielonefrīts, psoriāze u.c. Sepses gadījumā tiek novērots vislielākais IL-1RA pieaugums - atsevišķos gadījumos līdz 55 ng/ml, un tika konstatēts, ka paaugstināta IL-1RA koncentrācija korelē ar labvēlīgu prognozi. Augsts IL-1RA līmenis tiek novērots sievietēm ar augstu aptaukošanos, un šis līmenis ievērojami samazinās 6 mēnešu laikā pēc tauku atsūkšanas. IL-1RA koncentrācijas diapazons bija 0–3070 pg/ml, vidēji 316 pg/ml. Normālais diapazons ir 50–1000 pg/ml (6. att.).

Alfa interferons.

Alfa-INF ir monomērs neglikozilēts proteīns ar molekulmasu 18 kDa, ko galvenokārt sintezē leikocīti (B-limfocīti, monocīti). Šo citokīnu var ražot arī praktiski jebkura veida šūnas, reaģējot uz atbilstošu stimulāciju; intracelulāras vīrusu infekcijas var būt spēcīgi alfa-INF sintēzes stimulatori. Alfa-INF induktori ir: vīrusi un to produkti, starp kuriem vadošo vietu ieņem dubultpavedienu RNS, kas veidojas vīrusu replikācijas laikā, kā arī baktērijas, mikoplazmas un vienšūņi, citokīni un augšanas faktori (piemēram, IL-1, IL). -2, alfa -TNF, koloniju stimulējošie faktori utt.). Ķermeņa nespecifiskās antibakteriālās imūnās atbildes sākotnējā aizsardzības reakcija ietver alfa un beta INF indukciju. Šajā gadījumā to ražo antigēnu prezentējošās šūnas (makrofāgi), kas ir notvērušas baktērijas. Interferoniem (ieskaitot alfa-INF) ir svarīga loma pretvīrusu imūnās atbildes nespecifiskajā daļā. Tie uzlabo pretvīrusu rezistenci, inducējot šūnās enzīmu sintēzi, kas nomāc nukleīnskābju un vīrusu proteīnu veidošanos. Turklāt tiem piemīt imūnmodulējoša iedarbība un tie uzlabo galveno histokompatibilitātes kompleksu antigēnu ekspresiju šūnās. Alfa-INF satura izmaiņas tika konstatētas vīrusu etioloģijas hepatīta un aknu cirozes gadījumā. Vīrusu infekciju saasināšanās laikā vairumam pacientu šī citokīna koncentrācija ievērojami palielinās, un atveseļošanās periodā tā samazinās līdz normālam līmenim. Ir pierādīta saistība starp alfa-INF līmeni serumā un gripas infekcijas smagumu un ilgumu.

Rīsi. 7. Alfa-INF līmeņa sadalījums

veselu donoru plazmā.

Lielākajai daļai pacientu, kas slimo ar autoimūnām slimībām, piemēram, poliartrītu, reimatoīdo artrītu, spondilozi, psoriātisko artrītu, reimatisko polimialģiju un sklerodermiju, sistēmisku sarkano vilkēdi un sistēmisku vaskulītu, serumā tiek novērota alfa-INF koncentrācijas palielināšanās. Augsts šī interferona līmenis tiek novērots arī atsevišķiem pacientiem peptiskās čūlas un holelitiāzes saasināšanās laikā. Alfa-INF koncentrācijas diapazons bija no 0 līdz 93 pg/ml, vidēji 20 pg/ml. Normālais diapazons ir līdz 45 pg/ml (7. att.).

Antivielas pret alfa INF.

Antivielas pret alfa-IFN var noteikt pacientu ar somatisko eritematozo vilkēdi serumos. Spontāna antivielu indukcija pret alfa-INF tiek novērota arī dažādu vēža formu pacientu serumos. Atsevišķos gadījumos antivielas pret alfa-INF tika konstatētas HIV inficētu pacientu serumos, kā arī smadzeņu šķidrumā un serumos pacientiem ar meningītu akūtā fāzē, kā arī hroniska poliartrīta pacientu serumos.

Rīsi. 8. Alfa-INF antivielu līmeņa sadalījums

veselu donoru plazmā.

