Citokīnu vispārīgās īpašības. Citokīni ir lielākā, svarīgākā un funkcionāli universālākā imūnsistēmas humorālo faktoru grupa, kas ir vienlīdz svarīga iedzimtas un adaptīvās imunitātes īstenošanai. Citokīni ir iesaistīti daudzos procesos; tos nevar saukt par faktoriem, kas saistīti tikai ar imūnsistēmu, jo tiem ir svarīga loma hematopoēzē, audu homeostāzē un starpsistēmu signālu pārraidē.
Citokīnus var definēt kā proteīnu vai polipeptīdu faktorus, kuriem trūkst specifiskuma pret antigēniem, ko galvenokārt ražo hematopoētiskās un imūnsistēmas aktivizētās šūnas un kas mediē starpšūnu mijiedarbību hematopoēzes, iekaisuma, imūno procesu un starpsistēmu sakaru laikā.
Citokīni atšķiras pēc struktūras, bioloģiskās aktivitātes un citām īpašībām. Tomēr citokīniem kopā ar atšķirībām ir kopīgas īpašības, kas raksturīgas šai bioregulējošo molekulu klasei:
- · Citokīni, kā likums, ir glikozilēti polipeptīdi ar vidēju molekulmasu (mazāku par 30 kD).
- · Citokīnus ražo imūnsistēmas šūnas un citas šūnas (piemēram, endotēlijs, fibroblasti u.c.), reaģējot uz aktivizējošu stimulu (ar patogēnu saistītās molekulārās struktūras, antigēnus, citokīnus u.c.) un piedalās imūnsistēmas reakcijās. iedzimta un adaptīva imunitāte, kas regulē to spēku un ilgumu. Daži citokīni tiek sintezēti konstitutīvi.
- · Citokīnu sekrēcija ir īslaicīgs process. Citokīni netiek uzglabāti kā iepriekš izveidotas molekulas, un to sintēze vienmēr sākas ar gēnu transkripciju. Šūnas ražo citokīnus zemā koncentrācijā (pikogramos uz mililitru).
- · Vairumā gadījumu citokīni tiek ražoti un iedarbojas uz mērķa šūnām, kas atrodas tiešā tuvumā (īsa darbības rādiusa darbība). Galvenā citokīnu darbības vieta ir starpšūnu sinapse.
- · Citokīnu sistēmas redundance izpaužas tajā, ka katrs šūnu tips spēj ražot vairākus citokīnus, un katru citokīnu var izdalīt dažādas šūnas.
- · Visiem citokīniem ir raksturīga pleiotropija jeb darbības daudzfunkcionalitāte. Tādējādi iekaisuma pazīmju izpausme ir saistīta ar IL-1, TNF, IL-6, IL-8 ietekmi. Funkciju dublēšanās nodrošina uzticamu citokīnu sistēmas darbību.
- · Citokīnu iedarbību uz mērķa šūnām veicina ļoti specifiski, augstas afinitātes membrānas receptori, kas ir transmembrānas glikoproteīni, kas parasti sastāv no vairāk nekā vienas apakšvienības. Receptoru ekstracelulārā daļa ir atbildīga par citokīnu saistīšanos. Ir receptori, kas novērš lieko citokīnu patoloģiskajā fokusā. Tie ir tā sauktie mānekļu receptori. Šķīstošie receptori ir membrānas receptoru ārpusšūnu domēns, ko atdala enzīms. Šķīstošie receptori spēj neitralizēt citokīnus, piedalīties to transportēšanā uz iekaisuma vietu un izvadīšanā no organisma.
- · Citokīni darbojas pēc tīkla principa. Viņi var darboties saskaņoti. Daudzas funkcijas, kas sākotnēji tika attiecinātas uz vienu citokīnu, kā izrādās, ir saistītas ar vairāku citokīnu koordinētu darbību (darbības sinerģisms). Citokīnu sinerģiskās mijiedarbības piemēri ir iekaisuma reakciju stimulēšana (IL-1, IL-6 un TNFa), kā arī IgE (IL-4, IL-5 un IL-13) sintēze.
Citokīnu klasifikācija. Ir vairākas citokīnu klasifikācijas, kuru pamatā ir dažādi principi. Tradicionālā klasifikācija atspoguļo citokīnu izpētes vēsturi. Ideja, ka citokīni spēlē imūnsistēmas šūnu funkcionālās aktivitātes mediējošo faktoru lomu, radās pēc limfocītu populācijas neviendabīguma atklāšanas un izpratnes par to, ka tikai daži no tiem - B limfocīti - ir atbildīgi par šūnu veidošanos. antivielas. Mēģinot noskaidrot, vai T šūnu humorālajiem produktiem ir nozīme to funkciju īstenošanā, viņi sāka pētīt T limfocītu (īpaši aktivēto) barotnē esošo faktoru bioloģisko aktivitāti. Šīs problēmas risinājums, kā arī jautājums, kas drīz radās par monocītu/makrofāgu humorālajiem produktiem, noveda pie citokīnu atklāšanas. Sākumā tos sauca par limfokīniem un monokiniem atkarībā no tā, kuras šūnas tos ražoja - T-limfocīti vai monocīti. Drīz kļuva skaidrs, ka nav iespējams skaidri atšķirt limfokīnus un monokinus, un tika ieviests vispārējs termins “citokīni”. 1979. gadā simpozijā par limfokīniem Interlakenā (Šveice) tika izstrādāti noteikumi šīs grupas faktoru identificēšanai, kuriem tika piešķirts grupas nosaukums “interleikīni” (IL). Tajā pašā laikā pirmie divi šīs molekulu grupas pārstāvji IL-1 un IL-2 saņēma savus nosaukumus. Kopš tā laika visi jaunie citokīni (izņemot chemokīnus – skatīt zemāk) ir saņēmuši apzīmējumu IL un sērijas numuru.
Tradicionāli saskaņā ar bioloģisko iedarbību ir ierasts izšķirt šādas citokīnu grupas:
- · Interleikīni (IL-1-IL-33) ir imūnsistēmas sekrēcijas regulējošie proteīni, kas nodrošina mediatoru mijiedarbību imūnsistēmā un tās saistību ar citām ķermeņa sistēmām. Interleikīnus pēc funkcionālās aktivitātes iedala pro- un pretiekaisuma citokīnos, limfocītu augšanas faktoros, regulējošos citokīnos u.c.
- · Interferoni (IFN) - citokīni, kas iesaistīti pretvīrusu aizsardzībā, ar izteiktu imūnregulācijas efektu (IFN tips 1 - IFN b, c, d, k, ?, f; IFN līdzīgu citokīnu grupas - IL-28A, IL-28B un IL-29; IFN 2. tips — IFNg).
- · Audzēja nekrozes faktori (TNF) - citokīni ar citotoksisku un regulējošu darbību: TNFa un limfotoksīni (LT).
- Hematopoētisko šūnu augšanas faktori - cilmes šūnu augšanas faktors (Kit-ligands), IL-3, IL-7, IL-11, eritropoetīns, trobopoetīns, granulocītu-makrofāgu koloniju stimulējošais faktors - GM-CSF, granulocītu CSF - G-CSF, makrofāgu CSF - M-CSF).
- · Ķīmokīni - C, CC, CXC (IL-8), CX3C - dažāda veida šūnu ķemotakses regulatori.
- · Nelimfoīdo šūnu augšanas faktori - dažādu audu izcelsmes šūnu augšanas, diferenciācijas un funkcionālās aktivitātes regulatori (fibroblastu augšanas faktors - FGF, endotēlija šūnu augšanas faktors, epidermas augšanas faktors - epidermas EGF) un transformējošie augšanas faktori (TGFb). , TGFb).
Jēdzienu “citokīni” ir diezgan grūti atšķirt no “augšanas faktoru” jēdziena. Precīzāku izpratni par jēdzienu "interleikīns" (kas faktiski sakrīt ar jēdzienu "citokīns") veicināja Starptautiskās imunoloģisko biedrību savienības Nomenklatūras komitejas 1992. gadā ieviestie kritēriji, kas regulē jauna interleikīna piešķiršanu. numurs: tam nepieciešama interleikīna gēna molekulārā klonēšana, sekvencēšana un ekspresija, kas apliecina tā nukleotīdu secības unikalitāti, kā arī neitralizējošu monoklonālo antivielu ražošana. Lai noteiktu atšķirības starp interleikīniem un līdzīgiem faktoriem, ir svarīgi dati par šīs molekulas ražošanu imūnsistēmas šūnās (leikocīti) un pierādījumi par tās lomu imūno procesu regulēšanā. Tādējādi tiek uzsvērta interleikīnu obligāta līdzdalība imūnsistēmas darbībā. Ja pieņemam, ka visi pēc 1979. gada atklātie citokīni (izņemot ķemokīnus) tiek saukti par interleikīniem un līdz ar to šie jēdzieni ir praktiski identiski, tad varam pieņemt, ka tādi augšanas faktori kā epidermas, fibroblasti, trombocīti nav citokīni, bet gan transformējošie augšanas faktori (TGF). ), pamatojoties uz tā funkcionālo iesaistīšanos imūnsistēmā, tikai TGFβ var klasificēt kā citokīnu. Tomēr starptautiskajos zinātniskajos dokumentos šis jautājums nav stingri reglamentēts.
