Цитокины участвующие в воспалении
Цитокины — небольшие пептидные информационные молекулы.
Цитокины имеют молекулярную массу, не превышающую 30 кД.
Цитокин выделяется на поверхность клетки А и взаимодействует с рецептором находящейся рядом клетки В. Таким образом от клетки А к клетке В передаётся сигнал, который запускает в клетке В дальнейшие реакции.
Их основными продуцентами являются лимфоциты.
Кроме лимфоцитов, их секретируют макрофаги, гранулоциты, ретикулярные фибробласты, эндотелиальные клетки и другие типы клеток.
Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.
Термин предложен Стэнли Коэном (англ. S. Cohen) в 1974 году[1].
Цитокины активны в очень малых концентрациях. Их биологический эффект на клетки реализуется через взаимодействие со специфическим рецептором, локализованным на клеточной цитоплазматической мембране. Образование и секреция цитокинов происходит кратковременно и строго регулируется.
Все цитокины, а их в настоящее время известно более 30, по структурным особенностям и биологическому действию делятся на несколько самостоятельных групп. Группировка цитокинов по механизму действия позволяет разделить цитокины на следующие группы:
- провоспалительные, обеспечивающие мобилизацию воспалительного ответа (интерлейкины 1,2,6,8, ФНОα, интерферон γ);
- противовоспалительные, ограничивающие развитие воспаления (интерлейкины 4,10, TGFβ);
- регуляторы клеточного и гуморального иммунитета — (естественного или специфического), обладающие собственными эффекторными функциями (противовирусными, цитотоксическими).
Спектры биологических активностей цитокинов в значительной степени перекрываются: один и тот же процесс может стимулироваться в клетке более чем одним цитокином. Во многих случаях в действиях цитокинов наблюдается синергизм. Цитокины — антигеннеспецифические факторы, поэтому специфическая диагностика инфекционных, аутоиммунных и аллергических заболеваний с помощью определения уровня цитокинов невозможна. Но определение их концентрации в крови даёт информацию о функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток; о тяжести воспалительного процесса, его переходе на системный уровень и о прогнозе заболевания.
Цитокины регулируют активность гормональной оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники:[2] например, интерлейкин 1, воздействуя на гипоталамус, усиливает синтез кортиколиберина, что, в свою очередь, повышает выработку АКТГ.
См. также[править | править код]
- Цитокиновый шторм
- Синдром высвобождения цитокинов
- Фактор некроза опухоли (ФНО, англ. TNF)
- Фактор переноса
- Остеопонтин
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Научно-практический журнал «Цитокины и Воспаление»
- Цитокины — причина парадонтита (недоступная ссылка)
- Все о цитокинах — Иммунинфо
Цитокины, являясь медиаторами межклеточных взаимоотношений, играют Центральную роль в регуляции воспалительного ответа. Цитокиновая сеть представлена множеством протеинов или гликопротеинов, вырабатываемых преимущественно активированными лимфоцитами и моноцитарно-макрофа-гальной системой, а также в меньшей мере фибробластами, эндотелиальными, соматическими клетками, в том числе клетками эндометрия и трофобласта.
Первыми представителями этого класса явились ИФН, впервые описанные в 1957 г. A.Isaacs и J.Lindemann. В 1960-х годах были обнаружены новые белковые регуляторные молекулы, способные управлять процессами активации,
54Глава I
Таблица 1.10 Участие цитокинов в реакции воспаления
| Функция | Цитокин |
| Провоспалительные | ИЛ-ip, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ИЛ-18, ФНО-а, ИФН-у |
| Противовоспалительные | ИЛ-4, ИЛ-10, ТФР-р |
| Регуляторные | ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-7, ИФН-у, ТФР-р |
пролиферации и дифференцировки лимфоцитов и гемопоэтических клеток. L.A.Aarden в 1979 г. предложил термин «интерлейкин», подчеркивая способность цитокинов служить коммуникационными сигналами для клеток различных популяций лейкоцитов.
