Поняття і роль в патології цитокінів
Імунологія та алергологія
ЗМІСТ
Історія
Загальне поняття
Повна класифікація
Властивості
Загальний механізм дії
Основні властивості деяких цитокінів
прозапальних цитокінів
Роль
Література
ІСТОРІЯ
В процесі еволюції живих істот виникли багатоклітинні організми. В міру ускладнення їх будови відбувалася спеціалізація функцій різних клітин і складаються з них органів: травлення, дихання та інших. На певному етапі еволюції в многоклеточном організмі з'явилися клітини, покликані захищати організм від мікробів-паразитів. Поступово сформувалася особлива система органів і клітин, що забезпечують захист (імунітет) організму від мікробів-паразитів, яка отримала назву імунної системи. Клітини, що входять до складу імунної системи, були названі імунокомпетентними.
Всі ці клітини походять з єдиної родоначальної стовбурової клітини кісткового мозку, яка дає початок різним лініям клітин: гранулоцитів, моноцитів, Т-лімфоцитів, В-лімфоцитів та інших (рис. 1). Т-лімфоцити для остаточного дозрівання переміщаються з кісткового мозку в тимус, а звідти розселяються в селезінку і лімфовузли, проходячи через кровотік і лімфоток. В-лімфоцити, так само як гранулоцити і моноцити, проходять дозрівання в кістковому мозку, звідки зрілі клітини виходять в кров'яне русло. В-лімфоцити також можуть залишати кров'яний русло, осідаючи в селезінці і лімфовузлах, і перетворюватися в плазматичні клітини. Моноцити, виходячи з кровоносних судин, потрапляють у різні органи і тканини, перетворюються в тканинні макрофаги. Гранулоцити проходять свій життєвий цикл усередині судин, циркулюючи в крові, а залишають судинне русло тільки в разі особливої вЂ‹вЂ‹необхідності, тобто безпосередньої загрози вторгнення і розповсюдження по організму мікробів-паразитів. Така загроза виникає, наприклад, при пораненні, коли порушується цілісність захисного бар'єру шкіри або слизової оболонки. Рана служить вхідними воротами для мікробів-паразитів. Проникнення мікробів через вхідні ворота, їх розмноження в тканинах організму служать сигналом мобілізації захисних клітин на боротьбу з мікробами [1].
Яким чином захисні клітини, що циркулюють у крові або осіли в органах і тканинах імунної системи, віддалених від вхідних воріт, отримують і сприймають сигнал небезпеки мікробної агресії? Як забезпечується сувора послідовність включення окремих типів клітин в боротьбу з інфекцією? Звідки дізнається імунна система, які саме захисні механізми слід використовувати при даній інфекції?
Щоб знайти відповіді на ці питання, необхідно познайомитися з сімейством молекул, що отримали назву цитокіни. Назва відображає основне призначення цих молекул, які є переносниками, передавачами сигналів від клітини до клітини (з латині клітина називається cytos). У геномі клітини є спеціальні гени, відповідальні за синтез певних цитокінів. До пори до часу ці гени мовчать, нічим не виявляючи своєї присутності. Проте варто тільки клітці розпізнати впровадження в організм мікробів-паразитів, гени цитокінів переходять в активний стан. З цих генів зчитується інформація про структуру відповідних молекул, йде білковий синтез, і готові молекули цитокінів починають виділятися (Секретуватися) клітиною в навколишнє середовище. Для сприйняття і розпізнавання різних сигналів, у тому числі від внедрившихся мікробів-паразитів, клітини несуть на своїй поверхні спеціальні складно влаштовані молекули-рецептори. Для кожного цитокіну існує свій особливий рецептор, до якого молекула цитокіну підходить, як ключ до замка. Як тільки ключ-цитокін входить в свердловину призначеного для нього замку-рецептора, з поверхні клітини до ядра передається відповідний сигнал включення певних генів у цій клітці: інформація передана, сприйнята і реалізується.