Nav skaidras citokīnu strukturālās klasifikācijas. Tomēr saskaņā ar to sekundārās struktūras īpašībām izšķir vairākas grupas:
- · Molekulas, kurās pārsvarā ir b-spirālveida pavedieni. Tie satur 4 b-spirāles domēnus (2 pāri b-spirāles, kas atrodas leņķī viens pret otru). Ir īsas un garas (atbilstoši b-spirāļu garumam) iespējas. Pirmajā grupā ietilpst lielākā daļa hemopoetīna citokīnu - IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-7, IL-9, IL-13, IL-21, IL-27, IFNg un M-CSF ; uz otro - IL-6, IL-10, IL-11 un GM-CSF.
- · Molekulas, kurās pārsvarā ir β-loksnes struktūras. Tie ietver audzēja nekrozes faktoru saimes citokīnus un limfotoksīnus (“B-trefoil”), IL-1 saimi (B-sviestmaize) un TGF saimi (citokīnu mezgls).
- · Īsa b/v-ķēde (b-loksne ar blakus esošām b-spirālēm) - chemokīni.
- · Jauktas mozaīkas struktūras, piemēram, IL-12.
Pēdējos gados, identificējot lielu skaitu jaunu citokīnu, kas dažkārt saistīti ar iepriekš aprakstītajiem un veidojot ar tiem atsevišķas grupas, plaši tiek izmantota klasifikācija, kuras pamatā ir citokīnu piederība strukturālajām un funkcionālajām ģimenēm.
Cita citokīnu klasifikācija ir balstīta uz to receptoru strukturālajām iezīmēm. Kā zināms, citokīni darbojas caur receptoriem. Pamatojoties uz polipeptīdu ķēžu strukturālajām iezīmēm, izšķir vairākas citokīnu receptoru grupas. Dotā klasifikācija attiecas tieši uz polipeptīdu ķēdēm. Viens receptors var saturēt ķēdes, kas pieder dažādām ģimenēm. Šīs klasifikācijas nozīme ir saistīta ar to, ka dažādu veidu receptoru polipeptīdu ķēdēm ir raksturīgs noteikts signalizācijas aparāts, kas sastāv no tirozīna kināzēm, adapterproteīniem un transkripcijas faktoriem.
Visizplatītākais veids ir hematopoetīna citokīnu receptori. Viņu ekstracelulāros domēnus raksturo 4 cisteīna atlikumu klātbūtne un sekvences klātbūtne, kas satur triptofāna un serīna atlikumus - WSXWS. Fibronektīnu saimes domēni, kas satur 4 cisteīna atlikumus, veido interferona receptoru pamatu. TNFR receptoru saimes ekstracelulāro daļu veidojošo domēnu raksturīga iezīme ir augsts cisteīna atlieku saturs (“cisteīna bagāti domēni”). Šie domēni satur 6 cisteīna atlikumus. Receptoru grupa, kuras ekstracelulārie domēni pieder imūnglobulīnu virsdzimtai, ietver divas grupas - IL-1 receptorus un vairākus receptorus, kuru citoplazmatiskajai daļai ir tirozīna kināzes aktivitāte. Tirozīna kināzes aktivitāte ir raksturīga gandrīz visu augšanas faktoru (EGF, PDGF, FGF u.c.) citoplazmas daļai. Visbeidzot, īpašu grupu veido rodopsīnam līdzīgie ķemokīna receptori, kas 7 reizes iekļūst membrānā. Tomēr ne visas receptoru polipeptīdu ķēdes atbilst šai klasifikācijai. Tādējādi ne IL-2 receptoru b-, ne beta-ķēdes nepieder pie ģimenēm, kas parādītas 3. tabulā (b-ķēde satur komplementa kontroles domēnus). Galvenajās grupās neietilpst arī IL-12 receptori, IL-3 receptoru kopējā β-ķēde, IL-5, GMCSF un dažas citas receptoru polipeptīdu ķēdes.
Gandrīz visi citokīnu receptori (izņemot imūnglobulīniem līdzīgus receptorus, kuriem ir kināzes aktivitāte) sastāv no vairākām polipeptīdu ķēdēm. Bieži vien dažādi receptori satur kopīgas ķēdes. Visspilgtākais piemērs ir g-ķēde, kas ir kopīga receptoriem IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, IL-21, kas apzīmēti kā g(c). Šīs ķēdes defektiem ir liela nozīme imūndeficīta patoloģijas attīstībā. Kopējā β-ķēde ir daļa no GM-CSF, IL-3 un IL-5 receptoriem. Kopējās ķēdes ir IL-7 un TSLP (b-ķēde), kā arī IL-2 un IL-15, IL-4 un IL-13 (abos gadījumos b-ķēde).
Parasti receptori atrodas uz miera stāvoklī esošo šūnu virsmas nelielā skaitā un bieži vien nepilnīgā apakšvienību sastāvā. Parasti šajā stāvoklī receptori nodrošina adekvātu reakciju tikai tad, ja tiek pakļauti ļoti lielām citokīnu devām. Kad šūnas tiek aktivizētas, membrānas citokīnu receptoru skaits palielinās par lielumu, turklāt šie receptori tiek “papildināti” ar polipeptīdu ķēdēm, kā parādīts iepriekš ar IL-2 receptora piemēru. Aktivizācijas ietekmē ievērojami palielinās šī receptora molekulu skaits un to sastāvā parādās b-ķēde, kuras gēns izpaužas aktivācijas procesā. Pateicoties šādām izmaiņām, limfocīts iegūst spēju vairoties, reaģējot uz IL-2 darbību.
Citokīnu darbības mehānismi
Intracelulārā signāla pārraide citokīnu ietekmē. Dažu citokīnu receptoru C-terminālā citoplazmas daļa (kas pieder imūnglobulīnu virsģimenei) ietver domēnu ar tirozīna kināzes aktivitāti. Visas šīs kināzes pieder pie proto-onkogēnu kategorijas, t.i. mainoties ģenētiskajai videi, tie kļūst par onkogēniem, nodrošinot nekontrolētu šūnu proliferāciju. Šīm kināzēm ir savs nosaukums. Tādējādi kināzi, kas ir daļa no M-CSF receptora, apzīmē ar c-Fms; SCF kināze — c-Kit; zināmā hematopoētiskā faktora kināze - Flt-3 (Fms līdzīgā tirozīnkināze 3). Receptori ar savu kināzes aktivitāti tieši izraisa signāla pārraidi, jo to kināze izraisa gan paša receptora, gan tam blakus esošo molekulu fosforilēšanos.
Tipiskākā aktivitātes izpausme ir raksturīga hematopoetīna (citokīnu) tipa receptoriem, kas satur 4 b-spirāles domēnus. Šādu receptoru citoplazmatiskā daļa atrodas blakus Jak-kinase grupas tirozīna kināžu (ar Janus saistītās ģimenes kināzes) molekulām. Receptoru ķēžu citoplazmas daļā ir īpašas šo kināžu saistīšanās vietas (proksimālās un distālās kastes). Ir zināmas 5 Janus kināzes - Jak1, Jak2, Jak3, Tyk1 un Tyk2. Tie sadarbojas dažādās kombinācijās ar dažādiem citokīnu receptoriem, kam ir afinitāte pret specifiskām polipeptīdu ķēdēm. Tādējādi Jak3 kināze mijiedarbojas ar r(c) ķēdi; ar defektiem gēnā, kas kodē šo kināzi, imūnās sistēmas traucējumu komplekss attīstās līdzīgi tiem, kas novēroti ar receptora polipeptīdu ķēdes gēna defektiem.
Kad citokīns mijiedarbojas ar receptoru, tiek ģenerēts signāls, kā rezultātā veidojas transkripcijas faktori un aktivizējas gēni, kas nosaka šūnas reakciju uz citokīna darbību. Tajā pašā laikā citokīnu-receptoru komplekss tiek absorbēts šūnā un sadalīts endosomās. Šī kompleksa internalizācijai pati par sevi nav nekā kopīga ar signāla pārraidi. Tas ir nepieciešams citokīnu izmantošanai, novēršot to uzkrāšanos ražošanas šūnu aktivācijas vietā. Receptora afinitātei pret citokīnu ir liela nozīme šo procesu regulēšanā. Tikai ar pietiekami augstu afinitātes pakāpi (apmēram 10-10 M) tiek ģenerēts signāls un tiek absorbēts citokīnu-receptoru komplekss.
Signāla indukcija sākas ar receptoriem saistīto Jak kināžu autokatalītisko fosforilāciju, ko izraisa receptora konformācijas izmaiņas, kas rodas tā mijiedarbības ar citokīnu rezultātā. Aktivētās Jak kināzes fosforilē citoplazmas STAT (Signal Transducers and activators of transkripcijas) faktorus, kas atrodas citoplazmā neaktīvā monomēra formā.