Цитокины представляют собой обширное семейство биологически активных пептидов, оказывающих гормоноподобное действие и обеспечивающих взаимодействие клеток иммунной, кроветворной, нервной и эндокринной систем. Цитокины объединяют следующие общие свойства: 1) они служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций; 2) проявляют свою активность при концентрациях порядка 10—11 моль/л; 3) действуют как факторы роста и факторы дифференцировки клеток; 4) образуют регуляторную сеть; 5) обладают плейо-тропной активностью и перекрывающимися функциями. Хотя цитокины и называют иногда гормонами иммунной системы, от гормонов их отличает способ передачи сигнала клетке. Так, если гормоны вступают во взаимодействие с цито-зольными рецепторами, которые встраиваются затем в ДНК, то цитокины специфически связываются с поверхностным рецептором, через который происходит передача сигнала внутрь клетки с помощью системы вторичных мессенджеров. Как правило, рецептор для цитокина состоит из нескольких полипептидных цепей. Последние могут отличаться по своей специфичности, аффинности и способности передавать сигнал. Существует два принципиально различных механизма торможения биологической активности цитокинов. Один — быстрый, за счет связывания цитокина растворимыми рецепторами или специфическими антагонистами. Другой механизм торможения (медленный) обеспечивается гормонами (например, глюкокортикоидами) или другими цитокинами, воздействие которых тормозит синтез цитокинов клеткой. В зависимости от выполняемой функции принято различать провоспалительные, противовоспалительные и регуляторные цитокины (табл. 1.10). С учетом такого важного свойства цитокинов, как плейо-тропность, это разделение носит в достаточной мере условный характер.
Одной из важнейших функций системы цитокинов является обеспечение согласованного действия иммунной, эндокринной и нервной систем в развитии реакции воспаления. Так, на месте внедрения инфекции обычно имеет место массивный выброс провоспалительных цитокинов (ИЛ-1в, ИЛ-6, ИЛ-12, ФНО-а). При превышении в крови пороговых концентраций эти цитокины способны преодолевать в преоптической области гематоэнцефалический барьер и стимулировать высвобождение кортикотропин-рилизинг-гормона, который, в свою очередь, стимулирует продукцию АКТГ гипофизом.
Следующим этапом является усиление синтеза кортизола надпочечниками. Одновременно происходит активация симпатической нервной системы, что сопровождается повышенным высвобождением катехоламинов (адреналина и норадреналина). Как глюкокортикоиды, так и катехоламины активно вмешиваются в течение воспалительного процесса. Основными мишенями кортизола и норадреналина являются моноциты/макрофаги и Тh1-лимфоциты. В резуль-
Генитальные инфекции и факторы противоинфекционной защиты в генезе
воспалительных заболеваний женских половых органов 55
тате происходит торможение продукции макрофагами провоспалительных цитокинов и стимулируется синтез противовоспалительного цитокина ИЛ-10. Последний вместе с кортизолом и норадреналином снижает продукцию ИЛ-2 и ИФН-у Тh1-лимфоцитами. Таким образом, активация гипоталамо-гипофи-зарно-надпочечниковой оси (ГГНО) и симпатической нервной системы снижает интенсивность воспалительного процесса, предотвращая тем самым повреждение внутренних органов медиаторами воспаления. Однако в ряде случаев, например при хронической инфекции, подавить реакцию воспаления не удается. В очаг воспаления продолжается рекрутирование лимфоцитов, и синтез цитокинов остается достаточно высоким. Это приводит к формированию порочного круга, при котором равновесие между про- и противовоспалительными цитокинами оказывается нарушенным. При этом противовоспалительные агенты (глюкокортикоиды, катехоламины), не будучи в состоянии ликвидировать очаг воспаления, существенно угнетают Тh1 -лимфоциты, практически не влияя при этом на Тh2-клетки. В результате образовавшегося сдвига в пользу Тh2 имеет место повышение продукции таких цитокинов, как ИЛ-4 и ИЛ-5, которые являются медиаторами синтеза низкоаффинных IgE-антител В-лимфоцитами (Пухальский А.Л., Шмарина Г.В., Капранов Н.И., 2004).
Воспалительный процесс может проявляться в виде как локальных, так и системных изменений, свидетелями которых могут быть различные маркеры воспаления, включая цитокины (Pukhalsky A.L., Shmarina G.V. et al., 2004). Для получения объективной картины патологического процесса при воспалительных заболеваниях женских половых органов необходимо исследовать маркеры воспаления в крови и цервикальной слизи.
