Cytokiner i immunologi. Cytokiner: generell informasjon Cytokiner inkluderer

OG immunregulering, som skilles ut av ikke-endokrine celler (hovedsakelig immune) og har en lokal effekt på nabomålceller.

Cytokiner regulerer intercellulære og intersysteminteraksjoner, bestemmer celleoverlevelse, stimulering eller undertrykkelse av deres vekst, differensiering, funksjonell aktivitet og apoptose, og sikrer også koordinering av virkningen av immun-, endokrine- og nervesystemene på cellenivå under normale forhold og i respons på patologiske påvirkninger.

Et viktig trekk ved cytokiner, som skiller dem fra andre bioligander, er at de ikke produseres "i reserve", ikke deponeres, ikke sirkulerer lenge i sirkulasjonssystemet, men produseres "on demand", lever en kort tid og har en lokal effekt på de nærmeste cellene.-mål.

Cytokiner dannes sammen med cellene som produserer dem "mikroendokrine system" , som sikrer samspillet mellom celler i immunsystemet, hematopoietiske, nerve- og endokrine systemer. Figurativt kan man si at ved hjelp av cytokiner kommuniserer immunsystemets celler med hverandre og med resten av kroppens celler, og overfører kommandoer fra cytokinproduserende celler for å endre tilstanden til målcellene. Og fra dette synspunktet kan cytokiner kalles for immunsystemet "cytotransmittere", "cytotransmittere" eller "cytomodulatorer" i analogi med nevrotransmittere, nevrotransmittere og nevromodulatorer av nervesystemet.

Begrepet "cytokiner" ble foreslått av S. Cohen i 1974.

Cytokiner sammen med vekstfaktorer referere til histohormoner (vevshormoner) .

Funksjoner av cytokiner

1. Pro-inflammatorisk, dvs. som bidrar til den inflammatoriske prosessen.

2. Anti-inflammatorisk, dvs. hemmer den inflammatoriske prosessen.

3. Vekst.

4. Differensiering.

5. Regulering.

6. Aktiverer.

Typer cytokiner

1. Interleukiner (IL) og tumornekrosefaktor (TNF)
2. Interferoner.
3. Små cytokiner.
4. Kolonistimulerende faktorer (CSF).

Funksjonell klassifisering av cytokiner

1. Pro-inflammatorisk, gir mobilisering av den inflammatoriske responsen (interleukiner 1,2,6,8, TNFα, interferon y).
2. Anti-inflammatorisk, begrenser utviklingen av betennelse (interleukiner 4,10, TGFβ).
3. Regulatorer av cellulær og humoral immunitet (naturlig eller spesifikk), som har sine egne effektorfunksjoner (antiviral, cytotoksisk).

Virkningsmekanismen til cytokiner

Cytokiner skilles ut av en aktivert cytokinproduserende celle og samhandler med reseptorer på målceller ved siden av den. Dermed overføres et signal fra en celle til en annen i form av et peptidkontrollstoff (cytokin), som utløser ytterligere biokjemiske reaksjoner i den. Det er lett å se at cytokiner i sin virkningsmekanisme er veldig like nevromodulatorer, men bare de utskilles ikke av nerveceller, men immun og noen andre.

Cytokiner er aktive i svært lave konsentrasjoner, deres dannelse og sekresjon er forbigående og sterkt regulert.
Mer enn 30 cytokiner var kjent i 1995, og mer enn 200 i 2010.

Cytokiner har ikke en streng spesialisering: den samme prosessen kan stimuleres i målcellen av forskjellige cytokiner. I mange tilfeller observeres synergisme i handlingene til cytokiner, dvs. gjensidig forsterkning. Cytokiner har ikke antigen spesifisitet. Derfor er den spesifikke diagnosen av smittsomme, autoimmune og allergiske sykdommer ved å bestemme nivået av cytokiner ikke mulig. Men i medisin gir bestemmelsen av deres konsentrasjon i blodet informasjon om den funksjonelle aktiviteten til ulike typer immunkompetente celler; om alvorlighetsgraden av den inflammatoriske prosessen, dens overgang til systemisk nivå og prognosen for sykdommen.
Cytokiner virker på cellene ved å binde seg til deres overflatereseptorer. Bindingen av cytokinet til reseptoren fører gjennom en rekke mellomtrinn til aktivering av de tilsvarende genene. Målcellenes følsomhet for virkningen av cytokiner varierer avhengig av antall cytokinreseptorer på overflaten. Tiden for cytokinsyntese er som regel kort: den begrensende faktoren er ustabiliteten til mRNA-molekyler. Noen cytokiner (f.eks. vekstfaktorer) produseres spontant, men de fleste cytokiner utskilles indusert.

Syntese av cytokiner induseres, oftest, av mikrobielle komponenter og produkter (for eksempel bakteriell endotoksin). I tillegg kan ett cytokin tjene som en induktor for syntese av andre cytokiner. For eksempel induserer interleukin-1 produksjonen av interleukin-6, -8, -12, som sikrer kaskadenaturen til cytokinkontroll. De biologiske effektene av cytokiner er preget av polyfunksjonalitet, eller pleiotropi. Dette betyr at det samme cytokinet viser flerveis biologisk aktivitet, og samtidig kan forskjellige cytokiner utføre samme funksjon. Dette gir en sikkerhetsmargin og pålitelighet for cytokinkjemoreguleringssystemet. Med en felles effekt på celler kan cytokiner fungere som synergister, og som antagonister.

Cytokiner er regulatoriske peptider produsert av kroppsceller. En så bred definisjon er uunngåelig på grunn av heterogeniteten til cytokiner, men krever ytterligere avklaring. For det første inkluderer cytokiner enkle polypeptider, mer komplekse molekyler med interne disulfidbindinger og proteiner som består av to eller flere identiske eller forskjellige underenheter med en molekylvekt på 5 til 50 kDa. For det andre er cytokiner endogene mediatorer som kan syntetiseres av nesten alle kjerneholdige celler i kroppen, og genene til noen cytokiner uttrykkes i alle celler i kroppen uten unntak.
Cytokinsystemet inkluderer for tiden ca. 200 individuelle polypeptidsubstanser. Alle av dem har en rekke vanlige biokjemiske og funksjonelle egenskaper, blant hvilke følgende anses som de viktigste: pleiotropi og utskiftbarhet av biologisk virkning, mangel på antigen spesifisitet, signaloverføring gjennom interaksjon med spesifikke cellereseptorer og dannelse av et cytokin Nettverk. I denne forbindelse kan cytokiner isoleres i et nytt uavhengig system for regulering av kroppsfunksjoner, som eksisterer sammen med nervøs og hormonell regulering.
Tilsynelatende utviklet dannelsen av cytokinreguleringssystemet seg sammen med utviklingen av flercellede organismer og skyldtes behovet for å danne mediatorer av intercellulær interaksjon, som kan inkludere hormoner, nevropeptider og adhesjonsmolekyler. I denne forbindelse er cytokiner det mest universelle reguleringssystemet, siden de er i stand til å vise biologisk aktivitet både eksternt etter sekresjon fra produsentcellen (lokalt og systemisk) og under intercellulær kontakt, og er biologisk aktive i form av en membranform. Dette cytokinsystemet skiller seg fra adhesjonsmolekyler, som kun utfører smalere funksjoner med direkte cellekontakt. Samtidig skiller cytokinsystemet seg fra hormoner, som hovedsakelig syntetiseres av spesialiserte organer og virker etter å ha kommet inn i sirkulasjonssystemet.
Cytokiner har pleiotropiske biologiske effekter på ulike celletyper, og deltar hovedsakelig i dannelsen og reguleringen av kroppens forsvarsresponser. Beskyttelse på lokalt nivå utvikles gjennom dannelsen av en typisk inflammatorisk respons etter interaksjon av patogener med mønstergjenkjenningsreseptorer (membran Toll-reseptorer) med påfølgende syntese av såkalte pro-inflammatoriske cytokiner. Syntetisert i fokus for betennelse påvirker cytokiner nesten alle celler som er involvert i utviklingen av betennelse, inkludert granulocytter, makrofager, fibroblaster, endotel- og epitelceller, og deretter på T- og B-lymfocytter.

Innenfor immunsystemet formidler cytokiner forholdet mellom uspesifikke forsvarsresponser og spesifikk immunitet, og virker i begge retninger. Et eksempel på cytokinregulering av spesifikk immunitet er differensiering og opprettholdelse av balanse mellom T-lymfocytter, hjelpere av 1. og 2. type. Ved svikt i lokale forsvarsreaksjoner kommer cytokiner inn i sirkulasjonen, og deres handling manifesteres på systemisk nivå, noe som fører til utvikling av en akutt faserespons på organismenivå. Samtidig påvirker cytokiner nesten alle organer og systemer som er involvert i reguleringen av homeostase. Virkningen av cytokiner på CNS fører til en endring i hele komplekset av atferdsreaksjoner, syntesen av de fleste hormoner, akuttfaseproteiner i leveren, uttrykket av gener for vekst og differensieringsfaktorer, og den ioniske sammensetningen av plasmaendringen. . Imidlertid er ingen av endringene som skjer tilfeldige: alle er enten nødvendige for direkte aktivering av forsvarsreaksjoner, eller er gunstige når det gjelder å bytte energistrømmer for bare én oppgave - kampen mot et invaderende patogen. På kroppsnivå kommuniserer cytokiner mellom immun-, nerve-, endokrine, hematopoietiske og andre systemer og tjener til å involvere dem i organiseringen og reguleringen av en enkelt beskyttende reaksjon. Cytokiner fungerer bare som det organiserende systemet som danner og regulerer hele komplekset av patofysiologiske endringer under introduksjonen av patogener.
De siste årene har det blitt klart at den regulerende rollen til cytokiner i kroppen ikke er begrenset til immunresponsen og kan deles inn i fire hovedkomponenter:
Regulering av embryogenese, legging og utvikling av en rekke organer, inkludert organer i immunsystemet.
Regulering av visse normale fysiologiske funksjoner, for eksempel normal hematopoiesis.
Regulering av beskyttende reaksjoner av kroppen på lokalt og systemisk nivå.
Regulering av regenereringsprosesser for å gjenopprette skadet vev.
Cytokiner inkluderer interferoner, kolonistimulerende faktorer (CSF), kjemokiner, transformerende vekstfaktorer; tumor nekrose faktor; interleukiner med etablerte historiske serienummer og noen andre. Interleukiner med serienummer som starter fra 1 tilhører ikke én undergruppe av cytokiner assosiert med en felles funksjon. De kan på sin side deles inn i pro-inflammatoriske cytokiner, vekst- og differensieringsfaktorer til lymfocytter og individuelle regulatoriske cytokiner. Navnet "interleukin" tildeles en nyoppdaget mediator hvis følgende kriterier utviklet av nomenklaturkomiteen til International Union of Immunological Societies er oppfylt: molekylær kloning og ekspresjon av genet til faktoren som studeres, tilstedeværelsen av et unikt nukleotid og aminosyresekvens som tilsvarer den, oppnår nøytraliserende monoklonale antistoffer. I tillegg må det nye molekylet produseres av celler i immunsystemet (lymfocytter, monocytter eller andre typer leukocytter), ha en viktig biologisk funksjon i reguleringen av immunresponsen, og tilleggsfunksjoner som det ikke kan gis på grunn av. et funksjonelt navn. Til slutt bør de listede egenskapene til det nye interleukinet publiseres i en fagfellevurdert vitenskapelig publikasjon.
Klassifiseringen av cytokiner kan utføres i henhold til deres biokjemiske og biologiske egenskaper, så vel som i henhold til typene reseptorer gjennom hvilke cytokiner utfører sine biologiske funksjoner. Klassifiseringen av cytokiner etter struktur (tabell 1) tar ikke bare hensyn til aminosyresekvensen, men først og fremst den tertiære strukturen til proteinet, som mer nøyaktig gjenspeiler den evolusjonære opprinnelsen til molekyler.

Cytokinbehandling, hva er det og hvor mye koster det? En metode for onkoimmunologi eller cytokinterapi, en metode basert på bruk av proteiner (cytokiner) reprodusert av menneskekroppen selv som respons (cytotoksiner) på nye patologiske prosesser (virus av ulik opprinnelse, unormale celler, bakterier og antigener, mitogener, etc. .).

Historien om fremveksten av cytokinterapi

Denne metoden for kreftbehandling har vært brukt i medisin i lang tid. I Amerika og europeiske land på 80-tallet. sette i praksis bruken av proteinet kakektin () ekstrahert fra det rekombinante proteinet. Samtidig ble bruken bare tillatt når det var mulig å isolere organet fra det generelle blodstrømssystemet. Virkningen av denne typen protein gjennom hjerte-lunge-apparatet utvidet seg utelukkende til det berørte organet, på grunn av den høye toksisiteten til dets virkning. I moderne tid har toksisiteten til legemidler basert på cytokiner blitt redusert hundre ganger. Studier av metoden for cytokinterapi er beskrevet i de vitenskapelige verkene til S.A. Ketlinsky og A.S. Simbirtsev.

Ledende klinikker i Israel

Hva er funksjonene til cytokiner?

Typer interaksjon av cytokiner er en hel prosess med forskjellige funksjoner. Ved bruk av cytokinterapi skjer følgende:

• Lansering av reaksjonen til kroppens immunsystem til de destruktive handlingene til den patogene prosessen, gjennom frigjøring av antistoffer - cytotoksiner);
• Overvåke arbeidet med de beskyttende egenskapene til kroppen og cellene som bekjemper sykdommen;
• Restarte celler fra unormale til sunne;
• Stabilisering av den generelle tilstanden til kroppen;
• Deltakelse i allergiske prosesser;
• Redusere volumet av svulsten eller dens ødeleggelse;
• provosere eller hemme cellevekst og cytokinese;
• Forebygging av tilbakefall av tumordannelse;
• Opprettelse av et "cytokinnettverk";
• Korrigering av immun- og cytokinubalanse.

Varianter av cytokinproteiner

Basert på metodene for å studere cytokiner, ble det avslørt at produksjonen av disse proteinene er en av kroppens primære reaksjoner som svar på patologiske prosesser. Utseendet deres er fikset i løpet av de første timene og dagene fra trusselperioden. Til dags dato er det omtrent to hundre varianter av cytokiner. Disse inkluderer:

• Interferoner (IFN) - antivirale regulatorer;
• Interleukiner (IL1, IL18) deres biologiske funksjoner, gir en stabiliserende interaksjon av immunsystemet med andre systemer i kroppen;
  Noen av dem inneholder ulike derivater som cytokininer;
• Interleukin12, bidrar til å stimulere vekst og differensiering av T-lymfocytter (Th1);
• Tumornekrosefaktorer - thymosin alfa1 (TNF), som regulerer effekten av giftstoffer på celler;
• Kjemokiner som kontrollerer bevegelsen av alle typer leukocytter;
• Vekstfaktorer, som er ansvarlig for prosessen med å kontrollere cellevekst;
• Kolonistimulerende faktorer som er ansvarlige for hematopoietiske celler.

De mest kjente og effektive i deres virkning er 2 grupper: alfa-interferoner (reaferon, intron og andre) og interleukiner eller cytokiner (IL-2). Denne gruppen av legemidler er effektiv i behandlingen av nyrekreft og hudkreft.

Hvilke sykdommer behandles med cytokinterapi?

Nesten femti typer sykdommer av ulik opprinnelse reagerer til en viss grad på cytokinbehandlingsprosedyren. Bruk av cytokiner som en del av kompleks terapi har en nesten fullstendig helbredende effekt på 10-30 prosent av pasientene, nesten 90 prosent av pasientene opplever en delvis positiv effekt. Den gunstige effekten av cytokinterapi er tilgjengelig med samtidig utførelse av kjemisk terapi. Hvis en uke før start av kjemoterapi startes et kurs med cytokinbehandling, vil dette forhindre anemi, leukopeni, nøytropeni, trombocytopeni og andre negative konsekvenser.

Sykdommer som kan behandles med cytokiner inkluderer:

• Onkologiske prosesser, opp til det fjerde utviklingsstadiet;
• Hepatitt B og C av viral opprinnelse;
• Ulike typer melanomer;
• Kondylomer er spisse;
• Multippel hemorragisk sarkomatose () med HIV-infeksjon;
• humant immunsviktvirus (HIV) og ervervet immunsviktsyndrom (AIDS);
• Akutt respiratorisk virusinfeksjon (ARVI), influensavirus, bakterielle infeksjoner;
• lungetuberkulose;
• Herpesvirus i form av helvetesild;
• schizofren sykdom;
• multippel sklerose (MS);
• Sykdommer i det genitourinære systemet hos kvinner (cervical erosjon, vaginitis, dysbacteriosis prosesser i skjeden);
• Bakterielle infeksjoner i slimhinnene;
• Anemi;
• Coxarthrosis i hofteleddet. I dette tilfellet utføres behandlingen med cytokinet ortokin / regenokin.

Etter å ha gjennomgått prosedyren for cytokinterapi, begynner utviklingen av immunitet hos pasienter.

Medisiner for cytokinbehandling

Cytokiner ble utviklet i den russiske føderasjonen tidlig i 1991. Den første russiskproduserte medisinen ble kalt Refnot, som har en antitumormekanisme. Etter å ha utført tre faser av testing i 2009, ble dette stoffet introdusert i produksjon og begynte å bli brukt til å behandle kreft av forskjellige etiologier. Den er basert på tumornekrosefaktor. For å avsløre dynamikken i behandlingen, anbefales det å ta fra ett til to terapikurs. Ofte lurer lesere på Refnots handling og hva som er sant og usant i handlingen hans?

Sammenlignet med andre medisiner er fordelene anerkjent:

• Reduksjon av toksisitet med hundre ganger;
• Påvirkning direkte på kreftceller;
• Aktivering av endotelceller og lymfocytter, som bidrar til utryddelse av svulsten;
• Redusert blodtilførsel til formasjonen;
• Forebygging av deling av tumorceller;
• En økning i antiviral aktivitet med nesten tusen ganger;
• Øke effekten av kjemisk terapi;
• Stimulering av arbeidet til friske celler og celler som kjemper mot svulsten (det er en frigjøring av cellegift);
• Betydelig reduksjon i sannsynligheten for tilbakefall;
• Enkelt tolerert av pasienter av behandlingsprosedyren og fravær av bivirkninger;
• Forbedring av pasientens generelle tilstand.

Et annet effektivt immunonkologisk legemiddel i cytokinterapi er Ingaron, som ble utviklet på grunnlag av legemidlet gamma-interferon. Virkningen av denne medisinen er rettet mot å blokkere produksjonen av proteiner, samt DNA og RNA av viral opprinnelse. Legemidlet ble registrert i begynnelsen av 2005 og brukes til å behandle følgende sykdommer:

• Hepatitt B og C;
• HIV og AIDS;
• lungetuberkulose;
• HPV (humant papillomavirus);
• Urogenital klamydia;
• Onkologiske sykdommer.