Fosforilētie monomēri iegūst afinitāti viens pret otru un dimerizējas. STAT dimēri pārvietojas uz kodolu un darbojas kā transkripcijas faktori, saistoties ar mērķa gēnu promotora reģioniem. Pro-iekaisuma citokīnu ietekmē tiek aktivizēti adhēzijas molekulu gēni, paši citokīni, oksidatīvā vielmaiņas fermenti u.c.. Šūnu proliferāciju izraisošo faktoru ietekmē notiek gēnu indukcija, kas atbild par šūnas pāreju. notiek cikls utt.
Jak/STAT mediētais citokīnu signalizācijas ceļš ir galvenais, bet ne vienīgais. Ar receptoru ir saistītas ne tikai Jak kināzes, bet arī Src ģimenes kināzes, kā arī PI3K. To aktivizēšana izraisa papildu signalizācijas ceļus, kas noved pie AP-1 un citu transkripcijas faktoru aktivizēšanas. Aktivētie transkripcijas faktori ir iesaistīti ne tikai signālu pārnešanā no citokīniem, bet arī citos signalizācijas ceļos.
Citokīnu bioloģiskās iedarbības kontrolē ir iesaistīti signalizācijas ceļi. Šādi ceļi ir saistīti ar SOCS (citokīnu signālu slāpētāju) grupas faktoriem, kas satur SIC faktoru un 7 SOCS faktorus (SOCS-1 - SOCS-7). Šo faktoru iekļaušana notiek, kad tiek aktivizēti citokīnu signalizācijas ceļi, kas noved pie negatīvas atgriezeniskās saites cilpas veidošanās. SOCS faktori satur SH2 domēnu, kas ir iesaistīts vienā no šiem procesiem:
- · tieša Jak kināžu inhibīcija, saistoties ar tām un inducējot to defosforilāciju;
- · konkurence ar STAT faktoriem par saistīšanos ar citokīnu receptoru citoplazmas daļu;
- · signālproteīnu degradācijas paātrināšana pa ubikvitīna ceļu.
SOCS gēnu izslēgšana noved pie citokīnu nelīdzsvarotības ar IFNγ sintēzes pārsvaru un ar to saistīto limfopēniju un palielinātu apoptozi.
Citokīnu sistēmas darbības iezīmes. Citokīnu tīkls.
No iepriekš minētā izriet, ka, šūnas aktivizējot ar svešiem aģentiem (PAMP nesējiem mieloīdo šūnu aktivācijas laikā un antigēniem limfocītu aktivācijas laikā), tiek inducēta (vai pastiprināta līdz funkcionāli nozīmīgam līmenim) gan citokīnu sintēze, gan to receptoru ekspresija. ). Tas rada apstākļus citokīnu iedarbības lokālai izpausmei. Patiešām, ja viens un tas pats faktors aktivizē gan citokīnus ražojošās šūnas, gan mērķa šūnas, tiek radīti optimāli apstākļi šo faktoru funkciju lokālai izpausmei.
Parasti citokīni saistās, tiek internalizēti un šķeļ mērķa šūnā ar nelielu difūziju vai bez difūzijas no izdalītajām ražotājšūnām. Bieži citokīni ir transmembrānas molekulas (piemēram, IL-1β un TNFβ) vai tiek parādīti mērķa šūnām stāvoklī, kas saistīts ar starpšūnu matricas peptidoglikāniem (IL-7 un vairākiem citiem citokīniem), kas arī veicina lokālu darbības raksturs.
Parasti citokīni, ja tie atrodas asins serumā, ir tādā koncentrācijā, kas nav pietiekama, lai parādītu to bioloģisko iedarbību. Tālāk, izmantojot iekaisuma piemēru, aplūkosim situācijas, kurās citokīniem ir sistēmiska iedarbība. Tomēr šie gadījumi vienmēr ir patoloģijas izpausme, dažreiz ļoti nopietna. Acīmredzot citokīnu darbības lokālajam raksturam ir būtiska nozīme normālai ķermeņa darbībai. Par to liecina lielais to izvadīšanas ātrums caur nierēm. Parasti citokīnu eliminācijas līkne sastāv no diviem komponentiem - ātras un lēnas. Ātrā komponenta T1/2 IL-1b ir 1,9 minūtes, IL-2 - 5 minūtes (lēnā komponenta T1/2 ir 30-120 minūtes). Īsas darbības īpašība atšķir citokīnus no hormoniem - tāldarbības faktoriem (tādēļ apgalvojums “citokīni ir imūnsistēmas hormoni” ir principiāli nepareizs).
Citokīnu sistēmu raksturo atlaišana. Tas nozīmē, ka gandrīz jebkura funkcija, ko veic konkrēts citokīns, tiek dublēta ar citiem citokīniem. Tieši tāpēc atsevišķa citokīna izslēgšana, piemēram, tā gēna mutācijas dēļ, nerada organismam letālas sekas. Patiešām, mutācija konkrēta citokīna gēnā gandrīz nekad neizraisa imūndeficīta attīstību.
Piemēram, IL-2 ir pazīstams kā T šūnu augšanas faktors; Mākslīgi noņemot (ar ģenētisku nokautu) to kodējošo gēnu, būtiski T-šūnu proliferācijas traucējumi netiek konstatēti, bet tiek fiksētas regulējošo T-šūnu deficīta izraisītās izmaiņas. Tas ir saistīts ar to, ka T šūnu proliferāciju bez IL-2 nodrošina IL-15, IL-7, IL-4, kā arī vairāku citokīnu kombinācijas (IL-1b, IL-6, IL-12, TNFb). Tāpat IL4 gēna defekts neizraisa nozīmīgus traucējumus B šūnu sistēmā un imūnglobulīna izotipa maiņu, jo IL-13 ir līdzīga iedarbība. Tajā pašā laikā dažiem citokīniem nav funkcionālu analogu. Slavenākais būtiskā citokīna piemērs ir IL-7, kura limfopoētiskā iedarbība vismaz noteiktos T-limfopoēzes posmos ir unikāla, un tāpēc paša IL-7 vai tā receptora gēnu defekti izraisa attīstību. smaga kombinētā imūndeficīta (SCID) gadījumā.
Papildus atlaišanai citokīnu sistēmā parādās vēl viens modelis: citokīni ir pleiotropiski (iedarbojas uz dažādiem mērķiem) un daudzfunkcionāli (izraisa dažādus efektus). Tādējādi IL-1β un TNFβ mērķa šūnu skaitu ir grūti saskaitīt. To izraisītās sekas ir vienlīdz daudzveidīgas, piedaloties sarežģītu reakciju veidošanā: iekaisums, daži hematopoēzes posmi, neirotropas un citas reakcijas.
Vēl viena svarīga iezīme, kas raksturīga citokīnu sistēmai, ir citokīnu attiecības un mijiedarbība. No vienas puses, šī mijiedarbība slēpjas apstāklī, ka daži citokīni, darbojoties uz induktoru fona vai neatkarīgi, inducē vai pastiprina (retāk nomāc) citu citokīnu veidošanos. Visspilgtākie pastiprinošas iedarbības piemēri ir proinflammatorisko citokīnu IL-1b un TNFb aktivitāte, kas veicina to pašu ražošanu un citu proinflammatorisku citokīnu (IL-6, IL-8, citu chemokīnu) veidošanos. IL-12 un IL-18 ir IFNγ induktori. TGFβ un IL-10, gluži pretēji, nomāc dažādu citokīnu veidošanos. IL-6 uzrāda inhibējošu aktivitāti pret proinflammatoriskajiem citokīniem, un IFNγ un IL-4 savstarpēji nomāc viens otra un atbilstošo (Th1 un Th2) grupu citokīnu veidošanos. Citokīnu mijiedarbība izpaužas arī funkcionālā līmenī: daži citokīni pastiprina vai nomāc citu citokīnu darbību. Ir aprakstītas sinerģijas (piemēram, proinflammatorisku citokīnu grupā) un citokīnu antagonisms (piemēram, starp Th1 un Th2 citokīniem).
Apkopojot iegūtos datus, varam secināt, ka neviens no citokīniem neeksistē un neizrāda savu aktivitāti atsevišķi – visos līmeņos citokīnus ietekmē citi šīs molekulu klases pārstāvji. Šādas daudzveidīgas mijiedarbības rezultāts dažkārt var būt negaidīts. Tādējādi, lietojot lielas IL-2 devas terapeitiskos nolūkos, rodas dzīvībai bīstamas blakusparādības, no kurām dažas (piemēram, toksisks šoks bez bakterēmijas) var novērst ar antivielām, kas vērstas nevis pret IL-2, bet gan pret IL-2. TNFβ.
Vairāku savstarpēju mijiedarbību klātbūtne citokīnu sistēmā noveda pie jēdziena “citokīnu tīkls”, kas diezgan skaidri atspoguļo fenomena būtību.
Citokīnu tīklu raksturo šādas īpašības:
- · citokīnu sintēzes inducējamība un to receptoru ekspresija;
- · iedarbības lokalizācija citokīnu un to receptoru koordinētas ekspresijas dēļ viena un tā paša induktora ietekmē;
- · redundance, kas izskaidrojama ar dažādu citokīnu darbības spektru pārklāšanos;
- · attiecības un mijiedarbības, kas izpaužas citokīnu funkciju sintēzes un īstenošanas līmenī.