Наиболее информативными маркерами воспаления при исследовании цервикальной слизи являются ФНО-а, ИЛ-4, ИФН-у, ИЛ-10 и ТФР-р. Эти показатели не только могут дать представление об интенсивности местного воспалительного процесса, но и укажут на сдвиги равновесия между Тh1- и Тh2-компо-нентами иммунного ответа, а также о преобладании про- или противовоспалительных механизмов его реализации. Однако многие цитокины (ФНО-а и ИЛ-10) могут присутствовать в биологических жидкостях не только в виде свободных биологически активных молекул, но и в связанном виде — в виде комплекса, состоящего из цитокина и его ингибитора. Исходя из этого целесообразно использовать соответствующие диагностические наборы, способные определять как свободный цитокин, так и общий (свободный + связанный). Так, например, обнаружение высокого содержания общего ФНО-а при низком или нулевом содержании свободного цитокина, с одной стороны, свидетельствует об активации клеток — продуцентов ФНО-а, что может быть связано с наличием хронического источника инфекции, а с другой стороны — указывает на активную роль противовоспалительных механизмов. Исследование соотношения между уровнем ИФН-у и ИЛ-4 позволяет судить о развитии иммунного ответа по ТЫ- или Тп2-типу.
Исследование сыворотки крови позволяет судить о наличии системных изменений у данного пациента в условиях наличия локального очага воспаления. При этом, помимо исследования содержания цитокинов, может быть использован метод оценки индивидуальной чувствительности лимфоцитов периферической крови к антипролиферативному действию глюкокортикоид-ных гормонов. Производят определение параметра Ah, который характеризует количество активированных лимфоцитов в кровотоке и может иметь как отрицательное, так и положительное значение (Pukhalsky A.L., Kapranov N.I. et al., 1999; Pukhalsky A.L., Kalashnikova E.A. et al., 1990). Если величина <0, это
56 Глава I
свидетельствует о том, что большую часть лимфоцитов периферической крови составляют покоящиеся лимфоциты, чей пролиферативный ответ на стимуляцию фитогемагглютинином (ФГА) может быть заблокирован глюкокортикои-дами. Положительные значения свидетельствуют о наличии в периферической крови большого количества активированных лимфоцитов, резистентных к антипролиферативному действию гормона. Такого рода резистентность связана с тем, что в активированных лимфоцитах уже произошло образование мРНК для ИЛ-2, и глюкокортикоиды не могут подавить синтез этого цитоки-на. Если средние значения величины Дп существенно превышают ноль, это можно рассматривать как свидетельство персистенции в крови большого количества клеток, активированных в очаге воспаления. В результате успешной антибактериальной терапии воспалительная реакция затухает и количество активированных лимфоцитов в крови уменьшается. Отражением этого процесса является повышение чувствительности лимфоцитов к антипролиферативному действию глюкокортикоидных гормонов. Важным элементом мониторинга реакции воспаления является определение высоты пролиферативного ответа лимфоцитов на Т-клеточные митогены (ФГА). Обычно при хронизации воспалительного процесса в результате сдвига иммунного ответа в направлении Th2 ответ лимфоцитов на ФГА оказывается сниженным. Напротив, при положительной динамике заболевания происходит переключение иммунного ответа на Thl-тип, что сопровождается существенным повышением высоты пролиферативного ответа лимфоцитов периферической крови на стимуляцию ФГА.
Таким образом, исследование маркеров воспаления при заболеваниях женских половых органов позволяют ответить на ряд важных вопросов, существенных для выбора тактики дальнейшей терапии. Прежде всего можно установить, в какой мере затронуты центральные механизмы иммунорегуля-ции. Существенный сдвиг иммунного ответа в сторону Th2 требует назначения адекватной иммунокорригирующей терапии. При обнаружении признаков центральной иммуносупрессии следует попытаться разорвать сложившийся порочный круг, воздействуя на различные его звенья.