Alfa-INF ir viena no efektīvākajām pretvīrusu un pretaudzēju terapeitiskajām zālēm, taču tās ilgstoša lietošana var izraisīt specifisku antivielu veidošanos pret alfa-INF. Tas samazina ārstēšanas efektivitāti un dažos gadījumos izraisa dažādas blakusparādības: no gripai līdzīgas līdz autoimūnu slimību attīstībai. Ņemot to vērā, INF terapijas laikā ir svarīgi kontrolēt alfa INF antivielu līmeni pacienta organismā. To veidošanās ir atkarīga no terapijā izmantoto zāļu veida, ārstēšanas ilguma un slimības veida. Anti-IFN antivielu koncentrācijas diapazons bija 0–126 ng/ml, vidēji 6,2 ng/ml. Normālais diapazons ir līdz 15 ng/ml (8. att.). Citokīnu līmeņa novērtēšana, izmantojot reaģentu komplektus, ko komerciāli ražo Vector-Best CJSC, ļauj izmantot jaunu pieeju organisma imūnsistēmas stāvokļa izpētei klīniskajā praksē.

Imunotropās zāles, kuru pamatā ir citokīni.

Interesants darbs A. S. Simbirceva, Krievijas Veselības ministrijas Augsti tīru bioloģisko preparātu valsts pētniecības institūts, Sanktpēterburga). Citokīnus var izolēt jaunā, neatkarīgā ķermeņa pamatfunkciju regulēšanas sistēmā, kas pastāv kopā ar nervu un endokrīno regulējumu. un galvenokārt saistīts ar homeostāzes uzturēšanu patogēnu ievadīšanas laikā un audu integritātes pārkāpšanu. Šo jauno regulējošo molekulu klasi ir radījusi daba miljoniem gadu ilgas evolūcijas laikā, un tai ir neierobežots potenciāls lietošanai kā zāles. Imūnsistēmā citokīni ir starpnieks starp nespecifiskām aizsardzības reakcijām un specifisko imunitāti, iedarbojoties abos virzienos. Ķermeņa līmenī citokīni sazinās starp imūno, nervu, endokrīno, hematopoētisko un citām sistēmām un kalpo, lai tās iesaistītu aizsargreakciju organizēšanā un regulēšanā. Citokīnu intensīvās izpētes virzītājspēks vienmēr ir bijusi daudzsološa to klīniskās izmantošanas iespēja plaši izplatītu slimību, tostarp vēža, infekcijas slimību un imūndeficīta slimību, ārstēšanai. Krievijā ir reģistrēti vairāki citokīnu preparāti, tostarp interferoni, koloniju stimulējošie faktori, interleikīni un to antagonisti un audzēja nekrozes faktors. Visus citokīnu preparātus var iedalīt dabiskajos un rekombinantos. Dabiskās zāles ir dažādas attīrīšanas pakāpes preparāti, kas iegūti no stimulētu eikariotu šūnu, galvenokārt cilvēka šūnu, barotnes. Galvenie trūkumi ir zemā attīrīšanas pakāpe, standartizācijas neiespējamība lielā komponentu skaita dēļ un asins komponentu izmantošana ražošanā. Acīmredzot citokīnu terapijas nākotne ir saistīta ar ģenētiski modificētām zālēm, kas iegūtas, izmantojot jaunākos sasniegumus biotehnoloģijā. Pēdējo divu desmitgažu laikā lielākās daļas citokīnu gēni ir klonēti un ir iegūti rekombinantie analogi, kas pilnībā atkārto dabisko molekulu bioloģiskās īpašības. Klīniskajā praksē ir trīs galvenās citokīnu izmantošanas jomas:

1) citokīnu terapija, lai aktivizētu organisma aizsardzības reakcijas, imūnmodulāciju vai papildinātu endogēno citokīnu trūkumu,

2) anti-citokīnu imūnsupresīvā terapija, kuras mērķis ir bloķēt citokīnu un to receptoru bioloģisko iedarbību,

3) citokīnu gēnu terapija, lai uzlabotu pretvēža imunitāti vai labotu ģenētiskos defektus citokīnu sistēmā.

Vairākus citokīnus var klīniski izmantot sistēmiskai un vietējai lietošanai. Sistēmiskā ievadīšana ir attaisnojama gadījumos, kad nepieciešams nodrošināt citokīnu darbību vairākos orgānos efektīvākai imūnsistēmas aktivizēšanai vai aktivizēt mērķa šūnas, kas atrodas dažādās ķermeņa daļās. Citos gadījumos vietējai lietošanai ir vairākas priekšrocības, jo tas ļauj sasniegt augstu aktīvās vielas lokālo koncentrāciju, īpaši ietekmēt mērķa orgānu un izvairīties no nevēlamām sistēmiskām izpausmēm. Pašlaik citokīni tiek uzskatīti par vienu no daudzsološākajiem medikamentiem lietošanai klīniskajā praksē.

Secinājums.