Effekten av Ingaron er som følger:

I følge bruksanvisningen er ingaron indisert som en forebygging av komplikasjoner som oppstår ved kronisk granulomatose, så vel som ved behandling av akutte luftveisvirusinfeksjoner (brukes til behandling av slimhinner). I tilfelle av en svulst lar denne medisinen deg aktivere reseptorene på kreftcellene, noe som hjelper Refnot å påvirke nekrosen deres. Fra dette synspunktet anbefales bruk av to legemidler sammen i cytokinbehandling. Den viktigste fordelen med den kombinerte bruken av ingaron og refnot er det faktum at de er praktisk talt ikke-giftige, ikke skader den hematopoietiske funksjonen, men samtidig aktiverer de immunsystemet fullt ut for å bekjempe kreft.

Ifølge studier er kombinasjonen av disse to stoffene effektiv ved sykdommer som:

• Formasjoner som oppstår i nervesystemet;
• lungekreft;
• Onkologiske prosesser i nakke og hode;
• Karsinom i magen, bukspyttkjertelen og tykktarmen;
• Prostatakreft;
• Formasjoner i blæren;
• beinkreft;
• En svulst i kvinnelige organer;
• Leukemi.

Behandlingsperioden for de ovennevnte prosessene gjennom cytokinterapi er omtrent tjue dager. Disse stoffene brukes som injeksjoner - ti hetteglass er nødvendig per kurs, som vanligvis utstedes på resept. I følge vitenskapelig forskning er hemmere av cytokiner - anticytokinmedisiner anerkjent som lovende. Disse inkluderer slike legemidler som: Ember, Infliximab, Anakinra (en interleukinreseptorblokker), Simulect (en spesifikk IL2-reseptorantagonist) og en rekke andre.

Ikke kast bort tiden på å lete nytteløst etter unøyaktige priser for kreftbehandling

* Kun under forutsetning av å innhente data om pasientens sykdom, vil klinikkrepresentanten kunne beregne nøyaktig pris for behandlingen.

Typer bivirkninger av cytokinbehandling

Bruk av immunonkologiske legemidler som ingaron og refnot kan føre til følgende negative effekter:

• Hypertermi to eller tre grader. Rundt ti prosent av pasientene møter dette. Vanligvis oppstår en økning i kroppstemperatur etter fire eller seks timer etter administrering av stoffet. For å få ned feberen anbefales det å ta aspirin, ibuprofen, paracetamol eller antibiotika;
• Smerter og rødhet på injeksjonsstedet. I denne forbindelse, i løpet av behandlingen, er det nødvendig å administrere stoffet på forskjellige steder. Den inflammatoriske prosessen kan fjernes ved å ta ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler og påføre et jodnett til det betente området;
• I tilfelle av en stor svulst, er forgiftning av kroppen med elementer av dens forfall ikke utelukket. I dette tilfellet forsinkes bruken av cytokinterapi (fra 1 til 3 dager) til pasientens tilstand går tilbake til normalen.

Etter å ha fullført behandlingsforløpet, må pasienten gjenta diagnosen ved å bruke slike undersøkelsesmetoder som: magnetisk resonanstomografi (MRI), positronemisjonstomografi (PET), computertomografi (CT), ultralyd og en test for tumormarkører.

Oppmerksomhet: utføres umiddelbart etter fullføring av cytokinterapiprosedyren, kan det gi et høyt nivå av indikatorer, på grunn av nedbrytning av svulsten under behandling.

Til tross for at cytokinbehandling generelt er en ufarlig behandlingsmetode, er det en viss kategori mennesker som denne behandlingsmetoden er kontraindisert for. Blant dem skiller seg ut:

• Kvinner "i posisjon";
• ammingsperiode;
• Individuell intoleranse mot rusmidler (som sjelden ble observert);
• Sykdommer av autoimmun natur.

Det skal bemerkes at de fleste svulster er følsomme for cytokinterapi, men en slik patologi som (som et resultat av veksten av Ashkenazi-Hürthle-celler) er ikke blant de onkologiske sykdommene som kan behandles med cytokiner. Dette skyldes det faktum at medisiner som inneholder interferon påvirker vevet og funksjonen til skjoldbruskkjertelen, noe som kan føre til ødeleggelse av cellene.

Effektiviteten av cytokinterapi

En analyse av behandlingen av pasienter ved bruk av metoden under vurdering viser at dens effektivitet først og fremst skyldes graden av følsomhet av onkologisk dannelse til cytokinelementer og avhenger av klassifiseringen av svulsten. Ved absolutt følsomhet for effekten på svulsten, er regresjonen av sykdommen praktisk talt garantert (desintegrasjon av svulsten og bli kvitt metastaser). I dette scenariet, etter to eller 4 uker, må pasienten gjennomgå ytterligere 1 kur med cytokinterapi.

Hvis cytokinreaksjonen på stoffet er moderat, er det mulig å oppnå en reduksjon i størrelsen på svulsten og en reduksjon i metastaser - faktisk skjer regresjon delvis. Dette utelukker imidlertid ikke behovet for et nytt kurs.

Når kreftceller viser motstand mot behandling, er effekten av cytokinbehandling å stabilisere prosessen med kreftutvikling. I praksis gjorde dette det mulig å oppnå transformasjon av ondartede celler til godartede.

Ifølge statistikk, i omtrent tjue prosent av pasientene, fortsetter formasjoner etter slik terapi å vise vekst.
I dette tilfellet er en kombinasjon av cytokinbehandling med kjemisk eller strålebehandling indisert.

Det er bemerkelsesverdig: Kjemoterapi utført i kombinasjon med cytokinterapi har ikke så alvorlige bivirkninger og er mer effektiv.

Hvor mye koster cytokinbehandling?

Som vurderingene viser, er en av de anerkjente spesialiserte klinikkene som tilbyr tjenester for behandling ved bruk av cytokinterapi, lokalisert i Moskva - Senter for onkoimmunologi og cytokinterapi (har en avdeling i Novosibirsk). Kostnaden for behandling avhenger av type sykdom og type medikament.

Til referanse: Kjent for sin forskning og terapi av pasienter med immunavhengige patologier er "SSC Institute of Immunology" ved Federal Medical and Biological Agency of Russia, klinikker i St. Petersburg, Jekaterinburg, Ufa, Kazan, Krasnodar og Rostov-on- Don.

Du kan kjøpe medisiner i Moskva. Prisene ser slik ut: den gjennomsnittlige kostnaden for 5 flasker Refnot i en dose på 100 000 IE er fra 10 til 14 tusen rubler, 5 flasker Ingaron i en dose på 500 000 IE - fra 5 tusen rubler, Interleukin-2 - i region på 5 500 tusen rubler, Erytropoietin - i området 11 000 rubler.

Introduksjon.

1. Generelle egenskaper og klassifisering av cytokiner.

1.1. Virkningsmekanismer.

1.2 Egenskaper til cytokiner.

1.3 Cytokines rolle i reguleringen av kroppens fysiologiske funksjoner.

2. Spesielle studier av cytokiner.

2.1 Betydningen av cytokiner i patogenesen av inflammatoriske sykdommer i tykktarmen hos barn.

2.2 Rollen til nitrogenoksid og cytokiner i utviklingen av akutt lungeskadesyndrom.

3. Metoder for å bestemme cytokiner

3.1 Bestemmelse av biologisk aktivitet til cytokiner

3.2 Kvantifisering av cytokiner ved bruk av antistoffer

3.3 Bestemmelse av cytokiner ved enzymimmunoassay.

3.3.1 Tumornekrosefaktor-alfa.

3.3.2 Interferon gamma.

3.3.3 Interleukin-4

3.3.4 Interleukin-8

3.3.5 Interleukin-1 reseptorantagonist.

3.3.6 Alfa-interferon.

3.3.7 Antistoffer mot alfa-IFN.

4. Immunotropiske legemidler basert på cytokiner.

Liste over brukt litteratur.

Konklusjon.

Introduksjon.

Det har gått lite tid siden beskrivelsen av de første cytokinene. Imidlertid førte studien deres til tildeling av en omfattende del av kunnskap - cytokinologi, som er en integrert del av ulike kunnskapsfelt og først av alt immunologi, som ga en kraftig impuls til studiet av disse mediatorene. Cytokinologi gjennomsyrer alle kliniske disipliner, alt fra etiologi og patogenesen av sykdommer til forebygging og behandling av ulike patologiske tilstander. Derfor må forskere og klinikere navigere i mangfoldet av regulatoriske molekyler og ha en klar forståelse av rollen til hver av cytokinene i prosessene som studeres. Alle celler i immunsystemet har visse funksjoner og fungerer i en godt koordinert interaksjon, som leveres av spesielle biologisk aktive stoffer - cytokiner - regulatorer av immunresponser. Cytokiner kalles spesifikke proteiner, ved hjelp av hvilke ulike celler i immunsystemet kan utveksle informasjon med hverandre og koordinere handlinger. Settet og mengden av cytokiner som virker på celleoverflatereseptorer - "cytokinmiljøet" - representerer en matrise av interagerende og hyppig skiftende signaler. Disse signalene er komplekse på grunn av det store utvalget av cytokinreseptorer og fordi hvert cytokin kan aktivere eller hemme flere prosesser, inkludert sin egen syntese og syntesen av andre cytokiner, samt dannelsen og utseendet av cytokinreseptorer på celleoverflaten. Målet med vårt arbeid er å studere cytakiner, deres funksjoner og egenskaper, samt deres mulige anvendelse i medisin. Cytokiner er små proteiner (molekylvekt fra 8 til 80 kDa) som virker autokrine (dvs. på cellen som produserer dem) eller parakrine (på celler i nærheten). Dannelsen og frigjøringen av disse svært aktive molekylene er forbigående og tett regulert.

Litteraturanmeldelse.

Generelle egenskaper og klassifisering av cytokiner.

Cytokiner er en gruppe polypeptidformidlere av intercellulære interaksjoner, som hovedsakelig er involvert i dannelsen og reguleringen av kroppens forsvarsresponser på introduksjon av patogener og forstyrrelse av vevsintegritet, samt i reguleringen av en rekke normale fysiologiske funksjoner. Cytokiner kan isoleres til et nytt uavhengig reguleringssystem som eksisterer sammen med nerve- og endokrine systemer for å opprettholde homeostase, og alle tre systemene er nært sammenkoblet og avhengig av hverandre. I løpet av de siste to tiårene har genene til de fleste cytokiner blitt klonet og det er oppnådd rekombinante analoger som fullstendig gjentar de biologiske egenskapene til naturlige molekyler. Nå er mer enn 200 individuelle stoffer som tilhører familien av cytokiner kjent. Historien om studiet av cytokiner begynte på 1940-tallet. Det var da de første effektene av kakektin ble beskrevet - en faktor som er tilstede i blodserumet og som kan forårsake kakeksi eller vekttap. Deretter ble denne mediatoren isolert og vist å være identisk med tumornekrosefaktor (TNF). På den tiden fortsatte studiet av cytokiner på prinsippet om å oppdage en hvilken som helst biologisk effekt, som fungerte som utgangspunktet for navnet på den tilsvarende mediatoren. Så på 50-tallet kalte de interferon (IFN) på grunn av evnen til å forstyrre eller øke motstanden under gjentatt virusinfeksjon. Interleukin-1 (IL-1) ble også opprinnelig kalt et endogent pyrogen, i motsetning til bakterielle lipopolysakkarider, som ble ansett som eksogene pyrogener. Det neste trinnet i studiet av cytokiner, som dateres tilbake til 60-70 år, er assosiert med rensing av naturlige molekyler og en omfattende karakterisering av deres biologiske virkning. På dette tidspunktet, oppdagelsen av T-cellevekstfaktor, nå kjent som IL-2, og en rekke andre molekyler som stimulerer veksten og funksjonell aktivitet til T-, B-lymfocytter og andre typer leukocytter. I 1979 ble begrepet "interleukiner" foreslått for å betegne og systematisere dem, det vil si mediatorer som kommuniserer mellom leukocytter. Imidlertid ble det snart klart at de biologiske effektene av cytokiner strekker seg langt utover immunsystemet, og derfor ble det tidligere foreslåtte uttrykket "cytokiner", som har overlevd til i dag, mer akseptabelt. En revolusjonerende vending i studiet av cytokiner skjedde på begynnelsen av 80-tallet etter kloning av interferongener fra mus og mennesker og produksjon av rekombinante molekyler som fullstendig gjentok de biologiske egenskapene til naturlige cytokiner. Etter dette var det mulig å klone gener og andre mediatorer fra denne familien. En viktig milepæl i historien til cytokiner var klinisk bruk av rekombinante interferoner og spesielt rekombinant IL-2 for behandling av kreft. 1990-tallet ble preget av oppdagelsen av underenhetsstrukturen til cytokinreseptorer og dannelsen av konseptet "cytokinnettverk", og begynnelsen av det 21. århundre ble preget av oppdagelsen av mange nye cytokiner ved genetisk analyse. Cytokiner inkluderer interferoner, kolonistimulerende faktorer (CSF), kjemokiner, transformerende vekstfaktorer; tumor nekrose faktor; interleukiner med etablerte historiske serienumre og noen andre endogene mediatorer. Interleukiner med serienummer som starter fra 1 tilhører ikke én undergruppe av cytokiner assosiert med en felles funksjon. De kan på sin side deles inn i pro-inflammatoriske cytokiner, vekst- og differensieringsfaktorer til lymfocytter og individuelle regulatoriske cytokiner. Navnet "interleukin" tildeles en nyoppdaget mediator hvis følgende kriterier utviklet av nomenklaturkomiteen til International Union of Immunological Societies er oppfylt: molekylær kloning og ekspresjon av genet til den studerte faktoren, tilstedeværelsen av et unikt nukleotid og aminosyresekvens som tilsvarer den, oppnå nøytraliserende monoklonale antistoffer. I tillegg må det nye molekylet produseres av celler i immunsystemet (lymfocytter, monocytter eller andre typer leukocytter), ha en viktig biologisk funksjon i reguleringen av immunresponsen, og tilleggsfunksjoner som det ikke kan gis på grunn av. et funksjonelt navn. Til slutt bør de listede egenskapene til det nye interleukinet publiseres i en fagfellevurdert vitenskapelig publikasjon. Klassifiseringen av cytokiner kan utføres i henhold til deres biokjemiske og biologiske egenskaper, så vel som i henhold til typene reseptorer gjennom hvilke cytokiner utfører sine biologiske funksjoner. Klassifiseringen av cytokiner etter struktur (tabell 1) tar ikke bare hensyn til aminosyresekvensen, men først og fremst den tertiære strukturen til proteinet, som mer nøyaktig gjenspeiler den evolusjonære opprinnelsen til molekylene.

Tabell 1. Klassifisering av cytokiner etter struktur.

Genkloning og analyse av strukturen til cytokinreseptorer viste at, akkurat som selve cytokinene, kan disse molekylene deles inn i flere typer i henhold til likheten mellom aminosyresekvenser og organiseringen av ekstracellulære domener (tabell 2). En av de største familiene av cytokinreseptorer kalles hematopoietinreseptorfamilien eller type I cytokinreseptorfamilien. Et trekk ved strukturen til denne gruppen av reseptorer er tilstedeværelsen av 4 cysteiner i molekylet og aminosyresekvensen Trp-Ser-X-Trp-Ser (WSXWS), lokalisert i kort avstand fra cellemembranen. Klasse II cytokinreseptorer interagerer med interferoner og IL-10. Begge de første reseptortypene har homologi med hverandre. Følgende grupper av reseptorer gir interaksjon med cytokiner fra tumornekrosefaktorfamilien og IL-1-familien. For tiden er mer enn 20 forskjellige kjemokinreseptorer kjent for å samhandle med varierende grad av affinitet med en eller flere ligander av kjemokinfamilien. Kjemokinreseptorer tilhører superfamilien av rhodopsinreseptorer, har 7 transmembrane domener og signaliserer gjennom G-proteiner.

Tabell 2. Klassifisering av cytokinreseptorer.

Mange cytokinreseptorer består av 2-3 underenheter kodet av forskjellige gener og uttrykt uavhengig. I dette tilfellet krever dannelsen av en høyaffinitetsreseptor samtidig interaksjon av alle underenheter. Et eksempel på en slik organisering av cytokinreseptorer er strukturen til IL-2-reseptorkomplekset. Overraskende var oppdagelsen av det faktum at visse underenheter av IL-2-reseptorkomplekset er felles for IL-2 og noen andre cytokiner. Dermed er β-kjeden samtidig en komponent av reseptoren for IL-15, og y-kjeden fungerer som en felles underenhet av reseptorer for IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 og IL-21. Dette betyr at alle de nevnte cytokinene, hvis reseptorer også består av 2-3 individuelle polypeptider, bruker y-kjeden som en komponent av sine reseptorer, dessuten komponenten som er ansvarlig for signaloverføring. I alle tilfeller er spesifisiteten til interaksjonen for hvert cytokin gitt av andre underenheter som er forskjellige i struktur. Blant cytokinreseptorer er det 2 mer vanlige reseptorunderenheter som leder et signal etter interaksjon med forskjellige cytokiner. Dette er en vanlig βc (gp140) reseptor underenhet for IL-3, IL-5 og GM-CSF reseptorer, samt en gp130 reseptor underenhet som deles av medlemmer av IL-6 familien. Tilstedeværelsen av en felles signalsubenhet i cytokinreseptorer fungerer som en av tilnærmingene for deres klassifisering, siden den lar en finne fellesskap både i strukturen til ligander og i biologiske effekter.

Tabell 3 viser en kombinert strukturell og funksjonell klassifisering, hvor alle cytokiner er delt inn i grupper, først og fremst tatt i betraktning deres biologiske aktivitet, samt de ovennevnte strukturelle trekk ved cytokinmolekyler og deres reseptorer.

Tabell 3. Strukturell og funksjonell klassifisering av cytokiner.