Mērķa šūnu funkciju citokīnu regulēšana tiek veikta, izmantojot autokrīnus, parakrīnos vai endokrīnos mehānismus. Daži citokīni (IL-1, IL-6, TNF uc) spēj piedalīties visu uzskaitīto mehānismu ieviešanā.
Šūnas reakcija uz citokīna ietekmi ir atkarīga no vairākiem faktoriem:
- · par šūnu tipu un to sākotnējo funkcionālo aktivitāti;
- · par citokīna lokālo koncentrāciju;
- · no citu mediatoru molekulu klātbūtnes.
Tādējādi ražotājšūnas, citokīni un to specifiskie receptori uz mērķa šūnām veido vienu mediatoru tīklu. Šūnas galīgo reakciju nosaka regulējošo peptīdu kopums, nevis atsevišķi citokīni. Šobrīd citokīnu sistēma tiek uzskatīta par universālu regulējošu sistēmu visa organisma līmenī, nodrošinot aizsargreakciju attīstību (piemēram, infekcijas laikā).
Pēdējos gados ir radusies ideja par citokīnu sistēmu, kas apvieno:
- 1) ražotāju šūnas;
- 2) šķīstošie citokīni un to antagonisti;
- 3) mērķa šūnas un to receptori.
Dažādu citokīnu sistēmas komponentu traucējumi izraisa daudzu patoloģisku procesu attīstību, un tāpēc šīs regulējošās sistēmas defektu identificēšana ir svarīga pareizai diagnostikai un adekvātas terapijas nozīmēšanai.
Citokīnu sistēmas galvenās sastāvdaļas.
Citokīnus ražojošās šūnas
I. Galvenā citokīnus ražojošo šūnu grupa adaptīvajā imūnreakcijā ir limfocīti. Atpūtas šūnas neizdala citokīnus. Pēc antigēna atpazīšanas un ar receptoru mijiedarbības līdzdalību (CD28-CD80/86 T limfocītiem un CD40-CD40L B limfocītiem) notiek šūnu aktivācija, kas izraisa citokīnu gēnu transkripciju, glikozilētu peptīdu translāciju un sekrēciju starpšūnu telpā.
CD4 T palīgšūnas ir attēlotas ar apakšpopulācijām: Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh, kas viena no otras atšķiras ar izdalīto citokīnu spektru, reaģējot uz dažādiem antigēniem.
Th0 ražo plašu citokīnu klāstu ļoti zemās koncentrācijās.
Th0 diferenciācijas virziens nosaka divu imūnās atbildes formu attīstību ar humorālo vai šūnu mehānismu pārsvaru.
Antigēna raksturs, tā koncentrācija, lokalizācija šūnā, antigēnu prezentējošo šūnu veids un noteikts citokīnu kopums regulē Th0 diferenciācijas virzienu.
Dendritiskās šūnas pēc antigēna uzņemšanas un apstrādes prezentē antigēnus peptīdus Th0 šūnām un ražo citokīnus, kas regulē to diferenciācijas virzienu efektoršūnās. IL-12 inducē IFNg sintēzi ar T limfocītiem un hCG. IFN nodrošina Th1 diferenciāciju, kas sāk izdalīt citokīnus (IL-2, IFN, IL-3, TNF-a, limfotoksīnus), kas regulē reakciju attīstību pret intracelulāriem patogēniem (aizkavēta tipa hipersensitivitāte (DTH) un dažāda veida šūnu citotoksicitāte).
IL-4 nodrošina Th0 diferenciāciju par Th2. Aktivētais Th2 ražo citokīnus (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 u.c.), kas nosaka B limfocītu proliferāciju, to tālāku diferenciāciju plazmas šūnās un antivielu reakciju attīstību, galvenokārt pret ekstracelulāriem patogēniem.
IFNg negatīvi regulē Th2 šūnu darbību un, gluži pretēji, IL-4, IL-10, ko izdala Th2, kavē Th1 darbību. Šīs regulas molekulārais mehānisms ir saistīts ar transkripcijas faktoriem. T-bet un STAT4 ekspresija, ko nosaka IFNu, virza T šūnu diferenciāciju pa Th1 ceļu un nomāc Th2 attīstību. IL-4 inducē GATA-3 un STAT6 ekspresiju, kas attiecīgi nodrošina naivu Th0 pārvēršanu par Th2 šūnām.
Pēdējos gados ir aprakstīta īpaša palīgu T šūnu (Th17) apakšpopulācija, kas ražo IL-17. IL-17 saimes locekļus var ekspresēt aktivētas atmiņas šūnas (CD4CD45RO), γ5T šūnas, NKT šūnas, neitrofīli, monocīti IL-23, IL-6, TGFβ ietekmē, ko ražo makrofāgi un dendrītiskās šūnas. Galvenais diferenciācijas faktors cilvēkiem ir ROR-C, pelēm tas ir ROR-gl. Ir pierādīta IL-17 galvenā loma hroniska iekaisuma un autoimūno patoloģiju attīstībā.
Turklāt T šūnas aizkrūts dziedzerī var diferencēties dabiskās regulējošās šūnās (Tregs), kas ekspresē CD4+ CD25+ virsmas marķierus un transkripcijas faktoru FOXP3. Šīs šūnas spēj nomākt imūnreakciju, ko mediē Th1 un Th2 šūnas, izmantojot tiešu šūnu-šūnu kontaktu un TGFβ un IL-10 sintēzi.
T-citotoksiskās šūnas (CD8+), dabiskās killer šūnas, ir vāji citokīnu, piemēram, interferonu, TNF-a un limfotoksīnu, ražotāji.
Pārmērīga vienas no Th apakšpopulāciju aktivizēšanās var noteikt kāda imūnās atbildes varianta attīstību. Hroniska Th aktivācijas nelīdzsvarotība var izraisīt imūnpatoloģisku stāvokļu veidošanos, kas saistīti ar alerģiju izpausmēm, autoimūnām patoloģijām, hroniskiem iekaisuma procesiem utt.
II. Iedzimtajā imūnsistēmā galvenie citokīnu ražotāji ir mieloīdās šūnas. Izmantojot Toll līdzīgus receptorus (TLR), tie atpazīst dažādu patogēnu līdzīgas molekulārās struktūras, tā sauktos ar patogēniem saistītos molekulāros modeļus (PAMP), piemēram, gramnegatīvo baktēriju lipopolisaharīdu (LPS), lipoteicoīnskābes, grama peptidoglikānus. -pozitīvi mikroorganismi, flagellīns, DNS, kas bagāta ar nemetilētiem CpG atkārtojumiem utt. Šīs mijiedarbības ar TLR rezultātā tiek aktivizēta intracelulāra signāla transdukcijas kaskāde, kas izraisa divu galveno citokīnu grupu gēnu ekspresiju: pro-iekaisuma un tipa gēnus. 1 IFN Galvenokārt šie citokīni (IL-1, -6, -8, -12, TNFa, GM-CSF, IFN, chemokīni uc) izraisa iekaisuma attīstību un ir iesaistīti ķermeņa aizsardzībā no baktēriju un vīrusu infekcijām. .
III. Šūnas, kas nav saistītas ar imūnsistēmu (saistaudu šūnas, epitēlijs, endotēlijs) konstitutīvi izdala autokrīnus augšanas faktorus (FGF, EGF, TGFr utt.). un citokīni, kas atbalsta hematopoētisko šūnu proliferāciju.
Pārmērīga citokīnu ekspresija ir nedroša organismam un var izraisīt pārmērīgas iekaisuma reakcijas, akūtas fāzes reakcijas attīstību. Proiekaisuma citokīnu ražošanas regulēšanā ir iesaistīti dažādi inhibitori. Tādējādi ir aprakstītas vairākas vielas, kas nespecifiski saistās ar citokīnu IL-1 un novērš tā bioloģiskās iedarbības izpausmi (a2-makroglobulīns, komplementa C3-komponents, uromodulīns). Konkrēti IL-1 inhibitori ietver šķīstošos mānekļu receptorus, antivielas un IL-1 receptoru antagonistus (IL-1RA). Attīstoties iekaisumam, palielinās IL-1RA gēna ekspresija. Bet pat parasti šis antagonists atrodas asinīs augstā koncentrācijā (līdz 1 ng/ml vai vairāk), bloķējot endogēnā IL-1 darbību.
Mērķa šūnas
Citokīnu ietekmi uz mērķa šūnām veicina specifiski receptori, kas saista citokīnus ar ļoti augstu afinitāti, un atsevišķi citokīni var izmantot kopīgas receptoru apakšvienības. Katrs citokīns saistās ar savu specifisko receptoru.