Tādējādi pašlaik nav šaubu, ka citokīni ir vissvarīgākie imūnpatoģenēzes faktori. Citokīnu līmeņa izpēte ļauj iegūt informāciju par dažāda veida imūnkompetentu šūnu funkcionālo aktivitāti, I un II tipa T-helperu aktivācijas procesu attiecību, kas ir ļoti svarīga vairāku infekciozu un imūnpatoloģisku slimību diferenciāldiagnozē. procesi. Citokīni ir specifiski proteīni, ar kuru palīdzību imūnsistēmas šūnas var savstarpēji apmainīties ar informāciju un mijiedarboties. Mūsdienās ir atklāti vairāk nekā simts dažādu citokīnu, kurus nosacīti iedala pro-iekaisuma (provocē iekaisumu) un pretiekaisuma (novērš iekaisuma attīstību). Tātad citokīnu dažādās bioloģiskās funkcijas iedala trīs grupās: tās kontrolē imūnsistēmas attīstību un homeostāzi, kontrolē asins šūnu augšanu un diferenciāciju (hematopoētisko sistēmu) un piedalās nespecifiskās ķermeņa aizsardzības reakcijās, ietekmējot iekaisumu. procesi, asins koagulācija, asinsspiediens.

Izmantotās literatūras saraksts.

S.V. Belmers, A.S. Simbircevs, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Ščigoleva, T.L. Mihailova. /Krievijas Valsts medicīnas universitātes Valsts koloproktoloģijas pētniecības centrs, Maskava un Valsts Augsti tīru bioloģisko preparātu pētniecības institūts, Sanktpēterburga.

S.V. Seņņikovs, A.N. Silkovs // Žurnāls "Cytokines and Inflammation", 2005, Nr. 1 T. 4, Nr. 1. P.22-27.

T.G. Rjabičeva, N.A. Varaksins, N.V. Timofejeva, M.Ju. Rukavišņikovs, materiāli no a/s Vector-Best darba.

A. S. Simbircevs, Krievijas Veselības ministrijas Augsti tīru bioloģisko preparātu valsts pētniecības institūts, Sanktpēterburga.

Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.. Valsts ļoti tīru bioloģisko preparātu pētniecības institūts, Sanktpēterburga.

T.A. Šumatova, V.B. Šumatovs, E.V. Markelova, L.G. Suhotepleja. Vladivostokas Valsts medicīnas universitātes Anestezioloģijas un reanimatoloģijas katedra.

Darbā izmantoti materiāli no vietnes http://humbio.ru/humbio/spid/000402c2.htm

daži infekcijas slimību patogēni. Jā, norsulfazols...

1. Pretvīrusu imunitāte, molekulārie šūnu mehānismi, attīstības modeļi un imūnpato

   Abstract >> Medicīna, veselība

   ... "vietne" attiecas uz noteiktu apgabalu noteikti polipeptīds (antigēns), ar kuru... tā sākuma stadijas. Citokīni un ķīmokīni. Cits citokīni, papildus interferoniem ..., ko tie ražo laika vienībā citokīni nosaka proliferācijas intensitāti un...

2. Kaulu smadzeņu fibrozes cēloņu izpēte mieloproliferatīvās slimībās, analizējot trombocītu faktoru ietekmi uz mezenhimālajām cilmes šūnām

   Mājas darbi >> Medicīna, veselība

   Dažādas koncentrācijas; - kvantitatīvs definīcija olbaltumvielas eksperimentālās sistēmās, ... noved pie ilgstošas ​​darbības citokīns, kas pastiprina fibrozes procesu... trombocīti. Arī palielināts saturs citokīns tika atrasts urīnā...

3. Tuberkulozes patoģenēze cilvēkiem

   Abstract >> Medicīna, veselība

   Bet ir iespējama arī uztura. Noteikti loma aerogēnās infekcijas laikā spēlē... spēlē, ko izdala makrofāgi un monocīti citokīns– audzēja nekrozes faktors (TNFα). ... joni, katrā šūnā ir noteikti sistēma, kas nodrošina vielu transportēšanu...

"Citokīnu sistēma. Klasifikācija. Pamata
īpašības. Darbības mehānismi. Citokīnu veidi
regulējumu. Ražotāja šūnas un mērķa šūnas.
Iekaisuma un imūnsistēmas citokīnu regulēšana
atbildi."
1. cikls – imunoloģija.
Nodarbība Nr.3 a.

Citokīni

Signalizācijas (bioregulācijas) molekulas,
pārvalda gandrīz visus procesus
ķermenis - embrioģenēze, hematopoēze,
nobriešanas un diferenciācijas procesi
šūnas, šūnu aktivācija un nāve, iniciācija un
dažāda veida imūnās atbildes uzturēšana,
iekaisuma attīstība, labošanas procesi,
audu remodelēšana, darba koordinēšana
imūn-neiro-endokrīnās sistēmas līmenī
ķermeni kopumā.