Оглавление темы «Селезенка. Лимфатические узлы. Стадии иммунного ответа. Формы иммунного ответа. Воспаление. Механизмы, контролирующие иммунную систему.»: Цитокиновый контроль имунной системы. Местное действие цитокинов. Механизм действия цитокинов на иммунитет.Цитокинами называют белковые и полипептидные молекулы, которые продуцируются клетками иммунной системы (лимфоцитами, мононукле-арными фагоцитами, дендритными клетками), а также стромальными клетками. Цитокины действуют на клетки, соединяясь со своими поверхностными рецепторами. Связывание цитокина с рецептором служит источником сигнала активации генов, который передается в ядро клетки. Чувствительность клеток-мишеней к действию цитокинов изменяется в зависимости от количества цитокиновых рецепторов на их поверхности. Время синтеза цитокина, как правило, краткосрочно: лимитирующим фактором служит нестабильность молекул мРНК. Отдельные цитокины (например, ростовые факторы) продуцируются спонтанно. Синтез цитокинов индуцируется: чаще всего, микробными компонентами и продуктами (например, бактериальным эндотоксином). Кроме того, один цитокин может служить индуктором синтеза других цитокинов (например, интерлейкин 1 индуцирует продукцию интерлейкинов-6, -8, -12), чем обеспечивается каскадный характер цитокинового контроля. Для биологических эффектов цитокинов характерно то, что один и тот же цитокин проявляет разную биологическую активность, в то же время одну и ту же функцию могут выполнять разные цитокины. Этим обеспечивается запас прочности системы цитокинового контроля. При совместном влиянии на клетки цитокины могут выступать в качестве синергистов или антагонистов. Большинство цитокинов оказывают наиболее выраженное влияние в ближайшем микроокружении клеток-продуцентов. Местное действие цитокинов может быть как аутокринное, так и паракринное, в зависимости от того, связывается ли цитокин с рецептором на самой клетке-продуценте, или — на соседней клетке. Системное (эндокринное) влияние цитокинов возможно только в случае интенсивного накопления их в циркулирующей крови (например, при эндотоксическом шоке). Обычно в крови присутствуют следовые количества цитокинов, недостаточные для проявления системных эффектов.
В костном мозге, в тимусе и лимфоидных органах постоянно происходит спонтанный синтез цитокинов, выполняющих функции ростовых факторов, которые связываются с рецепторами на клетках-предшественницах, стимулируя процессы их пролиферации и дифференцировки. В очаге инфекции бактериальные компоненты и продукты индуцируют синтез макрофагами так называемых провоспалительных цитокинов (интер-лейкины-1, -6, -8, туморнекротизирующий фактор), которые связываются с рецепторами на других макрофагах, лимфоцитах и эндотелиальных клетках. Их основные функции: усилить приток лейкоцитов из кровяного русла в очаг инфекции, активировать синтез фагоцитирующими клетками бактерицидных молекул — супероксидных и нитроксидных радикалов. В динамике процесса воспаления те же макрофаги начинают продуцировать противовоспалительные цитокины—интерлейкины-10, -13, трансформирующий ростовой фактор, которые связываются со своими рецепторами на клетках, посылая к ядру сигналы ингибиции функций фагоцитирующих клеток, в том числе продукции провоспалительных цитокинов. Цитокины, контролирующие силу и форму специфического иммунного ответа, продуцируются Thl (гамма-интерферон и туморнекротизирующий фактор бета) или Th2 (интерлейкины-4, -5, -6, -10, -13). Первая группа цитокинов обеспечивает перевес клеточного иммунного ответа над гуморальным, а вторая обеспечивает перевес гуморального иммунного ответа над клеточным. Например, продукт Th2 интерлейкин-4 ингибирует большинство функций макрофагов, активированных гамма-интерфероном. Ин-терлейкин-10 ингибирует представление антигена, продукцию провоспалительных цитокинов, является синергистом ИЛ-4. Продукт Thl гамма-интерферон ингибирует функции В-лимфоцитов, участвующих в гуморальном ответе. Таким образом, под влиянием отдельных цитокинов и их сочетаний может изменяться характер специфического иммунного ответа. Это значит, что от баланса цитокинов зависит эффективность противоинфек-ционной защиты, поскольку от внутриклеточно паразитирующих микроорганизмов эффективна клеточная защита, а против внеклеточно паразитирующих микроорганизмов эффективнее специфический гуморальный ответ. Цитокины выполняют функции межклеточных медиаторов, обеспечивающих передачу сигналов активации или ингибиции от одних клеток к другим. — Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.» |