Citokīnu receptori ir transmembrānas proteīni, un tie ir sadalīti 5 galvenajos veidos. Visizplatītākie ir tā sauktie hematopoetīna tipa receptori, kuriem ir divi ārpusšūnu domēni, no kuriem viens satur kopīgu aminoskābju atlieku secību diviem triptofāna un serīna atkārtojumiem, kas atdalīti ar jebkuru aminoskābi (WSXWS motīvs). Otrajam receptoru tipam var būt divi ārpusšūnu domēni ar lielu skaitu konservētu cisteīnu. Tie ir IL-10 un IFN saimes receptori. Trešo veidu pārstāv citokīnu receptori, kas pieder TNF grupai. Ceturtais citokīnu receptoru veids pieder imūnglobulīna receptoru virsdzimtai, kam ir ekstracelulāri domēni, kas pēc struktūras atgādina imūnglobulīna molekulu domēnus. Piektais receptoru veids, kas saista chemokīnu saimes molekulas, ir pārstāvēts ar transmembrānu proteīniem, kas šķērso šūnu membrānu 7 vietās. Citokīnu receptori var pastāvēt šķīstošā formā, vienlaikus saglabājot spēju saistīt ligandus.
Citokīni var ietekmēt mērķa šūnu proliferāciju, diferenciāciju, funkcionālo aktivitāti un apoptozi. Citokīnu bioloģiskās aktivitātes izpausme mērķa šūnās ir atkarīga no dažādu intracelulāro sistēmu līdzdalības signālu pārraidē no receptora, kas ir saistīta ar mērķa šūnu īpašībām. Apoptozes signāls tiek veikts, cita starpā, izmantojot īpašu TNF receptoru saimes reģionu, tā saukto “nāves” domēnu. Diferenciācijas un aktivizējošie signāli tiek pārraidīti caur intracelulāriem proteīniem Jak-STAT - signālu devējiem un transkripcijas aktivatoriem. G proteīni ir iesaistīti signālu transdukcijā no ķīmokīniem, kas palielina šūnu migrāciju un adhēziju.
Pēdējais komponents, citokīni un to antagonisti, tika aprakstīti iepriekš.
CITOKĪNU NOTEIKŠANAS METODES
S.V. Seņņikovs, A.N. Silkovs
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.)
Atslēgvārdi: apskats, citokīni, noteikšanas metodes.
Ievads
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.
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.
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. Antivielas, kas pārklātas uz cietas polimēra bāzes, izmanto, lai saistītu mērītās vielas, un antivielas, kas konjugētas ar fermentiem, parasti sārmainās fosfatāzes vai mārrutku peroksidāzi, izmanto vizualizācijai.
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 imūnenzīmu metodēm: ieviešanas vienkāršība, īss tehnikas izpildes laiks, mazgāšanas procedūru neesamība, mazs parauga tilpums, liels nosakāmo citokīnu koncentrāciju diapazons serumā un kondicionētajā vidē, augsts metodes jutīgums 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.
A. Interferoni (IFN):
1. Dabiski IFN (1. paaudze):
2. Rekombinants IFN (2. paaudze):
a) īslaicīga darbība:
IFN a2b: introns-A
IFN β: Avonex utt.
(pegilēts IFN): peginterferons
B. Interferona induktori (interferonogēni):
1. Sintētisks- cikloferons, tilorons, dibazols un utt.
2. Dabisks– Ridostins utt.
IN. Interleikīns : rekombinantais interleikīns-2 (ronkoleikīns, aldesleikīns, proleikīns, ) , rekombinantais interleikīns 1-beta (betaleikīns).
G. Koloniju stimulējošie faktori (molgramostīms utt.)
Peptīdu preparāti
Aizkrūts dziedzera peptīdu preparāti .
Peptīdu savienojumi, ko ražo aizkrūts dziedzeris stimulē T limfocītu nobriešanu(timopoetīni).
Ar sākotnēji zemu līmeni tipisko peptīdu preparāti palielina T šūnu skaitu un to funkcionālo aktivitāti.
Pirmās paaudzes aizkrūts dziedzera zāļu dibinātājs Krievijā bija Taktivin, kas ir peptīdu komplekss, kas iegūts no liellopu aizkrūts dziedzera. Preparāti, kas satur aizkrūts dziedzera peptīdu kompleksu, ietver arī Timalins, Timoptins un citiem, un tiem, kas satur aizkrūts dziedzera ekstraktus - Timostimulīns un Vilosens.
Peptīdu preparāti no liellopu aizkrūts dziedzera Timalīns, timostimulīns ievada intramuskulāri, un taktivīns, timoptīns- zem ādas, galvenokārt šūnu imunitātes nepietiekamības gadījumā:
T-imūndeficīta gadījumā,
Vīrusu infekcijas,
Infekciju profilaksei staru terapijas un audzēju ķīmijterapijas laikā.
Pirmās paaudzes aizkrūts dziedzera zāļu klīniskā efektivitāte nav apšaubāma, taču tām ir viens trūkums: tie ir bioloģiski aktīvo peptīdu neatdalīts maisījums, ko ir diezgan grūti standartizēt.
Progress aizkrūts dziedzera izcelsmes zāļu jomā notika, radot otrās un trešās paaudzes zāles - dabisko aizkrūts dziedzera hormonu sintētiskos analogus vai šo hormonu fragmentus ar bioloģisku aktivitāti.
Mūsdienu zāles Imunofāns - heksapeptīdu, timopoetīna aktīvā centra sintētisku analogu, izmanto imūndeficītu un audzēju ārstēšanai. Zāles stimulē imūnkompetentu šūnu IL-2 veidošanos, palielina limfoīdo šūnu jutību pret šo limfokīnu, samazina TNF (audzēja nekrozes faktora) veidošanos un regulē imūnmediatoru (iekaisumu) un imūnglobulīnu veidošanos. .
Kaulu smadzeņu peptīdu preparāti
Mielopīds iegūts no zīdītāju (teļu, cūku) kaulu smadzeņu šūnu kultūras. Zāļu darbības mehānisms ir saistīts ar B un T šūnu proliferācijas un funkcionālās aktivitātes stimulēšanu.
Organismā šīs zāles mērķis tiek uzskatīts par B limfocīti. Ja ir traucēta imūnsistēma vai hematopoēze, mielopīdu ievadīšana izraisa kaulu smadzeņu šūnu vispārējās mitotiskās aktivitātes palielināšanos un to diferenciācijas virzienu uz nobriedušiem B-limfocītiem.
Myelopid lieto kompleksā terapijā sekundāra imūndeficīta stāvokļiem ar dominējošiem humorālās imunitātes bojājumiem, infekciozu komplikāciju profilaksei pēc operācijām, traumām, osteomielītu, nespecifiskām plaušu slimībām, hronisku piodermu. Zāļu blakusparādības ir reibonis, vājums, slikta dūša, hiperēmija un sāpes injekcijas vietā.
Visas šīs grupas zāles ir kontrindicētas grūtniecēm, mielopīdi un imunofāns ir kontrindicēti, ja ir Rh konflikts starp māti un augli.
Imūnglobulīna preparāti
Cilvēka imūnglobulīni
a) Imūnglobulīni intramuskulārai ievadīšanai
Nespecifisks: normāls cilvēka imūnglobulīns
Konkrēts: imūnglobulīns pret cilvēka B hepatītu, cilvēka imūnglobulīns pretstafilokoku, cilvēka imūnglobulīns pretstingumkrampjiem, cilvēka imūnglobulīns pret ērču encefalītu, cilvēka imūnglobulīns pret trakumsērgas vīrusu u.c.
b) Imūnglobulīni intravenozai ievadīšanai
Nespecifisks: normāls cilvēka imūnglobulīns intravenozai ievadīšanai (gabriglobīns, imūnvenīns, intraglobīns, humaglobīns)
Konkrēts: imūnglobulīns pret cilvēka B hepatītu (neohepatect), pentaglobīns (satur antibakteriālo IgM, IgG, IgA), imūnglobulīns pret citomegalovīrusu (citotekts), cilvēka imūnglobulīns pret ērču encefalītu, prettrakumsērgas IG u.c.
c) Imūnglobulīni iekšķīgai lietošanai: imūnglobulīna kompleksa preparāts (ICP) enterālai lietošanai akūtu zarnu infekciju gadījumā; pretrotavīrusu imūnglobulīns iekšķīgai lietošanai.
Heteroloģiskie imūnglobulīni:
prettrakumsērgas imūnglobulīns no zirga seruma, polivalentais zirga antigangrenozes serums u.c.
Primāro un sekundāro imūndeficītu lieto nespecifisko imūnglobulīnu preparātus, atbilstošām infekcijām (ārstnieciskos vai profilaktiskiem) lieto specifisko imūnglobulīnu preparātus.
Citokīni un uz tiem balstītas zāles
Izstrādātās imūnās atbildes regulēšanu veic citokīni - komplekss endogēno imūnregulējošo molekulu komplekss, kas ir pamats lielas gan dabisko, gan rekombinanto imūnmodulējošo zāļu grupas izveidei.
Interferoni (IFN):
1. Dabiski IFN (1. paaudze):
Alfaferoni: cilvēka leikocītu IFN utt.
Betaferoni: cilvēka fibroblastu IFN utt.
2. Rekombinants IFN (2. paaudze):
a) īslaicīga darbība:
IFN a2a: reaferons, viferons utt.
IFN a2b: introns-A
IFN β: Avonex utt.
b) ilgstoša darbība(pegilēts IFN): peginterferons (IFN a2b + polietilēnglikols) utt.