Citokīni

šķīstošie glikoproteīni (vairāk nekā 1300 molekulas, 550 kDa), kam nav imūnglobulīna rakstura,
atbrīvo saimniekorganisma šūnas,
kam ir neenzīmu iedarbība zemā līmenī
koncentrācijas (no pikomolāras līdz nanomolārai),
iedarbojoties caur specifiskiem receptoriem uz
mērķa šūnas, kas regulē dažādas funkcijas
ķermeņa šūnas.
Pašlaik ir zināmi aptuveni 200 citokīnu.

Citokīni un dzīves cikls
šūnas
Citokīni – bioregulējoši
molekulas, kas kontrolē
dažādos dzīves cikla posmos
šūnas:
diferenciācijas procesi.
proliferācijas procesi.
funkcionālie procesi
aktivizēšana.
šūnu nāves procesi.
Citokīni un imūnā atbilde
Citokīniem ir svarīga loma
veicot tādas reakcijas kā
iedzimtas un
adaptīvā imunitāte.
Citokīni nodrošina
attiecības starp iedzimto un
adaptīvā imunitāte
atbildes.

Citokīnu īpašības

Raksturīgs ar īsu periodu
Pus dzīve:
citokīni ātri
ir inaktivēti un
tiek iznīcinātas.
Lielākā daļa citokīnu
darbojas lokāli
(parakrīns - uz šūnām
mikrovide).
Citokīnu ir vairāk nekā viņiem
receptori (daudzi citokīni
izmantot kopīgu
receptoru apakšvienības) uz
mērķa šūnas
signālu pārraide uz kodolu
mērķa šūnas
Pleiotropija ir vienīgā
molekula var izraisīt
daudzi efekti
dažādu gēnu aktivizēšana
mērķa šūnas
Funkciju konverģence - atšķirīga
citokīnu molekulas var
veikt ķermenī
līdzīgas funkcijas
Polisfērisms – daudzums
citokīni var
ražo tas pats
tā pati šūna, reaģējot uz vienu
stimuls

Citokīnu pleiotropija, izmantojot gamma interferona piemēru

granulocīti
endotēlijs
aktivizēšana
aktivizēšana
Izdalījumi
interferongama
makrofāgi
aktivizēšana
N.K.
aktivizēšana
daudzi šūnu veidi
veicināšanu
pretvīrusu
aktivitāte
T šūnu aktivācija
daudzi šūnu veidi
diferenciācija
Šūnās
izteiksmes indukcija
MHC I vai MHCII

Citokīnu regulēšanas veidi

Parakrīna regulēšana (in
vairumā gadījumu
citokīni darbojas lokāli
iekaisuma vietā).
Autokrīna regulēšana -
tiek ražots citokīns
šūna, tai šūna ir šīs ierīces ražotājs
citokīnu ekspresē
receptoriem, kā rezultātā
citokīns iedarbojas uz šūnu
to ražojot.
Endokrīnās sistēmas regulēšana -
atliktā darbība:
interleikīns 1-beta-
endogēns pirogēns
(iedarbojas uz centru
termoregulācija smadzenēs
smadzenes),
interleikīns 6 iedarbojas uz
hepatocīti, izraisot sintēzi
akūtās fāzes proteīni,
augšanas faktori
iedarbojas uz kaulu smadzenēm
aktivizēt hematopoēzi utt.

10. Citokīnu sistēmas izpratne klīniskajā praksē

Svarīgi klīniskajā praksē
izsekot galvenajai ķēdei
mijiedarbība iekšā
imūnpatoģenēze
slimības:
1. Ražotāja šūnas
citokīni.
2. Citokīni un to antagonisti.
3. Mērķa šūnas
ekspresējošie receptori
citokīni.
4. Producē citokīni
ietekme uz ķermeņa līmeni.
Mērķis: izstrāde un ieviešana
praktizēt jaunas stratēģijas
slimības terapija:
citokīnu terapija
(klīniska lietošana
citokīnu zāles),
vai
anticitokīnu terapija
(klīniska lietošana
citokīnu antagonisti vai
monoklonālās antivielas pret
citokīni).

11. Galvenie citokīnu veidi – izplatītie saīsinājumi: interleikīni

Agrāk
citokīnu klasifikācijas
tika izmantots viņu sadalījums
pamatojoties uz šūnu principu
Citokīnu sintezēšana:
limfokīni (citokīni,
izdalās galvenokārt
aktivizēts T
palīglimfocīti)
Un
monokīni (citokīni,
ko izdala šūnas
monocītu-makrofāgu sērija)
Šī pieeja ne vienmēr ir pamatota,
kā citokīniem
raksturīgi daļēja
funkciju pārklāšanās.
Rezultātā tas tika ieviests
viens termins "interleikīni"
IL (vai IL):
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1
5,16,17 …..35
Termins "interleikīni" nozīmē
" iesaistītās molekulas
attiecības, sarunas
starp leikocītiem."