	Familier av cytokiner	Undergrupper og ligander	Grunnleggende biologiske funksjoner
	Type I interferoner	IFN a, b, d, k, w, t, IL-28, IL-29 (IFN 1)	Antiviral aktivitet, antiproliferativ, immunmodulerende virkning
	Hematopoetiske cellevekstfaktorer	Stamcellefaktor (kit-ligand, stålfaktor), Flt-3 ligand, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11 gp140 ligander: IL-3, IL-5, GM-CSF	Stimulering av spredning og differensiering av ulike typer stamceller i benmargen, aktivering av hematopoiesis Erytropoietin, trombopoietin
	Superfamilie av interleukin-1 og FGF	FRF familie: Sur FGF, basisk FGF, FRF3 - FRF23 IL-1-familie (F1-11): IL-1α, IL-1β, IL-1-reseptorantagonist, IL-18, IL-33, etc.	Aktivering av spredning av fibroblaster og epitelceller Pro-inflammatorisk virkning, aktivering av spesifikk immunitet
	Tumornekrosefaktorfamilie	TNF, lymfotoksiner α og β, Fas-ligand, etc.	Pro-inflammatorisk effekt, regulering av apoptose og intercellulær interaksjon av immunkompetente celler
	Interleukin-6 familie	gp130 ligander: IL-6, IL-11, IL-31, Onkostatin-M, Cardiotropin-1, Leukemi-hemmende faktor, Ciliær nevrotrofisk faktor	Pro-inflammatorisk og immunregulerende virkning
	Kjemokiner	SS, SHS (IL-8), SH3S, S	Regulering av kjemotaksi av ulike typer leukocytter
	Interleukin-10-familien	IL-10,19,20,22,24,26	Immunsuppressiv virkning
	Interleukin-12 familie		Regulering av differensiering av T-lymfocytter av hjelpere
	Cytokiner av T-hjelperkloner og regulatoriske funksjoner til lymfocytter	T-hjelpere type 1: IL-2, IL-15, IL-21, IFNg T-hjelpere 2 typer: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 Ligander av y-kjeden til IL-2-reseptoren: IL-7 TSLP	Aktivering av cellulær immunitet Aktivering av humoral immunitet, immunmodulerende effekt Stimulering av differensiering, spredning og funksjonelle egenskaper til ulike typer lymfocytter, DC, NK-celler, makrofager, etc.
	Interleukin 17 familie	IL-17A, B, C, D, E, F	Aktivering av syntesen av pro-inflammatoriske cytokiner
	Superfamilie av nervevekstfaktor, blodplatevekstfaktor og transformerende vekstfaktorer	Nervevekstfaktorfamilie: NGF, hjerneavledet nevrotrofisk faktor Blodplateavledede vekstfaktorer (PDGF), angiogene vekstfaktorer (VEGF) TRF familie: TRFb, aktiviner, inhibiner, Nodal, Benmorfogene proteiner, Mullerian-hemmende stoff	Regulering av betennelse, angiogenese, neuronal funksjon, embryonal utvikling og vevsregenerering
	Epidermal vekstfaktorfamilie	ERF, TRFα, etc.
	Familie av insulinlignende vekstfaktorer	IRF-I, IRF-II	Stimulering av spredning av ulike celletyper

Den første gruppen inkluderer type I-interferoner og er den enkleste i organisering, siden alle molekylene som er inkludert i den har en lignende struktur og stort sett de samme funksjonene knyttet til antiviral beskyttelse. Den andre gruppen inkluderte vekst- og differensieringsfaktorer av hematopoietiske celler som stimulerer utviklingen av hematopoietiske stamceller, med utgangspunkt i stamcellen. Denne gruppen inkluderer cytokiner som er snevert spesifikke for individuelle differensieringslinjer for hematopoietiske celler (erytropoietin, trombopoietin og IL-7, som virker på forløperne til TB-lymfocytter), samt cytokiner med et bredere spekter av biologisk aktivitet, som f.eks. IL-3, IL-11, kolonistimulerende faktorer. Som en del av denne gruppen av cytokiner ble gp140-ligander med en felles reseptorunderenhet, samt trombopoietin og erytropoietin, isolert på grunn av likheten i den strukturelle organiseringen av molekylene. Cytokiner fra FGF- og IL-1-superfamiliene har en høy grad av homologi og en lignende proteinstruktur, noe som bekrefter den vanlige opprinnelsen. Når det gjelder manifestasjoner av biologisk aktivitet, skiller FGF seg imidlertid i mange henseender fra agonister av IL-1-familien. Familien av IL-1 molekyler, i tillegg til funksjonelle navn, er for tiden betegnet F1-F11, hvor F1 tilsvarer IL-1α, F2 - IL-1β, F3 - IL-1 reseptorantagonist, F4 - IL-18. De gjenværende medlemmene av familien ble oppdaget som et resultat av genetisk analyse og har en ganske høy homologi med IL-1-molekyler, men deres biologiske funksjoner har ikke blitt fullstendig belyst. Følgende grupper av cytokiner inkluderer IL-6-familiene (ligander av den vanlige reseptorunderenheten gp130), tumornekrosefaktor og kjemokiner, representert av det største antallet individuelle ligander og oppført i sin helhet i deres respektive kapitler. Tumornekrosefaktorfamilien ble hovedsakelig dannet på grunnlag av likheter i strukturen til ligander og deres reseptorer, som består av tre ikke-kovalent bundne identiske underenheter som danner biologisk aktive molekyler. Samtidig, i henhold til deres biologiske egenskaper, inkluderer denne familien cytokiner med ganske forskjellige aktiviteter. For eksempel er TNF et av de mest slående proinflammatoriske cytokinene, Fas-ligand forårsaker apoptose av målceller, og CD40-ligand gir et stimulerende signal under intercellulær interaksjon mellom T- og B-lymfocytter. Slike forskjeller i den biologiske aktiviteten til strukturelt like molekyler bestemmes først og fremst av funksjonene i uttrykket og strukturen til deres reseptorer, for eksempel tilstedeværelsen eller fraværet av et intracellulært "døds"-domene som bestemmer celleapoptose. De siste årene har IL-10- og IL-12-familiene også blitt fylt opp med nye medlemmer som har mottatt serienummer på interleukiner. Dette etterfølges av en svært kompleks gruppe cytokiner, som er mediatorer av den funksjonelle aktiviteten til hjelper-T-lymfocytter. Inkludering i denne gruppen er basert på to hovedprinsipper: 1) tilhørighet til cytokiner syntetisert av Tx1 eller Tx2, som bestemmer utviklingen av en overveiende humoral eller cellulær type immunologiske reaksjoner, 2) tilstedeværelsen av en felles reseptorsubenhet - gammakjeden av IL-2-reseptorkomplekset. Blant liganden i gammakjeden ble IL-4 i tillegg isolert, som også har vanlige reseptorunderenheter med IL-13, som i stor grad bestemmer den delvis overlappende biologiske aktiviteten til disse cytokinene. Tilsvarende isolert IL-7, som har en felles struktur av reseptorer med TSLP. Fordelene med denne klassifiseringen er forbundet med samtidig vurdering av de biologiske og biokjemiske egenskapene til cytokiner. Hensiktsmessigheten av denne tilnærmingen er for tiden bekreftet av oppdagelsen av nye cytokiner ved genetisk analyse av genomet og søket etter strukturelt lignende gener. Takket være denne metoden har familien av type I-interferoner, IL-1, IL-10, IL-12, utvidet seg betydelig, en ny familie av cytokinanaloger av IL-17 har dukket opp, som allerede består av 6 medlemmer. Tilsynelatende, i nær fremtid, vil fremveksten av nye cytokiner skje mye langsommere, siden analysen av det menneskelige genomet er nesten fullført. Endringer er mest sannsynlig mulig på grunn av forfining av varianter av ligand-reseptor-interaksjoner og biologiske egenskaper, noe som vil tillate klassifiseringen av cytokiner å få sin endelige form.

Virkningsmekanismer.

B. Cytokinreseptorer. Cytokiner er hydrofile signalstoffer hvis virkning medieres av spesifikke reseptorer på utsiden av plasmamembranen. Bindingen av cytokiner til reseptoren (1) fører gjennom en rekke mellomtrinn (2-5) til aktivering av transkripsjonen av visse gener (6) Cytokinreseptorer har i seg selv ikke tyrosinkinaseaktivitet (med noen få unntak). . Etter binding til cytokin (1), assosieres reseptormolekylene for å danne homodimerer. I tillegg kan de danne heterodimerer ved assosiasjon med signaltransportørproteiner [BPS (STP)] eller stimulere selve dimeriseringen av BPS (2). Klasse I cytokinreseptorer kan aggregere med tre typer RBP: GP130-proteiner, βc eller γc. Disse tilleggsproteinene er ikke i stand til å binde cytokiner selv, men de utfører signaltransduksjon til tyrosinkinaser (3).

Som et eksempel på signaltransduksjon fra cytokiner viser skjemaet hvordan IL-6-reseptoren (IL-6), etter binding til en ligand (1), stimulerer dimeriseringen av GP130 (2). Membranproteinet dimer GP130 binder og aktiverer den cytoplasmatiske tyrosinkinasen til JAK-familien (Janus-kinaser med to aktive sentre) (3). Janus kinaser fosforylerer cytokinreseptorer, RBPer og forskjellige cytoplasmatiske proteiner som utfører videre signaloverføring; de fosforylerer også transkripsjonsfaktorer - signaltransducere og transkripsjonsaktivatorer [PSAT (STAT, fra engelske signal transducers and activators of transcription)]. Disse proteinene tilhører BPS-familien, som har et SH3-domene i sin struktur som gjenkjenner fosfotyrosinrester (se s. 372). Derfor har de egenskapen til å assosieres med en fosforylert cytokinreseptor. Hvis PSAT-molekylet deretter er fosforylert (4), blir faktoren aktiv og danner en dimer (5). Etter translokasjon inn i kjernen binder dimeren seg som en transkripsjonsfaktor til promoteren (se s. 240) til det initierte genet og induserer transkripsjonen av det (6) Noen cytokinreseptorer kan miste sitt ekstracellulære ligandbindende domene på grunn av proteolyse (ikke vist i skjemaet). Domenet kommer inn i blodet, hvor det konkurrerer om binding til cytokinet, noe som reduserer konsentrasjonen av cytokinet i blodet.Tilsammen danner cytokinene et regulatorisk nettverk (cytokinkaskade) med multifunksjonell effekt. Gjensidig overlapping mellom cytokiner fører til det faktum at i handlingen til mange av dem observeres synergisme, og noen cytokiner er antagonister. Ofte i kroppen kan du observere hele kaskaden av cytokiner med kompleks tilbakemelding.

egenskapene til cytokiner.

Generelle egenskaper til cytokiner, på grunn av hvilke disse mediatorene kan kombineres til et uavhengig reguleringssystem.

1. Cytokiner er polypeptider eller proteiner, ofte glykosylerte, de fleste av dem har MM fra 5 til 50 kDa. Biologisk aktive cytokinmolekyler kan bestå av en, to, tre eller flere av samme eller forskjellige underenheter.

2. Cytokiner har ikke antigen spesifisitet av biologisk virkning. De påvirker den funksjonelle aktiviteten til celler involvert i reaksjonene til medfødt og ervervet immunitet. Likevel, ved å virke på T- og B-lymfocytter, er cytokiner i stand til å stimulere antigen-induserte prosesser i immunsystemet.

3. For cytokin-gener er det tre varianter av uttrykk: a) stadiespesifikk uttrykk på visse stadier av embryonal utvikling, b) konstitutiv uttrykk for regulering av en rekke normale fysiologiske funksjoner, c) induserbar type uttrykk, karakteristisk for de fleste cytokiner. De fleste cytokiner utenfor den inflammatoriske responsen og immunresponsen syntetiseres faktisk ikke av celler. Ekspresjonen av cytokin-gener begynner som respons på penetrering av patogener i kroppen, antigen irritasjon eller vevsskade. Patogen-assosierte molekylære strukturer fungerer som en av de sterkeste induktorene for syntesen av pro-inflammatoriske cytokiner. For å starte syntesen av T-cellecytokiner kreves aktivering av celler med et spesifikt antigen med deltakelse av T-celleantigenreseptoren.

4. Cytokiner syntetiseres som respons på stimulering i en kort periode. Syntese avsluttes av en rekke autoregulatoriske mekanismer, inkludert økt RNA-ustabilitet, og av eksistensen av negative tilbakemeldinger mediert av prostaglandiner, kortikosteroidhormoner og andre faktorer.

5. Det samme cytokinet kan produseres av forskjellige histogenetiske celletyper av kroppen i forskjellige organer.

6. Cytokiner kan assosieres med membranene til cellene som syntetiserer dem, har et fullt spekter av biologisk aktivitet i form av en membranform og manifesterer deres biologiske effekt under intercellulær kontakt.

7. De biologiske effektene av cytokiner formidles gjennom spesifikke cellulære reseptorkomplekser som binder cytokiner med svært høy affinitet, og individuelle cytokiner kan bruke vanlige reseptorsubenheter. Cytokinreseptorer kan eksistere i en løselig form, og beholder evnen til å binde ligander.

8. Cytokiner har en pleiotrop biologisk effekt. Det samme cytokinet kan virke på mange typer celler, og forårsake ulike effekter avhengig av type målceller (fig. 1). Den pleiotrope effekten av cytokiner tilveiebringes av ekspresjonen av cytokinreseptorer på celletyper med forskjellig opprinnelse og funksjon og ved signaloverføring ved bruk av flere forskjellige intracellulære budbringere og transkripsjonsfaktorer.

9. Utskiftbarhet av biologisk virkning er karakteristisk for cytokiner. Flere forskjellige cytokiner kan forårsake samme biologiske effekt eller ha lignende aktivitet. Cytokiner induserer eller undertrykker syntesen av seg selv, andre cytokiner og deres reseptorer.

10. Som respons på et aktiveringssignal syntetiserer celler samtidig flere cytokiner involvert i dannelsen av et cytokinnettverk. Biologiske effekter i vev og på kroppsnivå avhenger av tilstedeværelsen og konsentrasjonen av andre cytokiner med synergistiske, additive eller motsatte effekter.

11. Cytokiner kan påvirke spredning, differensiering og funksjonell aktivitet til målceller.

12. Cytokiner virker på celler på ulike måter: autokrine - på cellen som syntetiserer og skiller ut dette cytokinet; parakrine - på celler som ligger nær produsentcellen, for eksempel i fokus for betennelse eller i lymfoidorganet; endokrine - eksternt på cellene i alle organer og vev etter å ha kommet inn i sirkulasjonen. I sistnevnte tilfelle ligner virkningen av cytokiner på virkningen av hormoner (fig. 2).

Ris. 1. Ett og samme cytokin kan produseres av forskjellige histogenetiske opprinnelsescelletyper i kroppen i forskjellige organer og virke på mange celletyper, og forårsake ulike effekter avhengig av type målceller.

Ris. 2. Tre varianter av manifestasjonen av den biologiske virkningen av cytokiner.

Tilsynelatende utviklet dannelsen av cytokinreguleringssystemet seg sammen med utviklingen av flercellede organismer og skyldtes behovet for å danne mediatorer av intercellulær interaksjon, som kan inkludere hormoner, nevropeptider, adhesjonsmolekyler og noen andre. I denne forbindelse er cytokiner det mest universelle reguleringssystemet, siden de er i stand til å vise biologisk aktivitet både eksternt etter sekresjon fra produsentcellen (lokalt og systemisk) og under intercellulær kontakt, og er biologisk aktive i form av en membranform. Dette cytokinsystemet skiller seg fra adhesjonsmolekyler, som kun utfører smalere funksjoner med direkte cellekontakt. Samtidig skiller cytokinsystemet seg fra hormoner, som hovedsakelig syntetiseres av spesialiserte organer og virker etter å ha kommet inn i sirkulasjonssystemet.

Cytokines rolle i reguleringen av kroppens fysiologiske funksjoner.

Cytokines rolle i reguleringen av kroppens fysiologiske funksjoner kan deles inn i 4 hovedkomponenter:

1. Regulering av embryogenese, legging og utvikling av organer, inkl. organer i immunsystemet.

2. Regulering av visse normale fysiologiske funksjoner.

3. Regulering av beskyttende reaksjoner av kroppen på lokalt og systemisk nivå.

4. Regulering av vevsregenereringsprosesser.

Genekspresjon av individuelle cytokiner skjer stadiumspesifikt på visse stadier av embryonal utvikling. Stamcellefaktor, transformerende vekstfaktorer, cytokiner fra TNF-familien og kjemokiner regulerer differensiering og migrering av ulike celler og dannelsen av immunsystemets organer. Etter dette kan syntesen av noen cytokiner ikke gjenopptas, mens andre fortsetter å regulere normale fysiologiske prosesser eller delta i utviklingen av beskyttende reaksjoner.

Til tross for at de fleste cytokiner er typiske induserbare mediatorer og ikke syntetiseres av celler utenfor den inflammatoriske responsen og immunresponsen i den postnatale perioden, faller noen cytokiner ikke inn under denne regelen. Som et resultat av konstitutiv ekspresjon av gener, syntetiseres noen av dem konstant og er i sirkulasjon i tilstrekkelig store mengder, og regulerer spredning og differensiering av individuelle celletyper gjennom hele livet. Eksempler på denne typen fysiologisk regulering av funksjoner av cytokiner kan være et konstant høyt nivå av erytropoietin og noe CSF for å sikre hematopoiesis. Reguleringen av kroppens beskyttende reaksjoner av cytokiner skjer ikke bare i immunsystemet, men også gjennom organisering av beskyttende reaksjoner på nivået av hele organismen på grunn av reguleringen av nesten alle aspekter av utviklingen av betennelse og immunforsvaret. respons. Denne viktigste funksjonen for hele systemet av cytokiner er assosiert med to hovedretninger for den biologiske virkningen av cytokiner - beskyttelse mot smittestoffer og restaurering av skadet vev. Cytokiner regulerer først og fremst utviklingen av lokale forsvarsreaksjoner i vev som involverer ulike typer blodceller, endotel, bindevev og epitel. Beskyttelse på lokalt nivå utvikler seg gjennom dannelsen av en typisk inflammatorisk reaksjon med dens klassiske manifestasjoner: hyperemi, utvikling av ødem, utseende av smerte og dysfunksjon. Syntesen av cytokiner begynner når patogener trenger inn i vev eller deres integritet blir krenket, som vanligvis fortsetter parallelt. Produksjonen av cytokiner er en integrert del av den cellulære responsen assosiert med cellegjenkjennelse av myelomonocytisk serie av lignende strukturelle komponenter av forskjellige patogener, kalt patogenassosierte molekylære mønstre. Eksempler på slike strukturer i patogener er lipopolysakkarider av gram-negative bakterier, peptidoglykaner av gram-positive mikroorganismer, flagellin eller DNA rikt på CpolyG-sekvenser, som er karakteristisk for DNAet til alle bakteriearter. Leukocytter uttrykker passende mønstergjenkjenningsreseptorer, også kalt Toll-like reseptorer (TLR), som er spesifikke for visse strukturelle mønstre av mikroorganismer. Etter interaksjonen av mikroorganismer eller deres komponenter med TLR, lanseres en intracellulær signaltransduksjonskaskade, noe som fører til en økning i funksjonell aktivitet til leukocytter og ekspresjonen av cytokin-gener.

Aktivering av TLR fører til syntese av to hovedgrupper av cytokiner: proinflammatoriske cytokiner og type I interferoner, hovedsakelig IFNα/β utvikling av en inflammatorisk respons og gir en vifteformet utvidelse av aktiveringen av ulike typer celler involvert i vedlikeholdet. og regulering av betennelse, inkludert alle typer leukocytter, dendrittiske celler, T- og B-lymfocytter, NK-celler, endotel- og epitelceller, fibroblaster og andre. Dette gir påfølgende stadier i utviklingen av den inflammatoriske responsen, som er hovedmekanismen for implementering av medfødt immunitet. I tillegg begynner dendrittiske cellene å syntetisere cytokiner fra IL-12-familien, som stimulerer differensieringen av hjelper-T-lymfocytter, som fungerer som en slags bro til begynnelsen av utviklingen av spesifikke immunitetsreaksjoner assosiert med gjenkjennelse av spesifikke antigene strukturer av mikroorganismer.

Den andre like viktige mekanismen knyttet til syntesen av IFN sikrer implementeringen av antiviral beskyttelse. Type I-interferoner viser 4 biologiske hovedegenskaper:

1. Direkte antiviral virkning ved å blokkere transkripsjon.

2. Undertrykkelse av celleproliferasjon, nødvendig for å blokkere spredningen av viruset.

3. Aktivering av funksjonene til NK-celler som har evnen til å lysere virusinfiserte celler i kroppen.

4. Økt ekspresjon av klasse I storekyler, som er nødvendig for å øke effektiviteten av presentasjon av virale antigener av infiserte celler til cytotoksiske T-lymfocytter. Dette fører til aktivering av spesifikk gjenkjennelse av virusinfiserte celler av T-lymfocytter - det første stadiet av lysis av virusinfiserte målceller.