IFN zāļu galvenais darbības virziens ir T-limfocīti (dabiskās killer šūnas un citotoksiskie T-limfocīti).
Dabiskos interferonus iegūst leikocītu šūnu kultūrā no donoru asinīm (limfoblastoīdu un citu šūnu kultūrā) induktora vīrusa ietekmē.
Rekombinantos interferonus iegūst, izmantojot gēnu inženierijas metodi - kultivējot baktēriju celmus, kuru ģenētiskajā aparātā ir integrēta cilvēka interferona gēna rekombinantā plazmīda.
Interferoniem ir pretvīrusu, pretaudzēju un imūnmodulējoša iedarbība.
Interferona preparāti kā pretvīrusu līdzekļi ir visefektīvākie herpetisku acu slimību ārstēšanā (lokāli pilienu veidā, subkonjunktivāli), herpes simplex, kas lokalizēts uz ādas, gļotādām un dzimumorgāniem, herpes zoster (lokāli hidrogēla veidā). uz ziedes bāzes), akūts un hronisks vīrusu hepatīts B un C (parenterāli, rektāli svecītēs), gripas un ARVI ārstēšanā un profilaksē (intranazāli pilienu veidā). HIV infekcijas gadījumā rekombinantie interferona preparāti normalizē imunoloģiskos parametrus, samazina slimības smagumu vairāk nekā 50% gadījumu un izraisa virēmijas līmeņa un slimības seruma marķieru satura samazināšanos. AIDS gadījumā tiek veikta kombinēta terapija ar azidotimidīnu.
Interferona zāļu pretvēža iedarbība ir saistīta ar antiproliferatīvu efektu un dabisko killer šūnu aktivitātes stimulāciju. Kā pretvēža līdzekļus izmanto IFN-alfa, IFN-alfa-2a, IFN-alfa-2b, IFN-alfa-n1, IFN-beta.
IFN-beta-lb tiek izmantots kā imūnmodulators multiplās sklerozes gadījumā.
Interferona zāles izraisa līdzīgu blakus efekti. Raksturīgs: gripai līdzīgs sindroms; izmaiņas centrālajā nervu sistēmā: reibonis, neskaidra redze, apjukums, depresija, bezmiegs, parestēzija, trīce. No kuņģa-zarnu trakta: apetītes zudums, slikta dūša; no sirds un asinsvadu sistēmas puses var rasties sirds mazspējas simptomi; no urīnceļu sistēmas - proteīnūrija; no hematopoētiskās sistēmas - pārejoša leikopēnija. Var rasties arī izsitumi, nieze, alopēcija, īslaicīga impotence un deguna asiņošana.
Interferona induktori (interferonogēni):
1. Sintētisks – cikloferons, tilorons, poludāns utt.
2. Dabiski – Ridostins utt.
Interferona induktori ir zāles, kas uzlabo endogēnā interferona sintēzi. Šīm zālēm ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar rekombinantajiem interferoniem. Viņiem nav antigēnas aktivitātes. Stimulētā endogēnā interferona sintēze neizraisa hiperinterferonēmiju.
Tilorons(amiksīns) ir zemas molekulmasas sintētisks savienojums un perorāls interferona induktors. Tam ir plašs pretvīrusu darbības spektrs pret DNS un RNS vīrusiem. Kā pretvīrusu un imūnmodulējošu līdzekli lieto gripas, ARVI, A hepatīta profilaksei un ārstēšanai, vīrusu hepatīta, herpes simplex (ieskaitot uroģenitālo) un herpes zoster ārstēšanai, kompleksā hlamīdiju infekciju, neirovīrusu infekciju terapijā. infekcijas-alerģiskas slimības un sekundāri imūndeficīti. Zāles ir labi panesamas. Iespējami dispepsijas simptomi, īslaicīgi drebuļi un paaugstināts vispārējais tonuss, kas neprasa zāļu lietošanas pārtraukšanu.
Poludāns ir biosintētisks poliribonukleotīdu komplekss no poliadenilskābes un poliuridilskābes (ekvimolārās attiecībās). Zāles ir izteikta inhibējoša iedarbība uz herpes simplex vīrusiem. To lieto acu pilienu un injekciju veidā zem konjunktīvas. Zāles ir parakstītas pieaugušajiem vīrusu acu slimību ārstēšanai: herpetisks un adenovīrusu konjunktivīts, keratokonjunktivīts, keratīts un keratoiridociklīts (keratouveīts), iridociklīts, horioretinīts, optiskais neirīts.
Blakus efekti rodas reti un izpaužas kā alerģisku reakciju attīstība: nieze un svešķermeņa sajūta acī.
Cikloferons- zemas molekulmasas interferona induktors. Tam ir pretvīrusu, imūnmodulējoša un pretiekaisuma iedarbība. Cikloferons ir efektīvs pret ērču encefalīta vīrusiem, herpes, citomegalovīrusu, HIV uc Tam ir antihlamīdijas iedarbība. Efektīva sistēmiskām saistaudu slimībām. Ir konstatēta zāļu radioaizsargājošā un pretiekaisuma iedarbība.
Arbidol parakstītas iekšķīgi gripas un citu akūtu elpceļu vīrusu infekciju, kā arī herpetisku slimību profilaksei un ārstēšanai.
Interleikīni:
rekombinantais IL-2 (aldesleikīns, proleikīns, ronkoleikīns ) , rekombinantā IL-1beta ( betaleikīns).
Dabas izcelsmes citokīnu preparātiem, kas satur diezgan lielu iekaisuma citokīnu kopumu un imūnās atbildes reakcijas pirmo fāzi, ir raksturīga daudzpusīga ietekme uz cilvēka ķermeni. Šīs zāles iedarbojas uz šūnām, kas iesaistītas iekaisumos, reģenerācijas procesos un imūnreakcijā.
Aldesleikins- IL-2 rekombinants analogs. Ir imūnmodulējoša un pretvēža iedarbība. Aktivizē šūnu imunitāti. Uzlabo T-limfocītu un no IL-2 atkarīgo šūnu populāciju proliferāciju. Palielina limfocītu un killer šūnu citotoksicitāti, kas atpazīst un iznīcina audzēja šūnas. Uzlabo gamma interferona, TNF, IL-1 ražošanu. Lieto nieru vēža ārstēšanai.
Betaleikins- rekombinantā cilvēka IL-1 beta. Stimulē leikopoēzi un imūno aizsardzību. Injicē subkutāni vai intravenozi pie strutojošiem procesiem ar imūndeficītu, pret leikopēniju ķīmijterapijas rezultātā, pie audzējiem.
Ronkoleikins- rekombinantās zāles interleikīns-2 - ievada intravenozi sepsei ar imūndeficītu, kā arī nieru vēža gadījumā.
Koloniju stimulējošie faktori:
Molgramostim(Leukomax) ir cilvēka granulocītu-makrofāgu koloniju stimulējošā faktora rekombinants preparāts. Stimulē leikopoēzi un ir imūntropiska aktivitāte. Uzlabo prekursoru proliferāciju un diferenciāciju, palielina nobriedušu šūnu saturu perifērajās asinīs, granulocītu, monocītu, makrofāgu augšanu. Palielina nobriedušu neitrofilu funkcionālo aktivitāti, uzlabo fagocitozi un oksidatīvo metabolismu, nodrošinot fagocitozes mehānismus, palielina citotoksicitāti pret ļaundabīgām šūnām.
Filgrastims(Neupogen) ir cilvēka granulocītu koloniju stimulējošā faktora rekombinants preparāts. Filgrastīms regulē neitrofilu veidošanos un to iekļūšanu asinīs no kaulu smadzenēm.
Lenograstims- cilvēka granulocītu koloniju stimulējošā faktora rekombinants preparāts. Tas ir ļoti attīrīts proteīns. Tas ir imūnmodulators un leikopoēzes stimulators.
Sintētiskie imūnstimulatori: levamizols, izoprinosīna polioksidonijs, galavīts.
Levamizols(decaris), imidazola atvasinājumu, izmanto kā imūnstimulējošu līdzekli, kā arī kā prettārpu līdzekli askaridozei. Levamizola imūnstimulējošās īpašības ir saistītas ar palielinātu makrofāgu un T-limfocītu aktivitāti.
Levamizols tiek parakstīts iekšķīgi atkārtotu herpetisku infekciju, hroniska vīrusu hepatīta, autoimūnu slimību (reimatoīdais artrīts, sistēmiskā sarkanā vilkēde, Krona slimība) gadījumā. Zāles lieto arī resnās zarnas audzējiem pēc audzēju ķirurģiskas, staru vai medikamentozas terapijas.
Izoprinosīns- zāles, kas satur inozīnu. Stimulē makrofāgu darbību, interleikīnu veidošanos un T-limfocītu proliferāciju.
Izrakstīts iekšķīgi pret vīrusu infekcijām, hroniskām elpceļu un urīnceļu infekcijām, imūndeficītu.