12. Galvenie citokīnu veidi – vispārpieņemtie saīsinājumi:

audzēja nekrozes faktori
(TNF vai TNF)
TNF (kahektīns)
TNF (limfotoksīns)
Interferoni (IFN vai IFN)
IFN un IFN
IFN
pārveidojot izaugsmi
faktori:
Pārveidojošs
augšanas faktors - alfa -
TGF-
Pārveidojošs
augšanas faktors - beta -
TGF-
-ķīmokīni:
IL-8
NAP-2 (neitrofilu – aktivizējošs
proteīns-2)
PF-4 (trombocītu faktors 4)

13. Galvenie citokīnu veidi – vispārpieņemtie saīsinājumi:

Koloniju stimulējoša
faktori:
G-CSF - granulocītu kolonija
stimulējošais faktors
GM - CSF – granulocītu makrofāgu koloniju stimulējoša
faktors
M - CSF - makrofāgu kolonija
stimulējošais faktors
Vairāki — CSF — IL — 3
"Limfokīni" - izdalās iekšā
galvenokārt aktivizēts T h
šūnas:
MAF - makrofāgu aktivizēšana
faktors
MCF - makrofāgu ķīmijtaktiskais
faktors
MMIF-makrofāgu migrācija
inhibīcijas faktors
LMIF - leikocītu migrācija
inhibīcijas faktors

14. Galvenie citokīnu veidi – vispārpieņemtie saīsinājumi:

Polipeptīdu augšana
šūnu faktori:
FGF – skābais fibroblasts
augšanas faktors
b FGF – bāzisks fibroblasts
augšanas faktors
EGF – epidermas augšana
faktors
NGF – nervu augšanas faktors
PDGF – trombocītu – iegūts
augšanas faktors
VEGF – asinsvadu endotēlijs
augšanas faktors
Mūsdienu pašmāju grāmatas un
žurnāli

15. Citokīnu klasifikācija, pamatojoties uz to bioloģisko iedarbību

1. Interleikīni (IL-1 ÷
IL-35) - signāls
molekulas,
darbojas starp
leikocīti.
2. Nekrozes faktori
audzēji - citokīni
citotoksisks un
regulējošas
darbība (TNF).
3. Interferoni -
pretvīrusu
citokīni:
1. tips – IFN α, β utt.
2 veidi –IFN γ
4. Cilmes šūnu augšanas faktori (IL-3, IL
-7, IL-11, eritropoetīns, trombopoetīns,
koloniju stimulējošie faktori (CSF): GM-CSF (granulocītu-makrofāgi).
koloniju stimulējošais faktors), G-CSF
(granulocītu CSF), M-CSF
(makrofāgu CSF), regulējot
hematopoēze.
5. Ķīmokīni (CC, CXC (IL-8), CX3C, C),
regulē dažādu šūnu ķemotaksi.
6. Šūnu augšanas faktori (augšanas faktors
fibroblasti, augšanas faktors
endotēlija šūnas, augšanas faktors
epidermu utt.), pārveidojot
augšanas faktors - piedalīties regulācijā
dažādu šūnu augšana, diferenciācija.

16. Citokīnu klasifikācija, pamatojoties uz to lomu iekaisuma regulēšanā

Pro-iekaisuma
Tiek sintezēti
galvenokārt
aktivētās šūnas
monocīti/makrofāgi
rindu un paceliet
iekaisuma aktivitāte
process.
Pro-iekaisuma citokīni
daudz vairāk nekā
pretiekaisuma.
Pretiekaisuma
Galvenokārt T šūnas
citokīni, kas samazina
iekaisuma aktivitāte -
IL-10,
THF β (transformējot
augšanas faktors beta);
un arī -receptoru
interleikīna-1 antagonists
(DZELZCELS).

17. Citokīni ar regulējošu (pretiekaisuma) aktivitāti

citokīns
Efekts
IL-10
nomāc ražošanu
citokīnus, nomāc
1. tipa T-helper aktivizēšana
TRF — beta 1
(transformējošs
augšanas faktors beta 1)
nomāc 1. un 2. tipa Thelper aktivizēšanu,
stimulē augšanu
fibroblasti

18. 1. Iedzimtie imūncitokīni

Galvenās ražojošās šūnas ir šūnas
mieloīds
izcelsmi.
Pēc aktivizēšanas
attēlu atpazīšana
receptoriem
sākas
intracelulārs
signāla stadija,
izraisot
gēnu aktivācija
pro-iekaisuma
citokīni un
1. tipa interferoni
(α; β utt.).