Som et resultat, i tillegg til den direkte antivirale virkningen, aktiveres mekanismene til både medfødt (NK-celler) og ervervet (T-lymfocytter) immunitet. Dette er et eksempel på hvordan ett lite cytokinmolekyl med molekylvekt 10 ganger mindre enn molekylvekten til antistoffmolekyler er i stand til å aktivere helt andre mekanismer for forsvarsreaksjoner på grunn av den pleiotrope typen biologisk handling som tar sikte på å oppfylle det samme målet - å fjerne viruset som har kommet inn i kroppen.

På vevsnivå er cytokiner ansvarlige for utviklingen av betennelse og deretter vevsregenerering. Med utviklingen av en systemisk inflammatorisk reaksjon (akutt faserespons), påvirker cytokiner nesten alle organer og systemer i kroppen som er involvert i reguleringen av homeostase. Virkningen av pro-inflammatoriske cytokiner på CNS fører til en reduksjon i appetitten og en endring i hele komplekset av atferdsreaksjoner. En midlertidig opphør av søking og en reduksjon i seksuell aktivitet er fordelaktig når det gjelder energibesparelser for den eneste oppgaven å bekjempe et invaderende patogen. Dette signalet leveres av cytokiner, siden deres inntreden i sirkulasjonen absolutt betyr at det lokale forsvaret ikke har taklet patogenet, og inkludering av en systemisk inflammatorisk respons er nødvendig. En av de første manifestasjonene av en systemisk inflammatorisk respons assosiert med virkningen av cytokiner på det termoregulatoriske senteret av hypothalamus er en økning i kroppstemperaturen. En økning i temperatur er en effektiv beskyttende reaksjon, siden ved en forhøyet temperatur reduseres evnen til en rekke bakterier til å reprodusere, men tvert imot øker spredningen av lymfocytter.

I leveren, under påvirkning av cytokiner, øker syntesen av akuttfaseproteiner og komponenter i komplementsystemet, som er nødvendige for å bekjempe patogenet, men samtidig reduseres syntesen av albumin. Et annet eksempel på den selektive virkningen av cytokiner er endringen i den ioniske sammensetningen av blodplasma under utviklingen av en systemisk inflammatorisk reaksjon. I dette tilfellet er det en reduksjon i nivået av jernioner, men en økning i nivået av sinkioner, og det er velkjent at å frata en bakteriecelle jernioner betyr å redusere dets proliferasjonspotensial (virkningen til laktoferrin er basert på på dette). På den annen side er en økning i nivået av sink nødvendig for normal funksjon av immunsystemet, spesielt er det nødvendig for dannelsen av biologisk aktiv serum thymusfaktor, et av de viktigste thymushormonene som sikrer differensiering av lymfocytter. Effekten av cytokiner på det hematopoietiske systemet er assosiert med en betydelig aktivering av hematopoiesis. En økning i antall leukocytter er nødvendig for å fylle opp tap og øke antall celler, hovedsakelig nøytrofile granulocytter, i fokus for purulent betennelse. Handlingen på blodkoagulasjonssystemet er rettet mot å forbedre koagulasjonen, noe som er nødvendig for å stoppe blødning og direkte blokkere patogenet.

Således, med utviklingen av systemisk betennelse, viser cytokiner et stort spekter av biologiske aktiviteter og forstyrrer arbeidet til nesten alle kroppssystemer. Imidlertid er ingen av endringene som skjer tilfeldige: alle er enten nødvendige for direkte aktivering av beskyttende reaksjoner eller er fordelaktige når det gjelder å bytte energistrømmer for bare én oppgave - kampen mot et invaderende patogen. I form av regulering av uttrykket av individuelle gener, hormonelle endringer og endringer i atferdsresponser, sikrer cytokiner inkludering og maksimal effektivitet av de kroppssystemene som er nødvendige på et gitt tidspunkt for utvikling av beskyttende reaksjoner. På nivået av hele organismen kommuniserer cytokiner mellom immun-, nerve-, endokrine, hematopoietiske og andre systemer og tjener til å involvere dem i organiseringen og reguleringen av en enkelt beskyttende reaksjon. Cytokiner fungerer bare som organiseringssystemet som danner og regulerer hele komplekset av beskyttende reaksjoner i kroppen under introduksjonen av patogener. Tilsynelatende har et slikt reguleringssystem utviklet seg og har ubetingede fordeler for den mest optimale beskyttende responsen til makroorganismen. Derfor er det tilsynelatende umulig å begrense konseptet med beskyttende reaksjoner bare til deltakelse av uspesifikke mekanismer for resistens og en spesifikk immunrespons. Hele kroppen og alle systemer som ved første øyekast ikke er relatert til vedlikehold av immunitet, deltar i en enkelt beskyttende reaksjon.

Spesielle studier av cytokiner.

Betydningen av cytokiner i patogenesen av inflammatoriske sykdommer i tykktarmen hos barn.

S.V. Belmer, A.S. Simbirtsev, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mikhailov. Det russiske statlige medisinske universitetet ved Statens forskningssenter for koloproktologi, Moskva og Statens forskningsinstitutt for høyrent biologiske produkter, St. Petersburg jobber med å studere rollen til cytokiner i patogenesen av inflammatoriske sykdommer i tykktarmen hos barn. Kroniske inflammatoriske sykdommer i mage-tarmkanalen okkuperer for tiden en av de ledende stedene i patologien til fordøyelsessystemet hos barn. Av spesiell betydning er det knyttet til inflammatoriske sykdommer i tykktarmen (IDC), hvis forekomst øker jevnt over hele verden. Et langt forløp med hyppige og i noen tilfeller dødelige tilbakefall, utvikling av lokale og systemiske komplikasjoner - alt dette ber om en grundig studie av patogenesen til sykdommen på jakt etter nye tilnærminger til behandling av IBD. De siste tiårene har forekomsten av ikke-spesifikk ulcerøs kolitt (NUC) vært 510 tilfeller per år per 100 tusen innbyggere, med Crohns sykdom (CD) 16 tilfeller per år per 100 tusen innbyggere. Prevalensratene i Russland, i Moskva-regionen tilsvarer gjennomsnittlig europeiske data, men er betydelig lavere enn i de skandinaviske landene, Amerika, Israel og England. For NUC er prevalensen 19,3 per 100 tusen, forekomsten er 1,2 per 100 tusen mennesker per år. For CD er prevalensen 3,0 per 100 tusen, forekomsten er 0,2 per 100 tusen mennesker per år. Det faktum at den høyeste frekvensen ble notert i høyt utviklede land skyldes ikke bare sosiale og økonomiske faktorer, men også de genetiske og immunologiske egenskapene til pasienter, som bestemmer predisposisjonen for IBD. Disse faktorene er grunnleggende i den immunopatogenetiske teorien om opprinnelsen til ITS. Virale og / eller bakterielle teorier forklarer bare det akutte utbruddet av sykdommen, og kronisiteten til prosessen skyldes både genetisk predisposisjon og egenskaper ved immunresponsen, som også er genetisk bestemt. Det skal bemerkes at IBD i dag er klassifisert som en sykdom med en genetisk heterogen kompleks disposisjon. Mer enn 15 antatte kandidatgener fra 2 grupper (immunspesifikke og immunregulerende) ble identifisert, noe som forårsaket arvelig disposisjon. Mest sannsynlig er predisposisjon bestemt av flere gener som bestemmer arten av immunologiske og inflammatoriske reaksjoner. Basert på resultatene fra en rekke studier, kan det konkluderes med at den mest sannsynlige lokaliseringen av genene assosiert med utviklingen av IBD er kromosom 3, 7, 12 og 16. For tiden er mye oppmerksomhet viet til studiet av funksjonene til funksjonen til T- og B-lymfocytter, så vel som cytokinformidlere av betennelse. Rollen til interleukiner (IL), interferoner (IFN), tumornekrosefaktor-a (TNF-a), makrofager og autoantistoffer mot tykktarmsslimhinneproteiner og automikroflora blir aktivt studert. Funksjoner ved deres lidelser i CD og UC er identifisert, men det er fortsatt uklart om disse endringene skjer primært eller sekundært. For å forstå mange aspekter ved patogenesen, vil studier utført i det prekliniske stadiet av IBD, så vel som hos førstegradsslektninger, være svært viktige. Blant inflammatoriske mediatorer tilhører en spesiell rolle cytokiner, som er en gruppe polypeptidmolekyler med en masse på 5 til 50 kDa involvert i dannelsen og reguleringen av kroppens forsvarsreaksjoner. På kroppsnivå kommuniserer cytokiner mellom immun-, nerve-, endokrine, hematopoietiske og andre systemer og tjener til å involvere dem i organisering og regulering av forsvarsreaksjoner. Klassifiseringen av cytokiner er vist i tabell 2. De fleste cytokiner syntetiseres ikke av celler utenfor den inflammatoriske responsen og immunresponsen. Ekspresjonen av cytokin-gener begynner som respons på penetrering av patogener i kroppen, antigen irritasjon eller vevsskade. En av de kraftigste induserne av cytokinsyntese er komponentene i bakterielle cellevegger: LPS, peptidoglykaner og muramyldipeptider. Produsentene av pro-inflammatoriske cytokiner er hovedsakelig monocytter, makrofager, T-celler osv. Avhengig av effekten på den inflammatoriske prosessen deles cytokinene inn i to grupper: pro-inflammatoriske (IL-1, IL-6, IL-8) , TNF-a, IFN-g) og anti-inflammatorisk (IL-4, IL-10, TGF-b). Interleukin-1 (IL-1) er en immunregulerende mediator som frigjøres under inflammatoriske reaksjoner, vevsskade og infeksjoner (pro-inflammatorisk cytokin). IL-1 spiller en viktig rolle i aktiveringen av T-celler under deres interaksjon med antigenet. To typer IL-1 er kjent: IL-1a og IL-1b, produkter av to forskjellige genloci lokalisert på humant kromosom 2. IL-1a forblir inne i cellen eller kan være i membranform, vises i det ekstracellulære rommet i en liten mengde. Rollen til membranformen til IL-1a er overføringen av aktiverende signaler fra makrofagen til T-lymfocytter og andre celler under intercellulær kontakt. IL-1a er den viktigste kortdistansemediatoren. IL-1b, i motsetning til IL-1a, utskilles aktivt av celler, og virker både systemisk og lokalt. Til dags dato er det kjent at IL-1 er en av hovedmediatorene for inflammatoriske reaksjoner, stimulerer spredningen av T-celler, øker ekspresjonen av IL-2-reseptoren på T-celler og produksjonen av IL-2 av dem. IL-2, sammen med antigenet, induserer aktivering og adhesjon av nøytrofiler, stimulerer dannelsen av andre cytokiner (IL-2, IL-3, IL-6, etc.) av aktiverte T-celler og fibroblaster, stimulerer spredning av fibroblaster og endotelceller. Systemisk virker IL-1 synergistisk med TNF-a og IL-6. Med en økning i konsentrasjonen i blodet påvirker IL-1 cellene i hypothalamus og forårsaker en økning i kroppstemperatur, feber, døsighet, nedsatt appetitt, og stimulerer også leverceller til å produsere akuttfaseproteiner (CRP, amyloid A, a-2 makroglobulin og fibrinogen). IL4 (kromosom 5). Hemmer aktiveringen av makrofager og blokkerer mange effekter stimulert av IFNg, som produksjon av IL1, nitrogenoksid og prostaglandiner, spiller en viktig rolle i anti-inflammatoriske reaksjoner, har en immundempende effekt. IL6 (kromosom 7), en av de viktigste pro-inflammatoriske cytokinene, er den viktigste induseren av det siste stadiet av differensiering av B-celler og makrofager, en kraftig stimulator for produksjon av akuttfaseproteiner av leverceller. En av hovedfunksjonene til IL6 er å stimulere produksjonen av antistoffer in vivo og in vitro. IL8 (kromosom 4). Refererer til kjemokinmediatorer som forårsaker rettet migrasjon (kjemotaksi) av leukocytter til fokus for betennelse. Hovedfunksjonen til IL10 er å hemme produksjonen av cytokiner av type 1-hjelpere (TNFb, IFNg) og aktiverte makrofager (TNF-a, IL1, IL12). Det er nå anerkjent at typene av immunrespons er assosiert med en av variantene av lymfocyttaktivering med den dominerende deltakelsen av kloner av T-lymfocytter av type 1 (TH2) eller type 2 (TH3) hjelpeceller. Produktene TH2 og TH3 påvirker aktiveringen av motsatte kloner negativt. Overdreven aktivering av en av typene Th-kloner kan styre immunresponsen til en av utviklingsvariantene. Kronisk ubalanse i aktiveringen av Th-kloner fører til utvikling av immunopatologiske tilstander. Endringer i cytokiner i IBD kan studeres på forskjellige måter med bestemmelse av nivået i blodet eller in situ. IL1-nivåer er forhøyet ved alle inflammatoriske tarmsykdommer. Forskjeller mellom UC og CD er i økt uttrykk for IL2. Hvis UC avslører et redusert eller normalt nivå av IL2, avslører CD det forhøyede nivået. Innholdet av IL4 øker i UC, mens det i CD forblir normalt eller til og med avtar. Nivået av IL6, som medierer akutte fasereaksjoner, er også forhøyet ved alle former for betennelse. Dataene som ble oppnådd angående profilen til cytokiner antydet at de to hovedformene for kronisk IBD er preget av forskjellig aktivering og ekspresjon av cytokiner. Resultatene av studiene indikerer at cytokinprofilen observert hos pasienter med UC stemmer mer overens med TH3-profilen, mens for pasienter med CD bør TH2-profilen anses som mer karakteristisk. Det attraktive med denne hypotesen om rollen til TH2- og TH3-profiler er også at bruk av cytokiner kan endre immunresponsen i en eller annen retning og føre til remisjon med gjenoppretting av balansen av cytokiner. Dette kan bekreftes spesielt ved bruk av IL10. Ytterligere studier bør vise om cytokinresponsen er et sekundært fenomen som respons på irritasjon eller tvert imot, uttrykket av de tilsvarende cytokinene bestemmer organismens reaktivitet med utviklingen av påfølgende kliniske manifestasjoner. Studien av nivået av cytokiner i IBD hos barn er ennå ikke utført. Dette arbeidet er den første delen av en vitenskapelig studie viet til studiet av cytokinstatus ved IBD hos barn. Målet med dette arbeidet var å studere den humorale aktiviteten til makrofager med bestemmelse av nivåene (IL1a, IL8) i blodet til barn med UC og CD, samt deres dynamikk under terapi. Fra 2000 til 2002 ble 34 barn med UC og 19 barn med CD i alderen 4 til 16 år undersøkt ved avdelingen for gastroenterologi ved det russiske barneklinikken. Diagnosen ble verifisert anamnestisk, endoskopisk og morfologisk. Studien av nivåene av pro-inflammatoriske cytokiner IL1a, IL8 ble utført ved enzymimmunoassay (ELISA). For å bestemme konsentrasjonen av IL1a, IL8, ble testsystemer produsert av Cytokin LLC (St. Petersburg, Russland) brukt. Analysen ble utført i laboratoriet for immunfarmakologi ved Statens vitenskapelige forskningsinstitutt for svært rene biopreparater (leder av laboratoriet, doktor i medisinske vitenskaper, prof. A.S. Simbirtsev). Resultatene oppnådd i løpet av studien avslørte en signifikant økning i nivåene av IL1a, IL8 under eksaserbasjonsperioden, som var mer uttalt hos barn med UC enn hos barn med CD. Utenom en forverring reduseres nivåene av pro-inflammatoriske cytokiner, men når ikke normen. I UC ble nivåene av IL-1a, IL-8 økt i perioden med forverring hos 76,2% og 90% av barna, og i løpet av remisjonsperioden - i henholdsvis 69,2% og 92,3%. I CD økes nivåene av IL-1a, IL-8 i perioden med forverring hos 73,3% og 86,6% av barna, og i løpet av remisjonsperioden - i henholdsvis 50% og 75%.

Avhengig av alvorlighetsgraden av sykdommen fikk barna behandling med aminosalisylater eller glukokortikoider. Behandlingens natur påvirket dynamikken til cytokinnivåene betydelig. Under behandling med aminosalisylater oversteg nivåene av pro-inflammatoriske cytokiner i gruppen av barn med UC og CD signifikant nivåene i kontrollgruppen. Samtidig ble det observert høyere rater i gruppen barn med UC. Med UC under behandling med aminosalisylater er IL1a, IL8 forhøyet hos henholdsvis 82,4 % og 100 % av barna, mens med glukokortikoidbehandling hos 60 % av barna for begge cytokiner. Ved CD er IL1a og IL8 forhøyet under aminosalicylatbehandling hos alle barn, og under glukokortikoidbehandling hos henholdsvis 55,5 % og 77,7 % av barna. Dermed indikerer resultatene av denne studien en betydelig involvering i den patogenetiske prosessen av makrofagkoblingen til immunsystemet hos de fleste barn med UC og CD. Dataene innhentet i denne studien skiller seg ikke fundamentalt fra dataene som er oppnådd ved undersøkelse av voksne pasienter. Forskjeller i nivåene av IL1a og IL8 hos pasienter med UC og CD er kvantitative, men ikke kvalitative, noe som antyder den uspesifikke naturen til disse endringene på grunn av forløpet av en kronisk inflammatorisk prosess. Derfor har disse indikatorene ingen diagnostisk verdi. Resultatene av en dynamisk studie av nivåene av IL1a og IL8 underbygger den høyere effektiviteten av terapi med glukokortikoidmedisiner sammenlignet med terapi med aminosalicils. De presenterte dataene er resultatet av den første fasen av studien av cytokinstatusen til barn med IBD. Ytterligere studier av problemet er nødvendig, med tanke på indikatorene for andre pro-inflammatoriske og anti-inflammatoriske cytokiner.

Rollen til nitrogenoksid og cytokiner i utviklingen av akutt lungeskadesyndrom.