Polioksidonijs- sintētisks ūdenī šķīstošs polimēru savienojums. Zāles ir imūnstimulējoša un detoksikācijas iedarbība, palielina organisma imūno pretestību pret lokālām un ģeneralizētām infekcijām. Polioksidonijs aktivizē visus dabiskos rezistences faktorus: monocītu-makrofāgu sistēmas šūnas, neitrofilus un dabiskās killer šūnas, palielinot to funkcionālo aktivitāti ar sākotnēji samazinātu līmeni.
Galavit- ftalhidrazīda atvasinājums. Šo zāļu īpatnība ir ne tikai imūnmodulējošu, bet arī izteiktu pretiekaisuma īpašību klātbūtne.
Citu farmakoloģisko klašu zāles ar imūnstimulējošu iedarbību
1. Adaptogēni un augu izcelsmes preparāti (augu izcelsmes zāles): ehinacejas (immunālas), eleuterokoka, žeņšeņa, Rhodiola rosea u.c.
2. Vitamīni: askorbīnskābe (C vitamīns), tokoferola acetāts (E vitamīns), retinola acetāts (A vitamīns) (skatīt sadaļu “Vitamīni”).
Ehinacejas preparāti piemīt imūnstimulējošas un pretiekaisuma īpašības. Lietojot iekšķīgi, šīs zāles palielina makrofāgu un neitrofilu fagocītisko aktivitāti, stimulē interleikīna-1 veidošanos, T-helper šūnu aktivitāti un B-limfocītu diferenciāciju.
Ehinācijas preparātus lieto imūndeficīta un hronisku iekaisuma slimību gadījumā. It īpaši, imūns parakstītas iekšķīgi pilienu veidā akūtu elpceļu infekciju profilaksei un ārstēšanai, kā arī kopā ar antibakteriāliem līdzekļiem ādas, elpceļu un urīnceļu infekcijām.
Vispārīgi principi imūnstimulantu lietošanai pacientiem ar sekundāru imūndeficītu
Vispamatotākā imūnstimulantu lietošana šķiet imūndeficīta gadījumos, kas izpaužas kā paaugstināta infekciozā saslimstība. Imūnstimulējošu zāļu galvenais mērķis joprojām ir sekundāri imūndeficīti, kas izpaužas kā biežas recidivējošas, grūti ārstējamas infekcijas un iekaisuma slimības visās lokalizācijās un jebkurā etioloģijā. Katra hroniska infekciozi-iekaisuma procesa pamatā ir izmaiņas imūnsistēmā, kas ir viens no šī procesa noturības iemesliem.
· Imūnmodulatori tiek nozīmēti kompleksā terapijā vienlaikus ar antibiotikām, pretsēnīšu līdzekļiem, pretprotozoāļiem vai pretvīrusu līdzekļiem.
· Veicot imūnrehabilitācijas pasākumus, īpaši nepilnīgas atveseļošanās gadījumā pēc akūtas infekcijas slimības, imūnmodulatorus var izmantot kā monoterapiju.
· Vēlams lietot imūnmodulatorus uz imunoloģiskās uzraudzības fona, kas jāveic neatkarīgi no sākotnējo imūnsistēmas izmaiņu esamības vai neesamības.
· Imunomodulatorus, kas iedarbojas uz imunitātes fagocītisko komponentu, var ordinēt pacientiem gan ar identificētiem, gan nediagnosticētiem imūnstāvokļa traucējumiem, t.i. to izmantošanas pamats ir klīniskā aina.
Jebkura imunitātes parametra samazināšanās, kas atklāta imūndiagnostikas pētījuma laikā praktiski veselam cilvēkam, Nav Obligāti ir pamats imūnmodulējošas terapijas izrakstīšanai.
Kontroles jautājumi:
1. Kas ir imūnstimulatori, kādas ir imūnterapijas indikācijas, kādos imūndeficīta stāvokļus iedala?
2. Imūnmodulatoru klasifikācija pēc to preferenciālās darbības selektivitātes?
3. Mikrobu izcelsmes imūnstimulatori un to sintētiskie analogi, to farmakoloģiskās īpašības, lietošanas indikācijas, kontrindikācijas, blakusparādības?
4. Endogēni imūnstimulanti un to sintētiskie analogi, to farmakoloģiskās īpašības, lietošanas indikācijas, kontrindikācijas, blakusparādības?
5. Aizkrūts dziedzera peptīdu un kaulu smadzeņu peptīdu preparāti: to farmakoloģiskās īpašības, lietošanas indikācijas, kontrindikācijas, blakusparādības?
6. Imūnglobulīnu preparāti un interferoni (IFN), to farmakoloģiskās īpašības, lietošanas indikācijas, kontrindikācijas, blakusparādības?
7. Interferona induktoru (interferonogēnu) preparāti, to farmakoloģiskās īpašības, lietošanas indikācijas, kontrindikācijas, blakusparādības?
8. Interleikīnu un koloniju stimulējošu faktoru preparāti, to farmakoloģiskās īpašības, lietošanas indikācijas, kontrindikācijas, blakusparādības?
9. Sintētiskie imūnstimulatori, to farmakoloģiskās īpašības, lietošanas indikācijas, kontrindikācijas, blakusparādības?
10. Citu farmakoloģisko klašu zāles ar imūnstimulējošu aktivitāti un imūnstimulantu lietošanas vispārīgie principi pacientiem ar sekundāru imūndeficītu?
3. Citokīni: vispārīgās īpašības, klasifikācija. Interleikīns.
Citokīni– tie ir aktivēto šūnu izdalītie peptīdu mediatori, kas regulē mijiedarbību, aktivizē visas pašas SI saites un ietekmē dažādus orgānus un audus. Vispārējās īpašības citokīni: 1. Tie ir glikoproteīni. 2. Iedarboties uz pašu šūnu un tās tuvāko vidi. Tās ir neliela attāluma molekulas.3. Tie darbojas minimālā koncentrācijā. 4. Citokīniem ir specifiski tiem atbilstoši receptori uz šūnu virsmas 5. Citokīnu darbības mehānisms ir pārraidīt signālu pēc mijiedarbības ar receptoru no šūnas membrānas uz tā ģenētisko aparātu. Šajā gadījumā šūnu proteīnu ekspresija mainās, mainoties šūnu funkcijai (piemēram, izdalās citi citokīni). Citokīni ir sadalīti vairākās galvenajās grupās .1. Interleikīni (IL)2. Interferoni 3. Audzēja nekrozes faktoru grupa (TNF) 4. Koloniju stimulējošu faktoru grupa (piemēram, granulocītu-makrofāgu koloniju stimulējošais faktors - GM-CSF) 5. Augšanas faktoru grupa (endotēlija augšanas faktors, nervu augšanas faktors, utt.) 6. Ķīmokīni . Citokīnus, ko galvenokārt izdala imūnsistēmas šūnas, sauc par interleikīniem (IL) - interleikocītu mijiedarbības faktoriem. Tie ir numurēti secībā (IL-1 - IL-31). Tos atbrīvo leikocīti, ja tos stimulē mikrobu produkti un citi antigēni. IL-1 izdala makrofāgi un dendritiskās šūnas, izraisa temperatūras paaugstināšanos, stimulē un aktivizē cilmes šūnas, T-limfocītus, neitrofilus, ir iesaistīts iekaisuma attīstībā. Tas pastāv divās formās – IL-1a un IL-1b. IL-2 izdala T helper šūnas (galvenokārt 1. tips, Th1), un tas stimulē T un B limfocītu, NK šūnu un monocītu proliferāciju un diferenciāciju. IL-3 ir viens no galvenajiem hematopoētiskajiem faktoriem, stimulē agrīnu asinsrades prekursoru, makrofāgu un fagocitozes proliferāciju un diferenciāciju. IL-4 ir B-limfocītu augšanas faktors, stimulē to proliferāciju agrīnā diferenciācijas stadijā; ko izdala 2. tipa T-limfocīti un bazofīli.IL-5 stimulē eozinofilu, bazofilu nobriešanu un imūnglobulīnu sintēzi ar B-limfocītiem, ko ražo T-limfocīti antigēnu ietekmē. IL-6 ir citokīns ar daudzveidīgu iedarbību, ko izdala T limfocīti, makrofāgi un daudzas šūnas ārpus imūnsistēmas, stimulē B limfocītu nobriešanu plazmas šūnās, T šūnu attīstību un hematopoēzi, kā arī aktivizē iekaisumu. IL-7 ir limfopoētiskais faktors, aktivizē limfocītu prekursoru proliferāciju, stimulē T šūnu diferenciāciju, veido stromas šūnas, kā arī keratocīti, hepatocīti un citas nieru šūnas.IL-8 ir neitrofilu ķīmiskās reakcijas regulators un T šūnas (chemokīns); ko izdala T šūnas, monocīti, endotēlijs. Aktivizē neitrofilus, izraisa to virzītu migrāciju, adhēziju, enzīmu un reaktīvo skābekļa sugu izdalīšanos, stimulē T-limfocītu ķemotaksi, bazofilu degranulāciju, makrofāgu adhēziju, angioģenēzi. IL-10 - izdala T limfocīti (2. tipa palīgšūnas Th2 un regulējošās T helper šūnas - Tr). Nomāc pro-iekaisuma citokīnu (IL-1, IL-2, TNF u.c.) izdalīšanos IL-11 - ražo kaulu smadzeņu stromas šūnas, hematopoētiskais faktors, darbojas līdzīgi kā IL-3. IL-12 – avots – monocīti-makrofāgi, dendrītiskās šūnas izraisa aktivēto T-limfocītu un dabisko killer šūnu proliferāciju, pastiprina IL-2 iedarbību. IL-13 – izdala T limfocīti, aktivizē B šūnu diferenciāciju IL-18 – ražo monocīti un makrofāgi, dendritiskās šūnas, stimulē 1. tipa T palīgšūnas un to gamma interferona veidošanos, kavē IgE sintēzi.