19. PATOGĒŅU ATZĪŠANA PĒC IEBILDĪTO IMUNITĀTES RECEPTORU

Patogēni
Saistīts ar patogēnu
molekulārās struktūras vai modeļi
(PAMP)
Rakstu atpazīšanas receptori (PRR):
1. Šķīstošs (komplementu sistēma)
2. Membrāna (TLR — nodevām līdzīgi receptori, CD14)
3. Intracelulārs (NOD utt.).

20.

Maksas līdzīgi receptoru signalizācijas ceļi
Toll līdzīgu receptoru dimēri
Mobilais
membrāna
TIR domēni
MansD88
IRAK-1
TRIF
IRAK-4
TRAF6
TAK1
IKKa
JNK
TBK
1
IKKb
IRF3
AP-1
NFkB
IL-1 ģimenes citokīnu gēnu ekspresija,
proinflammatoriskie citokīni un kemokīni
ANTIBAKTERIĀLĀ AIZSARDZĪBA
Interferona gēnu ekspresija
PRETVĪRUSU AIZSARDZĪBA

21. Pro-iekaisuma citokīnu funkcionālā aktivitāte atkarībā no to koncentrācijas - lokāla un sistēmiska darbība

Lokāli
Agrākais efekts
pro-iekaisuma citokīni
ir palielināt līmi
endotēlija īpašības un pievilcība
aktivizētās šūnas fokusā
iekaisums no perifēra
asinis.
Pro-iekaisuma citokīni
kontrolēt vietējo iekaisumu ar
tās tipiskās izpausmes
( pietūkums, apsārtums, izskats
sāpju sindroms).
Sistēmas līmenī
Pieaugot koncentrācijai
pro-iekaisuma
citokīni asinīs,
viņi strādā praktiski
visi orgāni un sistēmas,
piedaloties
homeostāzes uzturēšana
Piemērs proinflammatorisko citokīnu ietekmes atkarībai no to
koncentrācija asinīs var kalpot kā audzēja nekrozes faktors-alfa

22.

PROIEKAISUMA CITOKĪNU LĪMENIS ASINS PLAZMĀ
10-7 M
TNF
10-8 M
10-9 M
Vietējais iekaisums
Sistēma
iekaisuma
reakcija
Septiskais šoks
Fagocitozes aktivizēšana un
skābekļa produkti
radikāļi. Iegūt
molekulārā izteiksme
saķere ar endotēliju.
Sintēzes stimulēšana
citokīni un ķīmokīni.
Paaugstināta vielmaiņa
saistaudi.
Drudzis.
Līmeņu paaugstināšana
steroīdie hormoni.
Leikocitoze.
Paaugstināta sintēze
akūtā fāze
olbaltumvielas.
Samazināta kontraktilitāte
miokarda un asinsvadu gludās muskulatūras šūnas.
Paaugstināta caurlaidība
endotēlijs. Pārkāpums
mikrocirkulāciju. Kritiens
asinsspiediens.
Hipoglikēmija.

23. Dažu citokīnu nozīme iekaisuma reakciju patoģenēzē: iedzimtas imūnās atbildes reakciju stiprināšana

citokīns
Efekts
IL-6
Akūtās fāzes reakcija (ietekme uz hepatocītiem)
IL-8
Ķīmijtakses faktors neitrofiliem un citiem leikocītiem
Nekrozes faktors
audzēji -
alfa (TNF α)
Aktivizē neitrofilus, endotēlija šūnas, hepatocītus
(akūtās fāzes proteīnu ražošana), katabolisks
efekts – noved pie kaheksijas
Interferonalfa (IFNα)
Aktivizē makrofāgus, endotēlija šūnas, dabisks
slepkavas

24. Interleikīns-1-beta: īpašības

Mērķa šūna
Efekts
Makrofāgi,
fibroblasti,
osteoblasti,
epitēlijs
Proliferācija, aktivizēšana
Osteoklasti
Reabsorbcijas procesu stiprināšana kaulos
Hepatocīti
Olbaltumvielu sintēze iekaisuma akūtā fāzē
Šūnas
hipotalāmu
Prostaglandīnu sintēze un turpmākā
ķermeņa temperatūras paaugstināšanās

25. Interleikīns-1-beta: īpašības

Mērķa šūna
Efekts
T limfocīti
Izplatība, diferenciācija,
citokīnu sintēze un sekrēcija,
paaugstināts izteiksmes līmenis
IL-2 receptori
B limfocīti
Izplatība, diferenciācija
Neitrofīli
Atbrīvošanās no kaulu smadzenēm
ķīmotakss, aktivācija
Endotēlijs
Adhēzijas molekulu ekspresijas aktivizēšana