Dette problemet er studert av T.A. Shumatova, V.B. Shumatov, E.V. Akutt lungeskadesyndrom (adult respiratory distress syndrome, ARDS) er en av de mest alvorlige formene for akutt respirasjonssvikt som oppstår hos pasienter på bakgrunn av alvorlige traumer, sepsis, peritonitt, pankreatitt, kraftig blodtap, aspirasjon, etter omfattende kirurgiske inngrep og i 50-60 % av tilfellene fører til døden. Data fra studier av patogenesen av ARDS, utviklingen av kriterier for tidlig diagnose og prognose av syndromet er få, ganske motstridende, noe som ikke tillater utvikling av et sammenhengende diagnostisk og terapeutisk konsept. Det har blitt fastslått at ARDS er basert på skade på endotelet i lungekapillærene og alveolært epitel, et brudd på de reologiske egenskapene til blod, som fører til ødem i det interstitielle og alveolære vevet, betennelse, atelektase og pulmonal hypertensjon. I litteraturen de siste årene har det dukket opp nok informasjon om den universelle regulatoren av cellulær og vevsmetabolisme - nitrogenoksid. Interessen for nitrogenoksid (NO) skyldes først og fremst det faktum at det er involvert i reguleringen av mange funksjoner, inkludert vaskulær tonus, hjertekontraktilitet, blodplateaggregering, nevrotransmisjon, ATP og proteinsyntese og immunforsvar. I tillegg, avhengig av valget av det molekylære målet og egenskapene til interaksjon med det, har NO også en skadelig effekt. Det antas at utløsermekanismen for celleaktivering er ubalansert cytokinemi. Cytokiner er løselige peptider som fungerer som mediatorer av immunsystemet og gir cellulært samarbeid, positiv og negativ immunregulering. Vi forsøkte å systematisere informasjonen tilgjengelig i litteraturen om rollen til NO og cytokiner i utviklingen av akutt lungeskadesyndrom. NO er ​​en vann- og fettløselig gass. Molekylet er et ustabilt fritt radikal, diffunderer lett inn i vevet, absorberes og ødelegges så raskt at det bare kan påvirke cellene i dets umiddelbare miljø. NO-molekylet har alle egenskapene som ligger i klassiske budbringere: det produseres raskt, virker ved svært lave konsentrasjoner, og etter at det eksterne signalet opphører, blir det raskt til andre forbindelser, og oksiderer til stabile uorganiske nitrogenoksider: nitritt og nitrat. Levetiden til NO i vev er, ifølge ulike kilder, fra 5 til 30 sekunder. De viktigste molekylære målene for NO er ​​jernholdige enzymer og proteiner: løselig guanylatsyklase, nitroksydsyntase (NOS), hemoglobin, mitokondrielle enzymer, enzymer fra Krebs-syklusen, proteinsyntese og DNA. Syntesen av NO i kroppen skjer ved enzymatiske transformasjoner av den nitrogenholdige delen av aminosyren L-arginin under påvirkning av et spesifikt NOS-enzym og medieres av interaksjonen mellom kalsiumioner og kalmodulin. Enzymet inaktiveres ved lave konsentrasjoner og er maksimalt aktivt ved 1 µM fritt kalsium. To isoformer av NOS er identifisert: konstitutiv (cNOS) og indusert (iNOS), som er produkter av forskjellige gener. Kalsium-calmodulin-avhengig cNOS er konstant tilstede i cellen og fremmer frigjøring av en liten mengde NO som respons på reseptor og fysisk stimulering. NO dannet under påvirkning av denne isoformen fungerer som en bærer i en rekke fysiologiske responser. Kalsium-kalmodulin-uavhengig iNOS dannes i ulike celletyper som respons på pro-inflammatoriske cytokiner, endotoksiner og oksidanter. Denne isoformen av NOS blir transkribert av spesifikke gener på kromosom 17 og fremmer syntesen av store mengder NO. Enzymet er også klassifisert i tre typer: NOS-I (nevronal), NOS-II (makrofag), NOS-III (endotel). Familien av enzymer som syntetiserer NO finnes i mange lungeceller: i bronkiale epitelceller, i alveolocytter, i alveolære makrofager, i mastceller, i endoteliocytter i bronkiale arterier og vener, i glatte myocytter i bronkier og blodkar, i ikke-adrenerge ikke-kolinerge nevroner. Den konstitutive evnen til bronkiale og alveolære epitelceller hos mennesker og pattedyr til å skille ut NO er ​​bekreftet i en rekke studier. Det er fastslått at de øvre delene av menneskets luftveier, så vel som de nedre delene, er involvert i dannelsen av NO. Studier utført på pasienter med trakeostomi har vist at i luften som pustes ut gjennom trakeostomi, er mengden gass mye mindre enn i nese- og munnhulen. Syntesen av endogen NO er ​​betydelig påvirket hos pasienter på kunstig lungeventilasjon. Forskning bekrefter at NO-frigjøring skjer på tidspunktet for bronkodilatasjon og kontrolleres av vagusnervesystemet. Det er innhentet data om at dannelsen av NO i epitelet i menneskets luftveier øker ved inflammatoriske sykdommer i luftveiene. Gasssyntese økes ved aktivering av indusert NOS under påvirkning av cytokiner, samt endotoksiner og lipopolysakkarider.

For tiden er mer enn hundre cytokiner kjent, som tradisjonelt er delt inn i flere grupper.

1. Interleukiner (IL-1 - IL18) - sekretoriske regulatoriske proteiner som gir mediatorinteraksjoner i immunsystemet og dets forbindelse med andre kroppssystemer.

2. Interferoner (IFN-alfa, beta, gamma) - antivirale cytokiner med en uttalt immunregulerende effekt.

3. Tumornekrosefaktorer (TNF alfa, beta) - cytokiner med cytotoksisk og regulatorisk virkning.

4. Kolonistimulerende faktorer (G-CSF, M-CSF, GM-CSF) - stimulatorer av vekst og differensiering av hematopoietiske celler som regulerer hematopoiesis.

5. Kjemokiner (IL-8, IL-16) - kjemoattraktanter for leukocytter.

6. Vekstfaktorer - regulatorer av vekst, differensiering og funksjonell aktivitet av celler med ulike vevstilknytninger (fibroblastvekstfaktor, endotelcellevekstfaktor, epidermal vekstfaktor) og transformerende vekstfaktorer (TGF beta).

Disse bioregulatoriske molekylene bestemmer typen og varigheten av den inflammatoriske og immunresponsen, kontrollerer celleproliferasjon, hematopoiesis, angiogenese, sårheling og mange andre prosesser. Alle forskere understreker at cytokiner mangler spesifisitet for antigener. Eksperimenter med dyrkede lungemakrofager og mastceller har vist dannelsen av iNOS som respons på interferon gamma, interleukin-1, tumornekrosefaktor og lipopolysakkarider. Uttrykk av iNOS og cNOS for pro-inflammatoriske cytokiner er funnet i alveolocytter fra dyr og mennesker. Tilsetningen av epidermal vekstfaktor, en regulator av funksjonen til epitelceller, til kulturen reduserte aktiviteten til kun det induserte enzymet. Det er kjent at, avhengig av arten, virker cytokiner autokrin - på selve de produserende cellene, parakrin - på andre målceller eller endokrine - på forskjellige celler utenfor produksjonsstedet. Samtidig kan de samhandle med hverandre i henhold til det agonistiske eller antagonistiske prinsippet, endre den funksjonelle tilstanden til målcellene og danne et cytokinnettverk. Således er cytokiner ikke forskjellige peptider, men et integrert system, hvor hovedkomponentene er produsentceller, selve cytokinproteinet, dets reseptor og målcellen. Det er fastslått at med utviklingen av akutt lungeskade øker nivået av pro-inflammatoriske cytokiner: IL-1, 6, 8, 12, TNF alfa, IFN alfa. Deres effekt er assosiert med utvidelse av blodkar, en økning i deres permeabilitet og akkumulering av væske i lungevevet. I tillegg har studier vist evnen til IFN gamma og TNF alfa til å indusere ekspresjonen av adhesjonsmolekyler - ICAM -1 på humane endoteliocytter. Adhesjonsmolekyler, som fester seg til leukocytter, blodplater og endotelceller, danner "rullende" (snurrende) nøytrofiler og bidrar til aggregering av fibrinpartikler. Disse prosessene bidrar til forstyrrelse av kapillærblodstrømmen, øker kapillærpermeabiliteten og induserer lokalt vevsødem. Nedbremsingen av kapillærblodstrømmen forenkles av aktiveringen av NO, som forårsaker utvidelse av arterioler. Videre migrering av leukocytter til fokus for betennelse styres av spesielle cytokiner - kjemokiner, som produseres og skilles ut ikke bare av aktiverte makrofager, men også av endotelceller, fibroblaster og glatte myocytter. Deres hovedfunksjon er å tilføre nøytrofiler til fokus for betennelse og aktivere deres funksjonelle aktivitet. Hovedkjemokinet for nøytrofiler er Il-8. Dens sterkeste induktorer er bakterielle lipopolysakkarider, IL-1 og TNFalpha. R. Bahra et al. vurdere at hvert trinn av transendotelial migrasjon av nøytrofiler er regulert av stimulerende konsentrasjoner av TNF alfa. Med utviklingen av akutt lungeskade aktiveres vaskulære endoteliocytter, bronkiale epiteliocytter og alveolære makrofager og er involvert i faseinteraksjoner. Som et resultat oppstår på den ene siden deres mobilisering og styrking av beskyttende egenskaper, og på den annen side er skade på selve cellene og omkringliggende vev mulig. En rekke studier har vist at produktet av delvis oksygenreduksjon, superoksid, som inaktiverer den vasoaktive effekten av NO, kan akkumuleres i fokus for betennelse. NO og superoksidanion reagerer raskt og danner peroksynitritt, som skader cellene. Denne reaksjonen bidrar til fjerning av NO fra vaskulære og bronkiale vegger, så vel som fra overflaten av alveolocytter. Av interesse er studier som viser at tradisjonelt sett på som en mediator av NO-toksisitet, kan peroksynitritt ha en fysiologisk effekt og indusere vaskulær avslapning gjennom en NO-mediert økning i cGMP i det vaskulære endotelet. I sin tur er peroksynitritt en potent oksidant som kan skade det alveolære epitelet og det pulmonale overflateaktive stoffet. Det forårsaker ødeleggelse av proteiner og lipider i membraner, skader endotelet, øker blodplateaggregering og deltar i prosessene med endotoksemi. Dens økte dannelse ble notert i syndromet med akutt lungeskade. Forskere mener at NO produsert som et resultat av aktiveringen av det induserte enzymet er ment for ikke-spesifikk beskyttelse av kroppen mot et bredt spekter av sykdomsfremkallende stoffer, hemmer blodplateaggregering og forbedrer lokal blodsirkulasjon. Det har blitt fastslått at en overdreven mengde NO undertrykker aktiviteten til cNOS i celler på grunn av interaksjon med superoksid og muligens som et resultat av desensibilisering av guanylatcyklase, noe som fører til en reduksjon i cGMP i cellen og en økning i intracellulært kalsium . Brett et al. og Kooy et al., som analyserte betydningen av nitrooksiderge mekanismer i patogenesen av ARDS, uttrykte den oppfatning at iNOS, peroksynitritt og nitrotyrosin, hovedproduktet av effekten av peroksynitritt på protein, kan spille en nøkkelrolle i utviklingen av syndrom. Cuthbertson et al. vurdere at grunnlaget for akutt lungeskade er effekten av NO og peroksynitritt på elastase og interleukin-8. Kobayashi et al. registrerte også en økning i innholdet av iNOS, interleukin-1, interleukin-6, interleukin-8 i bronkoalveolær væske hos pasienter med akutt lungeskadesyndrom. Meldrum et al. viste en reduksjon i produksjonen av inflammatoriske cytokiner av pulmonale makrofager i ARDS under påvirkning av det lokale NO-produksjonssubstratet - L-arginin. Det har blitt fastslått at i opprinnelsen til syndromet med akutt lungeskade spilles en betydelig rolle av nedsatt vaskulær permeabilitet på grunn av virkningen av cytokiner - TNF alfa, IL-2, GM-CSF, monoklonale antistoffer mot CD3-lymfocytter på lunge. vaskulære endotelceller og immunocytter. En rask og sterk økning i permeabiliteten til lungekarene fører til migrering av nøytrofiler inn i lungevevet og frigjøring av cytotoksiske mediatorer av dem, noe som fører til utviklingen av patologisk endring av lungene. Under utviklingen av akutt lungeskade øker TNF alfa adhesjonen av nøytrofiler til vaskulærveggen, øker deres migrasjon inn i vev, fremmer strukturelle og metabolske endringer i endotelceller, forstyrrer permeabiliteten til cellemembraner, aktiverer dannelsen av andre cytokiner og eikosanoider. , og forårsaker apoptose og nekrose av lungeepitelceller. Data er innhentet som indikerer at makrofagapoptose indusert ved introduksjon av LPS i stor grad er assosiert med IFN gamma og reduseres under påvirkning av IL-4, IL-10, TGF beta. Kobayashi et al. mottatt data som indikerer at IFN-gamma kan være involvert i reparasjonen av epitelet i luftveisslimhinnen. Hagimotos studier inneholder informasjon om at bronkiale og alveolære epitelceller utskiller IL-8, IL-12 som respons på TNF alfa eller Fas ligand. Denne prosessen er assosiert med aktiveringen av den nukleære faktoren Carr-B av Fas-liganden.

Det er en oppfatning at IL-8 er et av de viktigste cytokinene i patofysiologien ved akutt lungeskade. Miller et al. i studien av bronkoalveolær væske hos pasienter med ARDS mot bakgrunn av sepsis, ble det etablert en signifikant økning i nivået av IL-8 sammenlignet med pasienter med kardiogent lungeødem. Det har blitt antydet at lungene er den primære kilden til Il-8, og dette kriteriet kan brukes i differensialdiagnosen av syndromet. Grau et al. vurdere at pulmonale kapillære endotelceller tjener som en viktig kilde til cytokiner - IL-6, IL-8 i utviklingen av akutt lungeskade. Goodman et al. når man studerer dynamikken til nivået av cytokiner i væsken ved bronkoalveolær lavage hos pasienter med ARDS, en signifikant økning i IL-1beta, IL-8, monocytisk kjemotaktisk peptid-1, epitelcelle nøytrofil aktivator, makrofag inflammatorisk peptid -1 alfa ble etablert. Samtidig mener forfatterne at en økning i innholdet av IL-1 beta kan tjene som en markør for et ugunstig utfall av syndromet. Bauer et al. det ble vist at kontrollen av innholdet av IL-8 i bronkoalveolvæsken hos pasienter med ARDSV kan brukes til overvåking, en reduksjon i nivået av IL-8 indikerer et ugunstig forløp av prosessen. En rekke studier inneholder også bevis for at nivået av cytokinproduksjon i det pulmonale vaskulære endotelet påvirker utviklingen av akutt lungeskade og kontrollen av disse kan brukes i klinisk praksis for tidlig diagnose. De mulige negative konsekvensene av en økning i nivået av pro-inflammatoriske cytokiner hos pasienter med ARDS er bevist av studiene til Martin et al., Warner et al. Aktivert av cytokiner og bakterielle endotoksiner, øker alveolære makrofager NO-syntese. Nivået av NO-produksjon av bronkiale og alveolære epitelceller, nøytrofiler, mastceller, endoteliocytter og glatte myocytter i lungekar øker også, sannsynligvis gjennom aktivering av nukleær faktor Carr-B. Forfatterne mener at nitrogenoksidet som produseres som et resultat av aktivering av indusert NOS, først og fremst er ment for uspesifikk beskyttelse av organismen. Frigitt fra makrofager trenger NO raskt inn i bakterier, sopp, hvor det hemmer tre vitale grupper av enzymer: H-elektrontransport, Krebs-syklusen og DNA-syntese. NO er ​​involvert i kroppens forsvar i de siste stadiene av immunresponsen og blir billedlig sett betraktet som immunsystemets "straffende sverd". Men ved å samle seg i cellen i utilstrekkelig store mengder har NO også en skadelig effekt. Under utviklingen av syndromet akutt lungeskade utløser således cytokiner og NO en sekvensiell kjede av reaksjoner, som kommer til uttrykk i mikrosirkulasjonsforstyrrelser, forekomsten av vevshypoksi, alveolært og interstitielt ødem og skade på lungenes metabolske funksjon. . Derfor kan det slås fast at studiet av de fysiologiske og patofysiologiske virkningsmekanismene til cytokiner og NO er ​​et lovende område for forskning og vil videre ikke bare utvide forståelsen av patogenesen til ARDS, men også bestemme de diagnostiske og prognostiske markørene for syndromet, utvikle alternativer for patogenetisk underbygget terapi rettet mot å redusere dødelighet.

Metoder for å bestemme cytokiner.

Gjennomgangen er viet de viktigste metodene for å studere cytokiner som brukes i dag. Metodenes muligheter og formål er kort karakterisert. Fordelene og ulempene ved ulike tilnærminger til analyse av cytokin-genekspresjon på nivået av nukleinsyrer og på nivået av proteinproduksjon presenteres. (Cytokiner og inflammasjon. 2005. V. 4, nr. 1. S. 22-27.)

Cytokiner er regulatoriske proteiner som danner et universelt nettverk av mediatorer, karakteristisk for både immunsystemet og celler i andre organer og vev. Under kontroll av denne klassen av regulatoriske proteiner skjer alle cellulære hendelser: spredning, differensiering, apoptose og spesialisert funksjonell aktivitet av celler. Effektene av hvert cytokin på celler er preget av pleiotropi, rekkevidden av effekter av forskjellige mediatorer overlapper hverandre, og generelt avhenger den endelige funksjonelle tilstanden til cellen av påvirkningen fra flere cytokiner som virker synergistisk. Således er cytokinsystemet et universelt, polymorft regulatorisk nettverk av mediatorer designet for å kontrollere prosessene med spredning, differensiering, apoptose og funksjonell aktivitet av cellulære elementer i de hematopoietiske, immune og andre homeostatiske systemene i kroppen. Metoder for bestemmelse av cytokiner over 20 år av deres intensive studie har gjennomgått en veldig rask utvikling og representerer i dag et helt område av vitenskapelig kunnskap. I begynnelsen av arbeidet står forskere innen cytokinologi overfor spørsmålet om valg av metode. Og her må forskeren vite nøyaktig hvilken informasjon han trenger å innhente for å nå målet sitt. For tiden er det utviklet hundrevis av forskjellige metoder for å vurdere cytokinsystemet, som gir mangfoldig informasjon om dette systemet. Cytokiner kan vurderes i ulike biologiske medier etter deres spesifikke biologiske aktivitet. De kan kvantifiseres ved hjelp av en rekke immunoassaymetoder ved bruk av poly- og monoklonale antistoffer. I tillegg til å studere de sekretoriske formene til cytokiner, kan man studere deres intracellulære innhold og produksjon i vev ved flowcytometri, Western blotting og in situ immunhistokjemi. Svært viktig informasjon kan oppnås ved å studere cytokin-mRNA-ekspresjon, mRNA-stabilitet, tilstedeværelsen av cytokin-mRNA-isoformer og naturlige antisense-nukleotidsekvenser. Studiet av alleliske varianter av cytokin-gener kan gi viktig informasjon om den genetisk programmerte høye eller lave produksjonen av en bestemt mediator. Hver metode har sine egne fordeler og ulemper, sin egen oppløsning og nøyaktighet av bestemmelse. Uvitenhet og misforståelse av disse nyansene fra forskeren kan føre ham til falske konklusjoner.

Bestemmelse av den biologiske aktiviteten til cytokiner.