Citokīni ir īpašs proteīnu veids, ko organismā var ģenerēt imūnās šūnas un citu orgānu šūnas. Lielāko daļu šo šūnu var ģenerēt leikocīti.
Ar citokīnu palīdzību organisms var pārraidīt dažādu informāciju starp savām šūnām. Šāda viela nonāk šūnas virsmā un var sazināties ar citiem receptoriem, pārraidot signālu.
Šie elementi tiek ātri izveidoti un atbrīvoti. To veidošanā var tikt iesaistīti dažādi audi. Citokīniem var būt arī noteikta ietekme uz citām šūnām. Tie var gan uzlabot viens otra efektu, gan samazināt to.
Šāda viela var izpausties savu aktivitāti pat tad, ja tās koncentrācija organismā ir maza. Citokīns var ietekmēt arī dažādu patoloģiju veidošanos organismā. Ar to palīdzību ārsti veic dažādas pacienta izmeklēšanas metodes, jo īpaši onkoloģijas un infekcijas slimību gadījumā.
Citokīns ļauj precīzi diagnosticēt vēzi, un tāpēc to bieži izmanto onkoloģijā, lai noteiktu atlikušo diagnozi. Šāda viela var patstāvīgi attīstīties un vairoties organismā, neietekmējot tā darbību. Ar šo elementu palīdzību tiek atvieglota jebkura pacienta izmeklēšana, arī onkoloģija.
Viņiem ir svarīga loma organismā un ir daudz funkciju. Kopumā citokīnu uzdevums ir pārraidīt informāciju no šūnas uz šūnu un nodrošināt to koordinētu darbu. Piemēram, viņi var:
- Regulē imūnās atbildes.
- Piedalieties autoimūnās reakcijās.
- Regulē iekaisuma procesus.
- Piedalīties alerģiskos procesos.
- Nosakiet šūnu dzīves ilgumu.
- Piedalīties asinsritē.
- Koordinējiet ķermeņa sistēmu reakcijas, ja tās tiek pakļautas stimuliem.
- Nodrošina toksiskas ietekmes līmeni uz šūnu.
- Uzturēt homeostāzi.
Ārsti ir atklājuši, ka citokīni var piedalīties ne tikai imūnprocesā. Viņi arī piedalās:
- Normāla dažādu funkciju norise.
- Apaugļošanās process.
- Humorālā imunitāte.
- Atveseļošanās procesi.
Citokīnu klasifikācija
Mūsdienās zinātnieki zina vairāk nekā divus simtus šo elementu veidu. Taču pastāvīgi tiek atklātas jaunas sugas. Tāpēc, lai uzlabotu šīs sistēmas izpratnes procesu, ārsti nāca klajā ar viņu klasifikāciju. Šis:
- Regulē iekaisuma procesus.
- Šūnas, kas regulē imunitāti.
- Humorālās imunitātes regulēšana.
Arī citokīnu klasifikācija nosaka noteiktu apakštipu klātbūtni katrā klasē. Lai iegūtu precīzāku izpratni par tiem, jums ir nepieciešams apskatīt informāciju internetā.
Iekaisumi un citokīni
Kad organismā sākas iekaisums, tas sāk ražot citokīnus. Tie var ietekmēt tuvumā esošās šūnas un pārraidīt informāciju starp tām. Arī citokīnu vidū var atrast tādus, kas novērš iekaisuma attīstību. Tie var izraisīt sekas, kas ir līdzīgas hronisku patoloģiju izpausmei.
Pro-iekaisuma citokīni
Limfocīti un audi var radīt šādus ķermeņus. Paši citokīni un daži infekcijas slimību patogēni var stimulēt ražošanu. Ar lielu šādu ķermeņu izdalīšanos rodas lokāls iekaisums. Ar noteiktu receptoru palīdzību iekaisuma procesā var iesaistīties arī citas šūnas. Viņi visi sāk ražot arī citokīnus.
Galvenie iekaisuma citokīni ir TNF-alfa un IL-1. Tie var pielipt pie asinsvadu sieniņām, iekļūt asinīs un pēc tam izplatīties pa visu ķermeni. Šādi elementi var sintezēt limfocītu ražotās šūnas un ietekmēt iekaisuma perēkļus, nodrošinot aizsardzību.
Tāpat TNF-alfa un IL-1 var stimulēt dažādu sistēmu darbību un izraisīt aptuveni 40 citus aktīvus procesus organismā. Šajā gadījumā citokīnu ietekme var būt uz visu veidu audiem un orgāniem.
Pretiekaisuma citokīni
Pretiekaisuma citokīni var kontrolēt iepriekš minētos citokīnus. Viņi var ne tikai neitralizēt pirmo ietekmi, bet arī sintezēt olbaltumvielas.
Kad notiek iekaisuma process, svarīgs punkts ir šo citokīnu daudzums. Patoloģijas sarežģītība, tās ilgums un simptomi lielā mērā ir atkarīgi no līdzsvara. Tieši ar pretiekaisuma citokīnu palīdzību uzlabojas asins recēšana, tiek ražoti fermenti un veidojas audu rētas.
Imunitāte un citokīni
Imūnsistēmā katrai šūnai ir sava svarīga loma, ko tā veic. Ar noteiktu reakciju palīdzību citokīni var kontrolēt šūnu mijiedarbību. Tie ļauj viņiem apmainīties ar svarīgu informāciju.
Citokīnu īpatnība ir tāda, ka tiem piemīt spēja pārraidīt sarežģītus signālus starp šūnām un nomākt vai aktivizēt lielāko daļu procesu organismā. Ar citokīnu palīdzību notiek mijiedarbība starp imūnsistēmu un citiem.
Kad savienojums tiek pārtraukts, šūnas mirst. Tā organismā izpaužas sarežģītas patoloģijas. Slimības iznākums lielā mērā ir atkarīgs no tā, vai procesā esošie citokīni var izveidot saziņu starp šūnām un novērst patogēna iekļūšanu organismā.
Ja organisma aizsargreakcija nav pietiekama, lai pretotos patoloģijai, citokīni sāk aktivizēt citus orgānus un sistēmas, kas palīdz organismam cīnīties ar infekciju.
Citokīniem iedarbojoties uz centrālo nervu sistēmu, mainās visas cilvēka reakcijas, tiek sintezēti hormoni un olbaltumvielas. Bet šādas izmaiņas ne vienmēr ir nejaušas. Tie ir vai nu nepieciešami aizsardzībai, vai arī pārslēdz ķermeni, lai cīnītos pret patoloģiju.
Analīzes
Citokīnu noteikšanai organismā nepieciešama sarežģīta pārbaude molekulārā līmenī. Ar šāda testa palīdzību speciālists var identificēt polimorfos gēnus, prognozēt konkrētas slimības parādīšanos un gaitu, izstrādāt slimību profilakses shēmu utt. Tas viss tiek darīts individuāli.
Polimorfu gēnu var atrast tikai 10% pasaules iedzīvotāju. Šādiem cilvēkiem var novērot paaugstinātu imūno aktivitāti operāciju vai infekcijas slimību laikā, kā arī citu ietekmi uz audiem.
Pārbaudot šādus indivīdus, organismā bieži tiek atklātas turētājšūnas. Kas var izraisīt strutošanu pēc iepriekšminētajām procedūrām vai septiskus traucējumus. Arī pastiprināta imūnsistēma atsevišķos dzīves gadījumos var traucēt cilvēkam.
Lai nokārtotu pārbaudījumu, jums nav īpaši tam jāsagatavojas. Lai veiktu analīzi, jums būs jāizņem daļa gļotādas no mutes.
Grūtniecība
Pētījumi liecina, ka grūtniecēm mūsdienās var būt paaugstināta tendence veidot asins recekļus. Tas var izraisīt spontānu abortu vai augļa infekciju.
Kad gēns sāk mutēt mātes organismā grūtniecības laikā, tas 100% gadījumu izraisa bērna nāvi. Šajā gadījumā, lai novērstu šīs patoloģijas izpausmi, vispirms būs jāpārbauda tēvs.
Tieši šie testi palīdz prognozēt grūtniecības gaitu un veic pasākumus, ja ir iespējamas noteiktu patoloģiju izpausmes. Ja patoloģijas risks ir augsts, tad ieņemšanas process var tikt pārcelts uz citu datumu, kura laikā gaidāmā bērna tēvam vai mātei jāveic kompleksa ārstēšana.
Notiek ielāde...