26. Citokīnu darbības bioloģiskā nozīme sistēmiskā iekaisumā

Holistiskā līmenī
ķermeņa citokīni
sazināties starp
imūns, nervozs,
endokrīnās, hematopoētiskās un
citas sistēmas
homeostāzes regulēšana un
kalpot viņu iesaistīšanai
viena organizēšana
aizsardzības reakcija.
Citokīni nodrošina
"trauksme",
tas nozīmē, ka tas ir pienācis
laiks ieslēgt visas rezerves,
pārslēgt enerģiju
plūsmas un atjaunošanas darbi
visas sistēmas, kas jāveic
viens, bet vissvarīgākais priekš
izdzīvošanas uzdevums - cīņa
ar ievadītu patogēnu.
Proinflammatorisko citokīnu daudzveidīgās iedarbības piemērs
beta interleikīns 1 var izraisīt sistēmisku iekaisumu

27.

INFα
IL-6
IL-12, IL-23
TNFα
IL-1β
IL-8
Citokīnu sintēze
regula
temperatūra,
uzvedība,
hormonu sintēze
Limfocītu aktivācija
IL-1β
Molekulu izpausme
adhēzija uz endotēlija šūnām,
prokoagulanta darbība,
citokīnu sintēze
Olbaltumvielu ražošana
akūtā iekaisuma fāze
PG
Aktivizēšana
hematopoēze
LT
NĒ
Fagocitozes aktivizēšana
iNOS un vielmaiņas aktivizēšana
arahidonskābe

28. IL-1 un TNF-

IL-1 un TNF-
Interleikīns-1 – beta (IL-1)
un nekrozes faktors
audzēji - alfa (TNF-)
spēlē nozīmīgu lomu
iekaisuma reakcijas,
kopš ievada
receptoru antagonists
interleikīns 1 (IL-1 ra) un
arī monoklonāli
antivielas vai šķīstošs
TNF receptori
bloki asi un
hroniska
iekaisuma reakcijas in
eksperimenti tālāk
dzīvnieki.
.
Daži no tiem ir šādi
antagonisti un
monoklonāls
jau ir antivielas
izmantots
klīnika - piemēram,
sepses ārstēšanā,
reimatoīdais
artrīts, sistēmisks
sarkanā vilkēde un
citas slimības
persona.

29.Izaugsmes faktori

citokīns
GM-CSF
(granulocītu makrofāgi
koloniju stimulējošais faktors)
M-CSF
(Makrofāgu koloniju stimulēšana
faktors)
G-CSF
(Granulocītu koloniju stimulēšana
faktors)
Efekts
stimulēt augšanu un
diferenciācija
cilmes šūnas
monocīti un
polimorfonukleārie leikocīti

30.

31.

IEGŪTĀS IMUNITĀTES REGULĒJUMS
Citokīni – augšana un diferenciācija
visu veidu T- un B-limfocītu faktori
Galvenās funkcijas: T helper klonu diferenciācijas regulēšana, audu iekaisuma veidu, efektoru T šūnu un antivielu klašu noteikšana
Th1 – šūnu tips ar makrofāgu piedalīšanos
un T-limfocīti (granuloma

Pret tuberkulozi; pret sarkoidozi, kontaktdermatītu, Krona slimību)
Th2 – alerģiska reakcija, kas saistīta ar histamīnu un prostaglandīniem
T h 17 – neitrofīls iekaisums
Tfn (folikulu T palīgšūnas) - humorāla imūnreakcija
T reg –T h regulējošs (ierobežo visu veidu imūnās atbildes spēku un
iekaisums)

Citokīni ir aptuveni 100 sarežģīti proteīni, kas iesaistīti daudzos imūnsistēmas un iekaisuma procesos cilvēka organismā. Tie neuzkrājas šūnās, kas tos ražo, un ātri tiek sintezētas un izdalītas.

Pareizi funkcionējoši citokīni nodrošina vienmērīgu un efektīvu imūnsistēmas darbību. To raksturīgā iezīme ir darbības daudzpusība. Vairumā gadījumu tiem piemīt kaskādes efekts, kura pamatā ir citu citokīnu savstarpēja neatkarīga sintēze. Attīstošo iekaisuma procesu kontrolē savstarpēji saistīti proinflammatori citokīni.

Kas ir citokīni

Citokīni ir liela regulējošo proteīnu grupa, kuru molekulmasa svārstās no 15 līdz 25 kDa (kilodaltons ir atomu masas vienība). Tie darbojas kā starpšūnu signālu starpnieki. To raksturīga iezīme ir informācijas pārsūtīšana starp šūnām nelielos attālumos. Viņi ir iesaistīti ķermeņa galveno dzīvības procesu kontrolē. Viņi ir atbildīgi par sākumu izplatīšana, t.i. šūnu pavairošanas process, kam seko to diferenciācija, augšana, aktivitāte un apoptoze. Citokīni nosaka imūnās atbildes humorālo un šūnu fāzi.