Historien om oppdagelsen og de første trinnene i studiet av cytokiner var nært forbundet med dyrking av immunkompetente celler og cellelinjer. Deretter ble de regulatoriske effektene (biologisk aktivitet) av en rekke løselige proteinfaktorer på den proliferative aktiviteten til lymfocytter, på syntesen av immunglobuliner og på utviklingen av immunresponser i in vitro-modeller vist. En av de første metodene for å bestemme den biologiske aktiviteten til mediatorer er bestemmelsen av migrasjonsfaktoren til humane lymfocytter og faktoren for dens hemming. Etter hvert som de biologiske effektene av cytokiner ble studert, dukket det også opp ulike metoder for å vurdere deres biologiske aktivitet. Så IL-1 ble bestemt ved å vurdere proliferasjonen av musetymocytter in vitro, IL-2 - ved evnen til å stimulere den proliferative aktiviteten til lymfoblaster, IL-3 - ved vekst av hematopoietiske kolonier in vitro, IL-4 - ved å den komitogene effekten, ved å øke ekspresjonen av Ia-proteiner, ved å indusere dannelsen av IgG1 og IgE, etc. Listen over disse metodene kan fortsettes, den oppdateres kontinuerlig etter hvert som nye biologiske aktiviteter av løselige faktorer oppdages. Deres største ulempe er de ikke-standardiserte metodene, umuligheten av deres forening. Videreutvikling av metoder for å bestemme den biologiske aktiviteten til cytokiner førte til dannelsen av et stort antall cellelinjer som er følsomme for ett eller annet cytokin, eller multisensitive linjer. De fleste av disse cytokin-responsive cellene kan nå finnes på lister over kommersielt tilgjengelige cellelinjer. For eksempel brukes D10S-cellelinjen til å teste IL-1a og b, CTLL-2-cellelinjen brukes for IL-2 og IL-15, CTLL-2-cellelinjen brukes for IL-3, IL-4 IL-5, IL-9, IL-13, GM-CSF - cellelinje TF-1, for IL-6 - cellelinje B9, for IL-7 - cellelinje 2E8, for TNFa og TNFb - cellelinje L929, for IFNg - cellelinje WiDr, for IL-18 - cellelinje KG-1. Imidlertid har en slik tilnærming til studiet av immunoaktive proteiner, sammen med velkjente fordeler, som måling av den virkelige biologiske aktiviteten til modne og aktive proteiner, høy reproduserbarhet under standardiserte forhold, sine ulemper. Disse inkluderer først og fremst følsomheten til cellelinjer ikke for ett cytokin, men for flere relaterte cytokiner, hvis biologiske effekter overlapper. I tillegg kan man ikke utelukke muligheten for å indusere produksjon av andre cytokiner av målceller, som kan forvrenge testparameteren (som regel er disse proliferasjon, cytotoksisitet, kjemotaksi). Vi kjenner ennå ikke alle cytokinene og ikke alle deres effekter, så vi vurderer ikke selve cytokinet, men den totale spesifikke biologiske aktiviteten. Dermed er vurderingen av biologisk aktivitet som den totale aktiviteten til forskjellige mediatorer (utilstrekkelig spesifisitet) en av ulempene med denne metoden. I tillegg er det ved bruk av cytokinsensitive linjer ikke mulig å oppdage ikke-aktiverte molekyler og bundne proteiner. Dette betyr at slike metoder ikke reflekterer den reelle produksjonen for en rekke cytokiner. En annen viktig ulempe ved å bruke cellelinjer er behovet for et cellekulturlaboratorium. I tillegg krever alle prosedyrer for å dyrke celler og inkubere dem med de studerte proteinene og media mye tid. Det bør også bemerkes at langvarig bruk av cellelinjer krever fornyelse eller re-sertifisering, siden de som et resultat av dyrking kan mutere og modifiseres, noe som kan føre til en endring i deres følsomhet for mediatorer og en reduksjon i nøyaktigheten. for å bestemme biologisk aktivitet. Imidlertid er denne metoden ideell for å teste den spesifikke biologiske aktiviteten til rekombinante mediatorer.

Kvantitativ bestemmelse av cytokiner ved bruk av antistoffer.

Cytokiner produsert av immunkompetente og andre celletyper frigjøres til det intercellulære rommet for parakrine og autokrine signalinteraksjoner. Ved konsentrasjonen av disse proteinene i blodserumet eller i et betinget miljø kan man bedømme arten av den patologiske prosessen og overskuddet eller mangelen på visse cellefunksjoner hos en pasient. Metoder for å bestemme cytokiner ved bruk av spesifikke antistoffer er for tiden de vanligste deteksjonssystemene for disse proteinene. Disse metodene gikk gjennom en hel rekke modifikasjoner ved bruk av forskjellige merker (radioisotop, fluorescerende, elektrokjemiluminescerende, enzymatisk, etc.). Hvis radioisotopmetoder har en rekke ulemper forbundet med bruken av en radioaktiv markør og den begrensede tiden for bruk av merkede reagenser (halveringstid), er enzymimmunoanalysemetoder de mest brukte. De er basert på visualisering av uløselige produkter av en enzymatisk reaksjon som absorberer lys med kjent bølgelengde i mengder som tilsvarer konsentrasjonen av analytten. Antistoffer belagt på en solid polymerbase brukes til å binde de målte stoffene, og antistoffer konjugert med enzymer, vanligvis alkalisk fosfatase eller pepperrotperoksidase, brukes til visualisering. Fordelene med metoden er åpenbare: det er en høy nøyaktighet ved bestemmelse under standardiserte forhold for lagring av reagenser og utførelse av prosedyrer, kvantitativ analyse og reproduserbarhet. Ulempene inkluderer det begrensede spekteret av bestemte konsentrasjoner, som et resultat av at alle konsentrasjoner som overstiger en viss terskel anses som like med det. Det skal bemerkes at tiden som kreves for å fullføre metoden varierer avhengig av produsentens anbefalinger. Men i alle fall snakker vi om flere timer som kreves for inkubering og vask av reagenser. I tillegg bestemmes latente og bundne former av cytokiner, som i deres konsentrasjon kan betydelig overstige frie former, hovedsakelig ansvarlige for mediatorens biologiske aktivitet. Derfor er det ønskelig å bruke denne metoden sammen med metoder for å vurdere den biologiske aktiviteten til mediatoren. En annen modifikasjon av immunoassay-metoden, som har funnet bred anvendelse, er den elektrokjemiluminescerende metoden (ECL) for bestemmelse av proteiner med antistoffer merket med ruthenium og biotin. Denne metoden har følgende fordeler sammenlignet med radioisotop- og enzymimmunoassays: enkel implementering, kort prosedyretid, ingen vaskeprosedyrer, lite prøvevolum, stort utvalg av bestemte cytokinkonsentrasjoner i serum og i et kondisjonert medium, høy sensitivitet av metoden og dens reproduserbarhet. Den vurderte metoden er akseptabel for bruk både i vitenskapelig forskning og i klinisk. Følgende metode for å evaluere cytokiner i biologiske medier er basert på strømningsfluorometriteknologi. Den lar deg evaluere opptil hundre proteiner i en prøve samtidig. For tiden er det laget kommersielle sett for bestemmelse av opptil 17 cytokiner. Imidlertid bestemmer fordelene med denne metoden også ulempene. For det første er dette møysommeligheten ved å velge optimale forhold for bestemmelse av flere proteiner, og for det andre er produksjonen av cytokiner kaskadet med produksjonstopper til forskjellige tider. Derfor er bestemmelsen av et stort antall proteiner på samme tid ikke alltid informativ. Det generelle kravet til immunoassay-metoder ved bruk av såkalte. "sandwich", er nøye utvalg av et par antistoffer, som lar deg bestemme enten den frie eller bundne formen til det analyserte proteinet, noe som legger begrensninger på denne metoden, og som alltid må tas i betraktning når du tolker dataene som er oppnådd . Disse metodene bestemmer den totale produksjonen av cytokiner av ulike celler, samtidig som antigenspesifikk produksjon av cytokiner av immunkompetente celler kun kan bedømmes tentativt. For tiden er ELISpot (Enzyme-Liked ImmunoSpot)-systemet utviklet, som i stor grad eliminerer disse manglene. Metoden tillater semi-kvantitativ vurdering av cytokinproduksjon på nivå med individuelle celler. Den høye oppløsningen til denne metoden gjør det mulig å evaluere antigenstimulert cytokinproduksjon, som er svært viktig for å vurdere en spesifikk immunrespons. Den neste metoden, mye brukt for vitenskapelige formål, er intracellulær bestemmelse av cytokiner ved flowcytometri. Dens fordeler er åpenbare. Vi kan fenotypisk karakterisere en populasjon av cytokinproduserende celler og/eller bestemme spekteret av cytokiner produsert av individuelle celler, og det er mulig å karakterisere denne produksjonen relativt. Imidlertid er den beskrevne metoden ganske komplisert og krever dyrt utstyr. Den neste serien av metoder, som hovedsakelig brukes til vitenskapelige formål, er immunhistokjemiske metoder som bruker merkede monoklonale antistoffer. Fordelene er åpenbare - bestemme produksjonen av cytokiner direkte i vev (in situ), hvor ulike immunologiske reaksjoner oppstår. Metodene som vurderes er imidlertid svært arbeidskrevende og gir ikke nøyaktige kvantitative data.

Bestemmelse av cytokiner ved enzymimmunanalyse.

CJSC "Vector-Best" under ledelse av T.G. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofeeva, M.Yu. Rukavishnikov jobber aktivt for bestemmelse av cytokiner. Cytokiner er en gruppe polypeptidmediatorer, ofte glykosylerte, med en molekylvekt på 8 til 80 kD. Cytokiner er involvert i dannelsen og reguleringen av kroppens forsvarsreaksjoner og dens homeostase. De er involvert i alle deler av den humorale og cellulære immunresponsen, inkludert differensiering av immunkompetente stamceller, antigenpresentasjon, celleaktivering og -proliferasjon, ekspresjon av adhesjonsmolekyler og akuttfaserespons. Noen av dem er i stand til å vise mange biologiske effekter i forhold til ulike målceller. Virkningen av cytokiner på celler utføres på følgende måter: autokrin - på cellen som syntetiserer og utskiller dette cytokinet; parakrine - på celler som ligger nær produsentcellen, for eksempel i fokus for betennelse eller i lymfoidorganet; endokrin fjernt - på cellene i alle organer og vev etter at cytokinet kommer inn i blodsirkulasjonen. Cytokinproduksjon og frigjøring er vanligvis forbigående og tett regulert. Cytokiner virker på cellen ved å binde seg til spesifikke reseptorer på den cytoplasmatiske membranen, og forårsaker derved en kaskade av reaksjoner som fører til induksjon, forbedring eller undertrykkelse av aktiviteten til en rekke gener regulert av dem. Cytokiner er preget av en kompleks nettverkskarakter av funksjon, der produksjonen av en av dem påvirker dannelsen eller manifestasjonen av aktiviteten til en rekke andre. Cytokiner er lokale mediatorer; derfor er det tilrådelig å måle nivåene deres i tilsvarende vev etter ekstraksjon av vevsproteiner fra biopsiprøver av de tilsvarende organene eller i naturlige væsker: urin, tårevæske, gingival lommevæske, bronkoalveolær skylling, vaginal sekresjon , ejakulerer, vask fra hulrom, spinal- eller leddvæsker osv. Ytterligere informasjon om tilstanden til kroppens immunsystem kan fås ved å studere blodcellenes evne til å produsere cytokiner in vitro. Plasmanivåer av cytokiner reflekterer den nåværende tilstanden til immunsystemet og utviklingen av beskyttende reaksjoner in vivo. Spontan produksjon av cytokiner av en kultur av mononukleære celler fra perifert blod gjør det mulig å vurdere tilstanden til de tilsvarende cellene. Økt spontan produksjon av cytokiner indikerer at cellene allerede er aktivert av antigenet in vivo. Den induserte produksjonen av cytokiner gjør det mulig å evaluere den potensielle evnen til de tilsvarende cellene til å reagere på antigen stimulering. Redusert in vitro cytokininduksjon kan for eksempel være et av kjennetegnene på en immunsvikttilstand. Derfor er begge alternativene for å studere nivåene av cytokiner både i sirkulerende blod og under deres produksjon av cellekulturer viktige med tanke på å karakterisere immunreaktiviteten til hele organismen og funksjonen til individuelle deler av immunsystemet. Inntil nylig var noen få grupper av forskere engasjert i studiet av cytokiner i Russland, siden biologiske forskningsmetoder er svært arbeidskrevende, og importerte immunkjemiske sett er veldig dyre. Med bruken av tilgjengelige innenlandske enzymimmunoassay-sett, viser utøvere økende interesse for studiet av cytokinprofilen. For øyeblikket ligger den diagnostiske betydningen av å vurdere nivået av cytokiner i å fastslå selve faktumet av en økning eller reduksjon i konsentrasjonen deres hos en gitt pasient med en spesifikk sykdom. Dessuten, for å vurdere alvorlighetsgraden og forutsi sykdomsforløpet, er det tilrådelig å bestemme konsentrasjonen av både anti- og pro-inflammatoriske cytokiner i patologiens dynamikk. For eksempel bestemmes innholdet av cytokiner i det perifere blodet av tidspunktet for eksacerbasjon, reflekterer dynamikken i den patologiske prosessen i magesår og andre sykdommer i mage-tarmkanalen. I de tidligste periodene med eksacerbasjon råder en økning i innholdet av interleukin-1beta (IL-1beta), interleukin-8 (IL-8), deretter konsentrasjonen av interleukin-6 (IL-6), gamma-interferon (gamma). -IFN), og tumornekrosefaktor øker -alfa (alfa-TNF). Konsentrasjonen av interleukin-12 (IL-12), gamma-IFN, alfa-TNF nådde sitt maksimum på høyden av sykdommen, mens innholdet av akuttfasemarkører i denne perioden nærmet seg normale verdier. På toppen av forverringen oversteg nivået av alfa-TNF betydelig innholdet av interleukin-4 (IL-4) både i blodserumet og direkte i det berørte vevet i periulcus-sonen, hvoretter det gradvis begynte å avta. Etter hvert som akuttfasefenomenene avtok, intensiverte reparasjonsprosessene, økningen i konsentrasjonen av IL-4 økte. Ved å endre cytokinprofilen kan man bedømme effektiviteten og hensiktsmessigheten av kjemoterapi. Når du utfører cytokinterapi, for eksempel under terapi med alfa-interferon (alfa-IFN), er det nødvendig å kontrollere både nivået av innholdet i det sirkulerende blodet og produksjonen av antistoffer mot alfa-IFN. Det er kjent at med utviklingen av et stort antall av disse antistoffene, slutter interferonterapi ikke bare å være effektiv, men kan også føre til autoimmune sykdommer. Nylig har nye medikamenter blitt utviklet og blir introdusert i praksis, som på en eller annen måte endrer kroppens cytokinstatus. For eksempel, for behandling av revmatoid artritt, foreslås et medikament basert på antistoffer mot alfa-TNF, designet for å fjerne alfa-TNF, som er involvert i ødeleggelsen av bindevev. Imidlertid, både i henhold til våre data og i henhold til litteraturen, har ikke alle pasienter med kronisk revmatoid artritt et forhøyet nivå av alfa-TNF, derfor kan en reduksjon i nivået av alfa-TNF for denne pasientgruppen forverre ytterligere ubalanse i immunsystemet. Riktig cytokinbehandling innebærer således kontroll av cytokinstatusen til kroppen under behandling. Den beskyttende rollen til pro-inflammatoriske cytokiner manifesterer seg lokalt, i fokus for betennelse, men deres systemiske produksjon fører ikke til utvikling av anti-infeksiøs immunitet og forhindrer ikke utviklingen av bakterielt toksisk sjokk, som er årsaken til tidlig dødelighet hos kirurgiske pasienter med purulente-septiske komplikasjoner. Grunnlaget for patogenesen av kirurgiske infeksjoner er lanseringen av cytokinkaskaden, som inkluderer på den ene siden pro-inflammatoriske og på den andre siden anti-inflammatoriske cytokiner. Balansen mellom disse to motsatte gruppene bestemmer i stor grad arten av forløpet og resultatet av purulente-septiske sykdommer. Bestemmelse av konsentrasjonen i blodet av ett cytokin fra disse gruppene (for eksempel alfa-TNF eller IL-4) vil imidlertid ikke reflektere tilstanden til hele cytokinbalansen tilstrekkelig. Derfor er det nødvendig med en engangsvurdering av nivået til flere meklere (minst 2-3 av de motstående undergruppene). CJSC "Vector-Best" har utviklet og kommersielt produsert sett med reagenser for kvantitativ bestemmelse av: tumornekrosefaktor-alfa (sensitivitet - 2 pg/ml, 0–250 pg/ml); interferon gamma (følsomhet - 5 pg / ml, 0-2000 pg / ml); interleukin-4 (følsomhet - 2 pg / ml, 0-400 pg / ml); interleukin-8 (følsomhet - 2 pg / ml, 0-250 pg / ml); interleukin-1 reseptorantagonist (IL-1RA) (følsomhet - 20 pg / ml, 0-2500 pg / ml); alfa-interferon (følsomhet - 10 pg / ml, 0-1000 pg / ml); autoimmune antistoffer mot alfa-interferon (følsomhet - 2 ng / ml, 0-500 ng / ml). Alle settene er designet for å bestemme konsentrasjonen av disse cytokinene i humane biologiske væsker, i kultursupernatanter når man studerer evnen til humane cellekulturer til å produsere cytokiner in vitro. Analyseprinsippet er en "sandwich"-versjon av en fastfase tre-trinns (inkubasjonstid - 4 timer) eller to-trinns (inkubasjonstid - 3,5 timer) enzymimmunanalyse på plater. Analysen krever 100 µl kroppsvæske eller kultursupernatant per brønn. Regnskap for resultater - spektrofotometrisk ved en bølgelengde på 450 nm. I alle sett er kromogenet tetrametylbenzidin. Holdbarheten til settene våre er økt til 18 måneder fra utstedelsesdatoen og 1 måned etter bruksstart. En analyse av litteraturdataene viste at innholdet av cytokiner i blodplasmaet til friske mennesker avhenger både av settene som brukes for å bestemme dem og av regionen der disse menneskene bor. Derfor, for å bestemme verdiene av normale konsentrasjoner av cytokiner i innbyggere i vår region, en analyse av tilfeldige plasmaprøver (fra 80 til 400 prøver) av praktisk talt friske blodgivere, representanter for ulike sosiale grupper i alderen 18 til 60 år uten kliniske manifestasjoner av grov somatisk patologi og fravær av HBsAg, ble utført antistoffer mot HIV, hepatitt B og C-virus.

Tumornekrosefaktor-alfa.

TNF-alfa er et pleiotropisk pro-inflammatorisk cytokin som består av to forlengede b-kjeder med en molekylvekt på 17 kDa og utfører regulatoriske og effektorfunksjoner i immunresponsen og betennelsen. De viktigste produsentene av alfa-TNF er monocytter og makrofager. Dette cytokinet skilles også ut av lymfocytter og blodgranulocytter, naturlige mordere, T-lymfocyttcellelinjer. De viktigste induktorene av alfa-TNF er virus, mikroorganismer og deres metabolske produkter, inkludert bakteriell lipopolysakkarid. I tillegg kan noen cytokiner, som IL-1, IL-2, granulocytt-makrofag kolonistimulerende faktor, alfa- og beta-IFN, også spille rollen som induktorer. Hovedretningene for biologisk aktivitet av alfa-TNF: viser selektiv cytotoksisitet mot visse tumorceller; aktiverer granulocytter, makrofager, endotelceller, hepatocytter (produksjon av akuttfaseproteiner), osteoklaster og kondrocytter (resorpsjon av bein og bruskvev), syntese av andre pro-inflammatoriske cytokiner; stimulerer spredning og differensiering av: nøytrofiler, fibroblaster, endotelceller (angiogenese), hematopoietiske celler, T- og B-lymfocytter; øker strømmen av nøytrofiler fra benmargen til blodet; har antitumor og antiviral aktivitet in vivo og in vitro; deltar ikke bare i beskyttende reaksjoner, men også i prosessene med ødeleggelse og reparasjon som følger med betennelse; fungerer som en av mediatorene for vevsdestruksjon, vanlig ved langvarig, kronisk betennelse.