Citokīnus var uzskatīt par sava veida imūnsistēmas hormoni. Citas šo proteīnu īpašības ietver, jo īpaši, spēju ietekmēt ķermeņa enerģijas bilanci, mainot apetīti un vielmaiņas ātrumu, ietekmi uz garastāvokli, sirds un asinsvadu sistēmas funkcijām un struktūrām un paaugstinātu miegainību.

Īpaša uzmanība jāpievērš pretiekaisuma un pretiekaisuma citokīni. Pirmo pārsvars izraisa iekaisuma reakciju ar drudzi, palielinātu elpošanas ātrumu un leikocitozi. Citu priekšrocība ir pretiekaisuma reakcijas radīšana.

Citokīnu īpašības

Citokīnu galvenās īpašības:

• atlaišana- spēja radīt tādu pašu efektu
• pliotropija– spēja ietekmēt dažāda veida šūnas un izraisīt tajās dažādas darbības
• sinerģija- mijiedarbība
• indukcija pozitīvas un negatīvas atgriezeniskās saites kaskādes
• antagonisms– darbības efektu savstarpēja bloķēšana

Citokīni un to ietekme uz citām šūnām

Citokīni jo īpaši iedarbojas uz:

• B limfocīti ir imūnsistēmas šūnas, kas ir atbildīgas par humorālo imūnreakciju, t.i. antivielu ražošana;
• T limfocīti ir imūnsistēmas šūnas, kas atbild par šūnu imūnreakciju; tie jo īpaši ražo Th1 un Th2 limfocītus, starp kuriem tiek novērots antagonisms; Th1 atbalsta šūnu reakcija un Th2 humorālā reakcija; Th1 citokīni negatīvi ietekmē Th2 attīstību un otrādi;
• NK šūnas ir imūnsistēmas šūnu grupa, kas ir atbildīga par dabiskās citotoksicitātes parādībām (toksiskā ietekme uz citokīniem, kam nav nepieciešama specifisku mehānismu stimulēšana antivielu veidā);
• Monocīti ir asins morfoloģiskie elementi, tos sauc par baltajām asins šūnām;
• Makrofāgi ir imūnsistēmas šūnu populācija, kas rodas no asins monocītu prekursoriem; tās darbojas gan iedzimtas imunitātes procesos, gan iegūtās (adaptīvās);
• Granulocīti ir balto asins šūnu veids, kam piemīt fagocītu īpašības, kas jāsaprot kā spēja absorbēt un iznīcināt baktērijas, atmirušās šūnas un dažus vīrusus.

Pro-iekaisuma citokīni

Pro-iekaisuma citokīni piedalīties imūnās atbildes un hematopoēzes regulēšanā (morfotisko asins elementu veidošanās un diferenciācijas procesā) un ierosināt iekaisuma reakcijas attīstību. Tos bieži sauc par imūntransmiteriem.

Galvenie iekaisuma veicinošie citokīni ir:

• TNF jeb audzēja nekrozes faktors, ko agrāk sauca par kekqing. Zem šī nosaukuma ir proteīnu grupa, kas nosaka limfocītu aktivitāti. Tie var izraisīt apoptozi, dabisku vēža šūnu ieprogrammētas nāves procesu. TNF-α un TNF-β ir izolēti.
• IL-1, t.i. interleikīns 1. Tas ir viens no galvenajiem iekaisuma imūnās atbildes regulatoriem. Īpaši aktīvs zarnu iekaisuma reakcijās. Starp tās 10 šķirnēm izšķir IL-1α, IL-1β, IL-1γ. Pašlaik to raksturo kā interleikīnu 18.
• IL-6, t.i., interleikīns 6, kam ir pleiotropiska vai daudzvirzienu iedarbība. Tā koncentrācija ir palielināta pacientu ar čūlaino kolītu serumā. Tas stimulē hematopoēzi, demonstrējot sinerģiju ar interleikīnu 3. Stimulē B limfocītu diferenciāciju plazmas šūnās.

Pretiekaisuma citokīni

Pretiekaisuma citokīni samazina iekaisuma reakciju, nomācot monocītu un makrofāgu pro-iekaisuma citokīnu, īpaši IL-1, IL-6, IL-8, ražošanu.

Starp galvenajiem pretiekaisuma citokīniem jo īpaši tiek minēts IL-10, tas ir, interleikīns 10 (faktors, kas kavē citokīnu sintēzi), IL 13, IL 4, kas, inducējot citokīnu sekrēcija, kas ietekmē hematopoēzi, pozitīvi ietekmē asins šūnu veidošanos.