Ris. 1. Fordeling av alfa-TNF-nivå

i plasma til friske givere.

Et økt nivå av alfa-TNF observeres i blodserumet under en posttraumatisk tilstand, med pulmonal dysfunksjon, brudd på det normale svangerskapet, onkologiske sykdommer og bronkial astma. Nivået av alfa-TNF 5–10 ganger høyere enn normalt observeres under forverring av den kroniske formen av viral hepatitt C. I perioden med forverring av sykdommer i mage-tarmkanalen overstiger konsentrasjonen av alfa-TNF i serum normen med i gjennomsnitt 10 ganger, og hos noen pasienter - med 75–80 ganger. Høye konsentrasjoner av alfa-TNF finnes i cerebrospinalvæsken hos pasienter med multippel sklerose og cerebrospinal meningitt, og hos pasienter med revmatoid artritt - i leddvæsken. Dette antyder involvering av alfa-TNF i patogenesen av en rekke autoimmune sykdommer. Hyppigheten av påvisning av alfa-TNF i blodserumet, selv med alvorlig betennelse, overstiger ikke 50%, med indusert og spontan produksjon - opptil 100%. Utvalget av alfa-TNF-konsentrasjoner var 0–6 pg/ml, gjennomsnittet var 1,5 pg/ml (fig. 1).

Gamma interferon.

Ris. 2. Fordeling av gamma-INF-nivå

i plasma til friske givere.

Interleukin-4

IL-4 er et glykoprotein med en molekylvekt på 18–20 kD, en naturlig hemmer av betennelse. Sammen med gamma-IFN er IL-4 et nøkkelcytokin produsert av T-celler (hovedsakelig TH-2-lymfocytter). Den støtter TH-1/TH-2 balanse. Hovedretningene for den biologiske aktiviteten til IL-4: øker eosinofili, akkumulering av mastceller, sekresjon av IgG4, humoral immunrespons mediert av TH-2-celler; har lokal antitumoraktivitet, stimulerer populasjonen av cytotoksiske T-lymfocytter og tumorinfiltrasjon av eosinofiler; hemmer frigjøringen av inflammatoriske cytokiner (alfa-TNF, IL-1, IL-8) og prostaglandiner fra aktiverte monocytter, produksjonen av cytokiner av TH-1-lymfocytter (IL-2, gamma-IFN, etc.).

Ris. 3. Fordeling av nivået av IL-4 i plasma

sunne givere.

Forhøyede nivåer av IL-4 både i serum og i stimulerte lymfocytter kan observeres ved allergiske sykdommer (spesielt ved forverring), som bronkial astma, allergisk rhinitt, høysnue, atopisk dermatitt og sykdommer i mage-tarmkanalen. Nivået av IL-4 er også markant økt hos pasienter med kronisk hepatitt C (CHC). I perioder med forverring av CHC øker mengden med nesten 3 ganger sammenlignet med normen, og under remisjon av CHC synker nivået av IL-4, spesielt på bakgrunn av pågående behandling med rekombinant IL-2. Utvalget av IL-4-konsentrasjoner var 0–162 pg/ml, gjennomsnittet var 6,9 pg/ml, normalområdet var 0–20 pg/ml (fig. 3).

Interleukin-8

IL-8 refererer til kjemokiner, er et protein med en molekylvekt på 8 kD. IL-8 produseres av mononukleære fagocytter, polymorfonukleære leukocytter, endotelceller og andre celletyper som respons på en rekke stimuli, inkludert bakterier og virus og deres metabolske produkter, inkludert pro-inflammatoriske cytokiner (f.eks. IL-1, TNF- alfa). Hovedrollen til interleukin-8 er å forbedre leukocyttkjemotaksi. Det spiller en viktig rolle ved både akutt og kronisk betennelse. Forhøyede nivåer av IL-8 er observert hos pasienter med bakterielle infeksjoner, kroniske lungesykdommer og sykdommer i mage-tarmkanalen. Plasma IL-8 nivåer øker hos pasienter med sepsis, og de høye konsentrasjonene korrelerer med økt dødelighet. Resultatene av måling av innholdet av IL-8 kan brukes til å overvåke behandlingsforløpet og forutsi utfallet av sykdommen. Det ble således funnet økt innhold av IL-8 i tårevæsken hos alle pasienter med gunstig forløp av hornhinnesår. Hos alle pasienter med et komplisert forløp av hornhinnesår var konsentrasjonen av IL-8 8 ganger høyere enn hos pasienter med gunstig sykdomsforløp. Dermed kan innholdet av pro-inflammatoriske cytokiner (spesielt IL-8) i tårevæsken i hornhinnesår brukes som et prognostisk kriterium for forløpet av denne sykdommen.

Ris. 4. Fordeling av nivået av IL-8 in

plasma fra friske givere (Novosibirsk).

I følge våre og litteraturdata er IL-8 i blodserumet til friske mennesker ekstremt sjelden; spontan produksjon av IL-8 av mononukleære blodceller er observert hos 62% og indusert - hos 100% av friske givere. Konsentrasjonsområdet for IL-8 var 0–34 pg/ml, gjennomsnittet var 2 pg/ml, normalområdet var 0–10 pg/ml (fig. 4).

Ris. 5. Fordeling av nivået av IL-8 i plasma

friske givere (Rubtsovsk).

Interleukin-1 reseptorantagonist.

IL-1RA tilhører cytokiner og er et oligopeptid med en molekylvekt på 18–22 kD. IL-1RA er en endogen hemmer av IL-1, produsert av makrofager, monocytter, nøytrofiler, fibroblaster og epitelceller. IL-1RA hemmer den biologiske aktiviteten til interleukinene IL-1alfa og IL-1beta, og konkurrerer med dem om binding til cellereseptoren.

Ris. 6. Fordeling av IL-1RA nivå

i plasma til friske givere

Produksjonen av IL-1RA stimuleres av mange cytokiner, virale produkter og akuttfaseproteiner. IL-1RA kan uttrykkes aktivt i inflammatoriske foci i mange kroniske sykdommer: revmatoid og juvenil kronisk artritt, systemisk lupus erythematosus, iskemiske hjernelesjoner, inflammatorisk tarmsykdom, bronkial astma, pyelonefritt, psoriasis og andre. Ved sepsis er den høyeste økningen i IL-1RA notert - opp til 55 ng / ml i noen tilfeller, og det ble funnet at forhøyede konsentrasjoner av IL-1RA korrelerer med en gunstig prognose. Et høyt nivå av IL-1RA er observert hos kvinner som lider av høy grad av fedme, og dette nivået synker markant innen 6 måneder etter fettsuging. Konsentrasjonsområdet for IL-1RA var 0–3070 pg/ml, gjennomsnittet var 316 pg/ml. Normalområdet er 50–1000 pg/mL (fig. 6).

Alfa interferon.

Alpha-IFN er et monomert ikke-glykosylert protein med en molekylvekt på 18 kD, som syntetiseres hovedsakelig av leukocytter (B-lymfocytter, monocytter). Dette cytokinet kan også produseres av praktisk talt enhver celletype som respons på passende stimulering; intracellulære virusinfeksjoner kan være kraftige stimulatorer av alfa-IFN-syntese. Alpha-IFN-induktorer inkluderer: virus og deres produkter, blant hvilke den ledende plassen er okkupert av dobbelttrådet RNA produsert under viral replikasjon, samt bakterier, mykoplasma og protozoer, cytokiner og vekstfaktorer (som IL-1, IL- 2, alfa -TNF, kolonistimulerende faktorer, etc.). Den første defensive reaksjonen av kroppens ikke-spesifikke antibakterielle immunrespons inkluderer induksjon av alfa- og beta-IFN. I dette tilfellet produseres det av antigenpresenterende celler (makrofager) som har fanget bakteriene. Interferoner (inkludert alfa-IFN) spiller en viktig rolle i den uspesifikke delen av den antivirale immunresponsen. De øker antiviral resistens ved å indusere syntesen av enzymer i celler som hemmer dannelsen av nukleinsyrer og proteiner av virus. I tillegg har de en immunmodulerende effekt, øker ekspresjonen av antigener av det store histokompatibilitetskomplekset i celler. En endring i innholdet av alfa-IFN ble funnet i hepatitt og levercirrhose av viral etiologi. På tidspunktet for forverring av virusinfeksjoner øker konsentrasjonen av dette cytokinet betydelig hos de fleste pasienter, og i løpet av rekonvalesensperioden faller det til et normalt nivå. Sammenhengen mellom serumnivået av alfa-IFN og alvorlighetsgraden og varigheten av influensainfeksjon er vist.

Ris. 7. Fordeling av alfa-INF nivå

i plasma til friske givere.

En økning i konsentrasjonen av alfa-IFN er notert i serumet til de fleste pasienter som lider av autoimmune sykdommer som polyartritt, revmatoid artritt, spondylose, psoriasisartritt, polymyalgia rheumatica og sklerodermi, systemisk lupus erythematosus og systemisk vaskulitt. Et høyt nivå av dette interferonet er også observert hos noen pasienter under en forverring av magesår og kolelithiasis. Utvalget av alfa-IFN-konsentrasjoner var 0–93 pg/ml, gjennomsnittet var 20 pg/ml. Normalområdet er opptil 45 pg/ml (fig. 7).

Antistoffer mot alfa-IFN.

Antistoffer mot alfa-IFN kan påvises i sera fra pasienter med somatisk lupus erythematosus. Spontan induksjon av antistoffer mot alfa-IFN er også observert i sera fra pasienter med ulike former for kreft. I noen tilfeller ble det funnet antistoffer mot alfa-IFN i sera fra HIV-infiserte pasienter, samt i cerebrospinalvæsken og sera fra pasienter med meningitt i den akutte fasen, i sera fra pasienter med kronisk polyartritt.

Ris. 8. Fordeling av nivået av antistoffer mot alfa-IFN

i plasma til friske givere.

Alpha-IFN er et av de effektive antivirale og antitumorterapeutiske legemidlene, men langvarig bruk kan føre til produksjon av spesifikke antistoffer mot alfa-IFN. Dette reduserer effektiviteten av behandlingen, og gir i noen tilfeller ulike bivirkninger: fra influensalignende til utvikling av autoimmune sykdommer. I lys av dette er det under INF-terapi viktig å kontrollere nivået av antistoffer mot alfa-IFN i pasientens kropp. Dannelsen deres avhenger av typen medikament som brukes i terapien, varigheten av behandlingen og typen sykdom. Konsentrasjonsområdet for antistoffer mot alfa-IFN var 0–126 ng/ml, gjennomsnittet var 6,2 ng/ml. Normalområdet er opptil 15 ng/ml (fig. 8). Evaluering av nivået av cytokiner ved bruk av reagenssett kommersielt produsert av ZAO Vector-Best tillater en ny tilnærming til studiet av tilstanden til kroppens immunsystem i klinisk praksis.

Immunotropiske legemidler basert på cytokiner.

Interessant arbeid. S. Simbirtseva, Statens forskningsinstitutt for svært rene biopreparater ved Helsedepartementet i Russland, St. Petersburg) forstyrrelse av vevsintegritet. Denne nye klassen av regulatoriske molekyler ble skapt av naturen i løpet av millioner av år med evolusjon og har ubegrenset potensiale for bruk som medikamenter. Innenfor immunsystemet formidler cytokiner forholdet mellom uspesifikke forsvarsresponser og spesifikk immunitet, og virker i begge retninger. På kroppsnivå kommuniserer cytokiner mellom immun-, nerve-, endokrine, hematopoietiske og andre systemer og tjener til å involvere dem i organisering og regulering av forsvarsreaksjoner. Den intensive studien av cytokiner har alltid vært drevet av de lovende utsiktene til deres kliniske bruk i behandlingen av utbredte sykdommer, inkludert kreft, infeksjonssykdommer og immunsviktsykdommer. Flere cytokinpreparater er registrert i Russland, inkludert interferoner, kolonistimulerende faktorer, interleukiner og deres antagonister og tumornekrosefaktor. Alle cytokinpreparater kan deles inn i naturlige og rekombinante. Naturlige er preparater med ulik grad av rensing hentet fra kulturmediet av stimulerte eukaryote celler, hovedsakelig humane celler. De største ulempene er lav rensingsgrad, umuligheten av standardisering på grunn av det store antallet komponenter, og bruken av blodkomponenter i produksjonen. Tilsynelatende er fremtiden for cytokinterapi assosiert med genetisk konstruerte medisiner oppnådd ved hjelp av de siste fremskrittene innen bioteknologi. I løpet av de siste to tiårene har genene til de fleste cytokiner blitt klonet og det er oppnådd rekombinante analoger som fullstendig gjentar de biologiske egenskapene til naturlige molekyler. I klinisk praksis er det tre hovedområder for bruk av cytokiner:

1) cytokinterapi for å aktivere kroppens forsvarsreaksjoner, immunmodulering, eller for å kompensere for mangelen på endogene cytokiner,

2) anticytokin immunsuppressiv terapi rettet mot å blokkere den biologiske virkningen av cytokiner og deres reseptorer,

3) cytokin genterapi for å forbedre antitumor immunitet eller korrigere genetiske defekter i cytokinsystemet.

En rekke cytokiner kan brukes i klinikken for systemisk og lokal bruk. Systemisk administrering rettferdiggjør seg i tilfeller hvor det er nødvendig å sikre virkningen av cytokiner i flere organer for mer effektiv aktivering av immunitet, eller for å aktivere målceller lokalisert i forskjellige deler av kroppen. I andre tilfeller har topisk applikasjon en rekke fordeler, siden den gjør det mulig å oppnå en høy lokal konsentrasjon av det aktive prinsippet, målrette målorganet og unngå uønskede systemiske manifestasjoner. For tiden regnes cytokiner som et av de mest lovende medikamentene for bruk i klinisk praksis.

Konklusjon.

Dermed er det for tiden ingen tvil om at cytokiner er de viktigste faktorene for immunopatogenese. Studiet av nivået av cytokiner gjør det mulig å skaffe informasjon om den funksjonelle aktiviteten til ulike typer immunkompetente celler, forholdet mellom aktiveringsprosessene til T-hjelper type I og II, som er svært viktig i differensialdiagnosen av en rekke smittsomme og immunopatologiske prosesser. Cytokiner er spesifikke proteiner som cellene i immunsystemet kan utveksle informasjon med hverandre og samhandle med. I dag er det oppdaget mer enn hundre forskjellige cytokiner, som konvensjonelt deles inn i pro-inflammatorisk (fremkaller betennelse) og anti-inflammatorisk (forebygger betennelse). Så de forskjellige biologiske funksjonene til cytokiner er delt inn i tre grupper: de kontrollerer utviklingen og homeostasen av immunsystemet, kontrollerer veksten og differensieringen av blodceller (hematopoiesis-systemet), og deltar i ikke-spesifikke beskyttende reaksjoner i kroppen , påvirker betennelse, blodkoagulasjon, blodtrykk.

Liste over brukt litteratur.

S.V. Belmer, A.S. Simbirtsev, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mikhailov. / Russian State Medical University State Research Center of Coloproctology, Moskva og State Research Institute of Highly Pure Biological Products, St. Petersburg.

S.V. Sennikov, A.N. Silkov // Journal "Cytokines and Inflammation", 2005, nr. 1 T. 4, nr. 1. S. 22-27.

T.G. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofeeva, M.Yu. Rukavishnikov, materialer fra ZAO Vector-Best.

A. S. Simbirtsev, Statens forskningsinstitutt for svært rene biopreparater ved Helsedepartementet i Russland, St. Petersburg.

Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S. State Research Institute of Highly Pure Biopreparations, St. Petersburg.

T.A. Shumatova, V.B. Shumatov, E.V. Markelova, L.G. Sukhoteplaya. Avdeling for anestesiologi og intensivbehandling, Vladivostok State Medical University.

Arbeidet brukte materialer fra nettstedet http://humbio.ru/humbio/spid/000402c2.htm

visse patogener av infeksjonssykdommer. Så, norsulfazol...

1. Antiviral immunitet molekylære og cellulære mekanismer, utviklingsmønstre og immunopatologi

   Sammendrag >> Medisin, helse

   ... "nettsted" refererer til et spesifikt nettsted sikker polypeptid (antigen) som ... sine tidlige stadier. Cytokiner og kjemokiner. Annen cytokiner, i tillegg til interferoner, ... produsert av dem per tidsenhet cytokiner bestemmer intensiteten av spredning og...

2. Studie av årsakene til benmargsfibrose ved myeloproliferative sykdommer ved å analysere effekten av blodplatefaktorer på mesenkymale stamceller

   Lekser >> Medisin, helse

   En rekke konsentrasjon; - kvantitativ definisjon protein i eksperimentelle systemer, ... føre til forlenget virkning cytokin, som forsterker prosessen med fibrose ... blodplater. Også høyere innhold cytokin funnet i urin...

3. Patogenesen av tuberkulose hos mennesker

   Sammendrag >> Medisin, helse

   Men næring er også mulig. sikker spiller en rolle i aerogen infeksjon ... spiller, utskilt av makrofager og monocytter cytokin– tumornekrosefaktor (TNFα). ... ioner, hver celle har sikker transportsystem...

"Cytokinsystemet. Klassifisering. Hoved
egenskaper. Virkningsmekanismer. Typer cytokin
regulering. Produsent- og målceller.
Cytokinregulering av betennelse og immunforsvar
respons."
Syklus 1 - Immunologi.
Leksjon #3 a.

Cytokiner

Signalerende (bioregulatoriske) molekyler,
administrere nesten alle prosesser i
organisme - embryogenese, hematopoiesis,
prosesser for modning og differensiering
celler, celleaktivering og død, initiering og
vedlikehold av ulike typer immunrespons,
utvikling av betennelse, reparasjonsprosesser,
vevsremodellering, arbeidskoordinering
immuno - neuro - endokrine systemer på nivået
organismen som helhet.

Cytokiner

Løselige glykoproteiner (mer enn 1300 molekyler, 550 kDa) av ikke-immunoglobulin natur,
frigjort av vertscellene
med lav ikke-enzymatisk aktivitet
konsentrasjoner (fra picomolar til nanomolar),
virker gjennom spesifikke reseptorer
målceller som regulerer ulike funksjoner
kroppsceller.
Omtrent 200 cytokiner er for tiden kjent.

Cytokiner og livssyklusen
celler
Cytokiner - bioregulatoriske
molekyler som kontrollerer
ulike stadier av livssyklusen
celler:
differensieringsprosesser.
spredningsprosesser.
funksjonelle prosesser
aktivering.
celledødsprosesser.
Cytokiner og immunresponsen
Cytokiner spiller en viktig rolle i
utføre reaksjoner som
medfødt også
adaptiv immunitet.
Cytokiner gir
forholdet mellom medfødt og
adaptivt immunforsvar
svar.

Egenskaper til cytokiner

Karakterisert av en kort periode
halvt liv:
cytokiner raskt
er inaktivert og
er ødelagt.
De fleste cytokinene
opererer lokalt
(parakrin - på celler
mikromiljø).
Det er flere cytokiner enn
reseptorer (mange cytokiner
bruk felles
reseptorunderenheter) på
målceller for
signaliserer til kjernen
målceller
Pleiotropi er den eneste
molekylet kan forårsake
mange effekter gjennom
aktivering av ulike gener i
målceller
Funksjonskonvergens - Diverse
cytokinmolekyler kan
opptre i kroppen
lignende funksjoner
Polysfærisme - mange
cytokiner kan
produseres av den samme
samme celle som svar på en
stimulus

Pleiotropi av cytokiner på eksemplet med interferon-gamma

granulocytter
endotel
aktivering
aktivering
Sekresjon
interferon-gamma
makrofager
aktivering
NK
aktivering
mange celletyper
forfremmelse
antiviralt
aktivitet
T-celleaktivering
mange celletyper
differensiering
I celler
uttrykksinduksjon
MHC I eller MHC II

Typer cytokinregulering

Parakrin regulering (i
fleste tilfeller
cytokiner virker lokalt,
på stedet for betennelse).
Autokrin regulering -
cytokin produseres
celle, for ham er cellen produsent av dette
cytokin uttrykker
reseptorer, som et resultat
cytokin virker på cellen
produserer det.
Endokrin regulering -
forsinket handling:
interleukin 1 -beta -
endogent pyrogen
(påvirker senteret
termoregulering i hjernen
hjerne),
interleukin 6 virker på
hepatocytter, som forårsaker syntesen
akuttfaseproteiner
vekstfaktorer
virke på benmargen
aktivere hematopoiesis, etc.

10. Forstå cytokinsystemet i klinisk praksis

Viktig for klinisk praksis
spore hovedkjeden
interaksjoner i
immunopatogenese
sykdommer:
1. Produsentceller
cytokiner.
2. Cytokiner og deres antagonister.
3. Målceller,
uttrykker reseptorer
cytokiner.
4. Produsert av cytokiner
effekter på kroppsnivå.
Formål: utvikling og implementering i
praktisering av nye strategier
sykdomsbehandling:
cytokinbehandling
(klinisk bruk)
cytokinpreparater)
eller
anticytokinbehandling
(klinisk bruk)
cytokinantagonister eller
monoklonale antistoffer mot
cytokiner).

11. Hovedtyper av cytokiner - vanlige forkortelser: interleukiner

I tidligere
klassifikasjoner av cytokiner
divisjon ble brukt
i henhold til prinsippet om celler
syntetisere cytokiner:
lymfokiner (cytokiner,
utskilles hovedsakelig
aktivert T
hjelper lymfocytter)
og
monokiner (cytokiner,
skilles ut av celler
monocytiske makrofager)
Denne tilnærmingen er ikke alltid berettiget.
når det gjelder cytokiner
preget av delvis
funksjon overlapping.
Som et resultat ble det introdusert
enkeltbegrepet "interleukiner"
IL (eller IL):
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1
5,16,17 …..35
Begrepet "interleukiner" betyr
molekylene som er involvert i
relasjoner, samtaler
mellom leukocytter.

12. Hovedtypene av cytokiner - generelt aksepterte forkortelser:

tumor nekrose faktorer
(TNF eller TNF)
TNF- (kakektin)
TNF- (lymfotoksin)
Interferoner (IFN eller IFN)
IFN-er og IFN-er
IFN
transformerende vekst
faktorer:
transformerende
vekstfaktor -alfa -
TGF-
transformerende
vekstfaktor -beta -
TGF-
-kjemokiner:
IL-8
NAP-2 (nøytrofilaktiverende
protein-2)
PF-4 (blodplatefaktor 4)

13. Hovedtypene av cytokiner - generelt aksepterte forkortelser:

kolonistimulerende
faktorer:
G-CSF - granulocyttkoloni
stimulerende faktor
GM - CSF - granulocytt makrofagkolonistimulerende
faktor
M - CSF - makrofagkoloni
stimulerende faktor
Multi-CSF-IL-3
Lymfokiner skilles ut i
stort sett aktivert T h
celler:
MAF - makrofagaktiverende
faktor
MCF - makrofagkjemotaktisk
faktor
MMIF-makrofag migrasjon
inhiberingsfaktor
LMIF- leukocyttmigrering
inhiberingsfaktor

14. Hovedtypene av cytokiner - generelt aksepterte forkortelser:

Polypeptidvekst
cellefaktorer:
en FGF - sur fibroblast
vekstfaktor
b FGF - basisk fibroblast
vekstfaktor
EGF - epidermal vekst
faktor
NGF – nervevekstfaktor
PDGF-blodplate-avledet
vekstfaktor
VEGF - vaskulær endotel
vekstfaktor
Moderne hjemlige bøker og
magasiner

15. Klassifisering av cytokiner basert på deres biologiske effekter

1. Interleukiner (IL-1 ÷
IL-35) - signal
molekyler,
opererer mellom
leukocytter.
2. Faktorer ved nekrose
svulster - cytokiner med
cellegift og
regulatoriske
handling (TNF).
3. Interferoner -
antiviralt
cytokiner:
type 1 - IFN α, β, etc.
2 typer - IFN γ
4. Stamcellevekstfaktorer (IL-3, IL
-7, IL-11, erytropoietin, trombopoietin,
kolonistimulerende faktorer (CSF): GMCSF (granulocytt-makrofag
kolonistimulerende faktor), G-CSF
(granulocytisk CSF), M-CSF
(makrofag CSF), regulerende
hematopoiesis.
5. Kjemokiner (CC, CXC (IL-8), CX3C, C),
regulerer kjemotakse av forskjellige celler.
6. Cellevekstfaktorer (vekstfaktor
fibroblaster, vekstfaktor
endotelceller, vekstfaktor
epidermis, etc.), transformerer
vekstfaktor - er involvert i reguleringen
vekst, differensiering av ulike celler.

16. Klassifisering av cytokiner basert på deres rolle i reguleringen av betennelse

Pro-inflammatorisk
Er syntetisert
hovedsakelig
aktiverte celler
monocytt/makrofag
rad og øke
inflammatorisk aktivitet
prosess.
Pro-inflammatoriske cytokiner
mye mer enn
anti-inflammatorisk.
Anti-inflammatorisk
Mest T-celle
cytokiner som reduserer
betennelsesaktivitet.
IL-10,
THF β (transformerer
vekstfaktor beta);
samt reseptor
interleukin-1-antagonist
(JERNE).

17. Cytokiner med regulatorisk (anti-inflammatorisk) aktivitet

cytokin
effekten
IL-10
undertrykker produksjonen
cytokiner, undertrykker
aktivering av type 1 T-hjelpere
TRF – beta 1
(transformativ
vekstfaktor-beta 1)
hemmer aktiveringen av hjelpertype 1 og 2,
stimulerer veksten
fibroblaster

18. 1. Cytokiner av medfødt immunitet

De viktigste produserende cellene er celler
myeloide
opprinnelse.
Etter aktivering
bildegjenkjennende
reseptorer
starter
intracellulært
signalkaskade,
fører til
genaktivering
pro-inflammatorisk
cytokiner og
interferon type 1
(α ; β osv.).

19. IMMUNITETSRESEPTORER ANERKJENNING AV PATOGENER

patogener
Patogen-assosiert
molekylære strukturer eller mønstre
(PAMPs)
Mønstergjenkjennende reseptorer (PRR):
1. Løselig (komplementsystem)
2. Membran (TLR - toll-lignende reseptorer, CD14)
3. Intracellulært (NOD, etc.).

20.

Toll-lignende reseptor signalveier
Dimere av tolllignende reseptorer
Mobil
membran
TIR-domener
MinD88
IRAK-1
TRIF
IRAK-4
TRAF6
TAK1
IKKa
JNK
TBK
1
IKKb
IRF3
AP-1
NFkB
Uttrykk av gener av cytokiner fra IL-1-familien,
pro-inflammatoriske cytokiner og kjemokiner
ANTIBAKTERIELL BESKYTTELSE
Uttrykk av interferon-gener
ANTI-VIRUS BESKYTTELSE

21. Funksjonell aktivitet av pro-inflammatoriske cytokiner avhengig av deres konsentrasjon - lokal og systemisk virkning

På lokalt nivå
Den tidligste effekten
pro-inflammatoriske cytokiner
er å øke limet
egenskaper til endotelet og tiltrekning
aktiverte celler i fokus
betennelse fra det perifere
blod.
Pro-inflammatoriske cytokiner
kontrollere lokal betennelse
dens typiske manifestasjoner
(hevelse, rødhet, utseende
smertesyndrom).
På systemnivå
Med økende konsentrasjon
pro-inflammatorisk
cytokiner i blodet
de fungerer praktisk
alle organer og systemer
deltar i
opprettholde homeostase
Et eksempel på avhengigheten av effektene av pro-inflammatoriske cytokiner på deres
blodnivåer kan tjene som tumornekrosefaktor-alfa

22.

PLASMA-NIVÅER AV PRO-INFLAMMATORISKE CYTOKINER
10-7 M
TNF
10-8 M
10-9 M
lokal betennelse
Systematisk
inflammatorisk
reaksjon
Septisk sjokk
aktivering av fagocytose og
oksygenprodukter
radikaler. Gevinst
uttrykk for molekyler
adhesjon til endotelet.
Stimulering av syntese
cytokiner og kjemokiner.
Økning i stoffskiftet
bindevev.
Feber.
Økende nivåer
steroidhormoner.
Leukocytose.
Synteseøkning
akutt fase
proteiner.
Redusert kontraktilitet
myokard og vaskulære glatte muskelceller.
Økning i permeabilitet
endotel. Brudd
mikrosirkulasjon. Høsten
blodtrykk.
Hypoglykemi.

23. Rollen til noen cytokiner i patogenesen av inflammatoriske responser: Styrking av reaksjonene til den medfødte immunresponsen

cytokin
effekten
IL-6
Akutt faserespons (virkning på hepatocytter)
IL-8
Kjemotaksefaktor for nøytrofiler og andre leukocytter
Nekrosefaktor
svulster -
alfa(TNF-α)
Aktiverer nøytrofiler, endotelceller, hepatocytter
(produksjon av akuttfaseproteiner), katabolsk
effekt - fører til kakeksi
Interferonalfa (IFNa)
Aktiverer makrofager, endotelceller, naturlig
mordere

24. Interleukin-1-beta: egenskaper

Celle - mål
effekten
makrofager,
fibroblaster,
osteoblaster,
epitel
spredning, aktivering
osteoklaster
Styrking av prosessene for reabsorpsjon i beinene
Hepatocytter
Syntese av proteiner i den akutte fasen av betennelse
Celler
hypothalamus
Syntese av prostaglandiner og påfølgende
økning i kroppstemperatur

25. Interleukin-1-beta: egenskaper

målcelle
effekten
T-lymfocytter
spredning, differensiering,
syntese og sekresjon av cytokiner,
økt uttrykksnivå
reseptorer for IL-2
B-lymfocytter
Spredning, differensiering
Nøytrofiler
Frigjøring fra benmargen
kjemotaksi, aktivering
Endotel
Aktivering av ekspresjon av adhesjonsmolekyler

26. Den biologiske betydningen av virkningen av cytokiner ved systemisk betennelse

På nivå med en helhetlig
organisme cytokiner
kommunisere mellom
immun, nervøs,
endokrine, hematopoetiske og
andre systemer
regulering av homeostase og
tjene til å involvere dem i
organisering av en samlet
defensiv reaksjon.
Cytokiner gir
"varsling",
betyr at det er på tide
på tide å slå på alle reservene,
bytte energi
flyter og ombyggingsarbeid
alle systemer skal utføres
en, men den viktigste
overlevelsesoppgave - kamp
med et introdusert patogen.
Et eksempel på de mange effektene av pro-inflammatoriske cytokiner
interleukin 1 beta kan tjene som en utløser for systemisk betennelse

27.

INFα
IL-6
IL-12, IL-23
TNFa
IL-1β
IL-8
Syntese av cytokiner
Regulering
temperatur,
oppførsel,
hormonsyntese
Aktivering av lymfocytter
IL-1β
Uttrykk av molekyler
adhesjon på endoteliocytter,
prokoagulerende aktivitet,
cytokinsyntese
Proteinproduksjon
akutt fase av betennelse
PG
Aktivering
hematopoiesis
LT
NEI
Fagocytose aktivering
Aktivering av iNOS og metabolisme
arakidonsyre

28. IL-1 og TNF-

IL-1 og TNF-
Interleukin-1 - beta (IL-1)
og nekrosefaktor
svulster-alfa (TNF-)
spille en stor rolle i
inflammatoriske reaksjoner,
siden introduksjonen
reseptorantagonist
interleukin 1(IL-1 ra), og
også monoklonal
antistoffer eller løselig
TNF-reseptorer
blokker skarpe og
kronisk
inflammatoriske responser i
eksperimenter på
dyr.
.
Noen av disse
antagonister og
monoklonal
antistoffer allerede
brukt i
klinikk, for eksempel
i behandling av sepsis,
revmatoid
leddgikt, systemisk
lupus erythematosus og
andre sykdommer
person.

29. Vekstfaktorer

cytokin
GM-CSF
(granulocytisk-makrofag
kolonistimulerende faktor)
M-CSF
(Makrofag - kolonistimulerende
faktor)
G-CSF
(Granulocytt-kolonistimulerende
faktor)
effekten
stimulere vekst og
differensiering
stamceller
monocytter og
polymorfonukleære leukocytter

30.

31.

REGULERING AV ERVERVET IMMUN
Cytokiner - vekst og differensiering
faktorer for alle typer T- og B-lymfocytter
Hovedfunksjoner: regulering av differensiering av T-hjelperkloner bestemmelse av typer vevsinflammasjon, effektor-T-celler og antistoffklasser
Th1 - celletype som involverer makrofager
og T-lymfocytter (granulom

med tuberkulose; med sarkoidose, kontakteksem, Crohns sykdom)
Th2 - allergisk type respons som involverer histamin og prostaglandiner
T h 17 - nøytrofil betennelse
Tfn (follikulære T-hjelpere) - humoral immunrespons
T reg –T h regulatorisk (begrensning av styrken til alle typer immunrespons og
betennelse)

Cytokiner er rundt 100 komplekse proteiner involvert i mange immun- og inflammatoriske prosesser i menneskekroppen. De akkumuleres ikke i cellene som produserer dem og syntetiseres raskt og skilles ut.

Riktig fungerende cytokiner holder immunsystemet i gang jevnt og effektivt. Deres karakteristiske trekk er allsidigheten til handling. I de fleste tilfeller viser de en kaskadeeffekt, som er basert på gjensidig uavhengig syntese av andre cytokiner. Den utviklende inflammatoriske prosessen styres av sammenkoblede pro-inflammatoriske cytokiner.

Hva er cytokiner

Cytokiner er en stor gruppe regulatoriske proteiner hvis molekylvekt varierer fra 15 til 25 kDa (en kilodalton er en atommasseenhet). De fungerer som formidlere av intercellulær signalering. Deres karakteristiske trekk er overføring av informasjon mellom celler over korte avstander. De er involvert i kontrollen av viktige livsprosesser i kroppen. De er ansvarlige for å starte spredning, dvs. prosessen med celleformering, etterfulgt av deres differensiering, vekst, aktivitet og apoptose. Cytokiner bestemmer den humorale og cellulære fasen av immunresponsen.

Cytokiner kan betraktes som en slags immunsystemets hormoner. Blant andre egenskaper til disse proteinene, spesielt evnen til å påvirke kroppens energibalanse gjennom endringer i appetitt og metabolsk hastighet, påvirkning på humør, funksjoner og strukturer i det kardiovaskulære systemet, og økt døsighet skilles.

Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot pro-inflammatoriske og anti-inflammatoriske cytokiner. Overvekten av førstnevnte fører til en inflammatorisk reaksjon med feber, akselerert respirasjonsfrekvens og leukocytose. Andre har fordelen av å generere en anti-inflammatorisk respons.

Funksjoner av cytokiner

Hovedkarakteristika for cytokiner:

• overflødighet- evnen til å produsere samme effekt
• pliotropi- evnen til å påvirke ulike typer celler og forårsake ulike handlinger i dem
• synergi- interaksjon
• induksjon positive og negative tilbakemeldingsstadier
• antagonisme– Gjensidig blokkering av handlingseffekter

Cytokiner og deres effekt på andre celler

Cytokiner virker spesielt på:

• B-lymfocytter er celler i immunsystemet som er ansvarlige for den humorale immunresponsen, dvs. produksjon av antistoffer;
• T-lymfocytter - celler i immunsystemet som er ansvarlige for den cellulære immunresponsen; de produserer spesielt Th1- og Th2-lymfocytter, mellom hvilke antagonisme observeres; Th1 støtter cellerespons og Th2 humoral respons; Th1-cytokiner påvirker utviklingen av Th2 negativt, og omvendt;
• NK-celler - en gruppe celler i immunsystemet som er ansvarlig for fenomenene naturlig cytotoksisitet (toksiske effekter på cytokiner som ikke krever stimulering av spesifikke mekanismer i form av antistoffer);
• Monocytter er morfologiske elementer i blodet, de kalles hvite blodlegemer;
• Makrofager er en populasjon av celler i immunsystemet som kommer fra blodmonocyttforløpere; de virker både i prosessene med medfødt immunitet og ervervet (adaptive);
• Granulocytter er en type hvite blodceller som viser egenskapene til fagocytter, som bør forstås som evnen til å absorbere og ødelegge bakterier, døde celler og enkelte virus.

Pro-inflammatoriske cytokiner

Pro-inflammatoriske cytokiner delta i reguleringen av immunresponsen og hematopoiesis (prosessen med produksjon og differensiering av morfotiske blodelementer) og starte utviklingen av en inflammatorisk reaksjon. De kalles ofte immunotransmittere.

De viktigste pro-inflammatoriske cytokinene inkluderer:

• TNF eller tumornekrosefaktor, tidligere kalt kektsin. Under dette navnet er en gruppe proteiner som bestemmer aktiviteten til lymfocytter. De kan utløse apoptose, den naturlige prosessen med programmert død av kreftceller. TNF-α og TNF-β er isolert.
• IL-1, dvs. interleukin 1. Det er en av de viktigste regulatorene av den inflammatoriske immunresponsen. Spesielt aktivt involvert i inflammatoriske reaksjoner i tarmen. Blant dens 10 varianter skilles IL-1α, IL-1β, IL-1γ. Det er for tiden beskrevet som interleukin 18.
• IL-6, dvs. interleukin 6, som har en pleiotropisk eller multidireksjonell effekt. Konsentrasjonen øker i serumet til pasienter med ulcerøs kolitt. Det stimulerer hematopoiesis, viser synergi med interleukin 3. Stimulerer differensieringen av B-lymfocytter til plasmaceller.

Anti-inflammatoriske cytokiner

Anti-inflammatoriske cytokiner reduserer den inflammatoriske responsen ved å undertrykke produksjonen av pro-inflammatoriske cytokiner av monocytter og makrofager, spesielt IL-1, IL-6, IL-8.

Blant de viktigste antiinflammatoriske cytokinene nevnes spesielt IL-10, dvs. interleukin 10 (en faktor som hemmer syntesen av cytokiner), IL 13, IL 4, som som følge av induksjon av sekresjon av cytokiner som påvirker hematopoiesis, har en positiv effekt på produksjonen av blodceller.