Цитокіни, будучи своєрідним міжклітинним мовою, дозволяють клітинам спілкуватися, взаємодіяти, об'єднуючи свої зусилля в боротьбі з мікробами-паразитами. На впровадження і розмноження мікробів організм відповідає мобілізацією захисних клітин і продукцією захисних молекул - імунним відповіддю. Щоб імунну відповідь відбувся, виявився досить ефективним, виконав свої захисні функції і був своєчасно вимкнений за непотрібністю, необхідні чіткі міжклітинні взаємодії, які забезпечуються цитокинами.
Історія вивчення цитокінів почалася в 40-і рр.. ХХ століття. Саме тоді були описані перші ефекти кахектіна - фактора, присутнього в сироватці крові і здатного викликати кахексія або зниження ваги тіла. Надалі даний медіатор вдалося виділити і показати його ідентичність фактору некрозу пухлин (TNF). У той час вивчення цитокінів проходило за принципом виявлення якогось одного біологічного ефекту, що служив відправною точкою для назви відповідного медіатора. Так в 50-і рр.. назвали інтерферон (IFN) через здатність інтерферувати, тобто заважати розмноженню вірусу, і тим самим підвищувати опірність при повторній вірусної інфекції.
Наступний етап вивчення цитокінів, що відноситься до 60-70 рр.., пов'язаний з очищенням природних молекул і всебічної характеристикою їх біологічної дії. До цього часу відноситься відкриття Т-клітинного ростового фактора, відомого тепер як IL-2, і цілого ряду інших молекул, що стимулюють ріст і функціональну активність Т-, В-лімфоцитів та інших типів лейкоцитів. У 1979 р. для їх позначення і систематизації був запропонований термін "інтерлейкіни", тобто медіатори, що здійснюють зв'язок між лейкоцитами. Однак дуже скоро з'ясувалося, що біологічні ефекти цитокінів поширюються далеко за межі імунної системи, і тому більш прийнятним став раніше запропонований термін "цитокіни", що зберігся й донині. Революційний поворот у вивченні цитокінів стався на початку 80-х рр.. після клонування генів інтерферону миші і людини і отримання рекомбінантних молекул, повністю повторявших біологічні властивості природних цитокінів. Слідом за цим вдалося клонувати гени та інших медіаторів з даного сімейства. Важливою віхою в історії цитокінів стало клінічне застосування рекомбінантних інтерферонів і особливо рекомбінантного IL-2 для лікування раку. 90-і рр.. ознаменувалися відкриттям суб'едінічние будови рецепторів цитокінів і формуванням поняття "Цитокінова мережу ", а також відкриттям нових цитокінів шляхом генетичного аналізу.
ЗАГАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ
Цитокіни - невеликі пептидні інформаційні молекули. Вони регулюють міжклітинні і міжсистемні взаємодії, визначають виживаність клітин, стимуляцію або пригнічення їх росту, диференціацію, функціональну активність і апоптоз, а також забезпечують узгодженість дії імунної, ендокринної та нервової систем в нормальних умовах і у відповідь на патологічні впливи.
Термін запропонований англ. S. Cohen в 1974 р.
Цитокіни активні в дуже малих концентраціях. Їх біологічний ефект на клітини реалізується через взаємодія зі специфічним рецептором, локалізованим на клітинної цитоплазматичної мембрані. Освіта і секреція цитокінів відбувається короткочасно і строго регулюється.
Всі цитокіни, а їх в Нині відомо понад 30, по структурних особливостях і біологічній дії діляться на кілька самостійних груп. Угрупування цитокінів по механізму дії дозволяє розділити цитокіни на наступні групи:
В· прозапальні, забезпечують мобілізацію запальної відповіді (інтерлейкіни 1,2,6,8, ФНОО±, інтерферон Оі);
В· протизапальні, обмежують розвиток запалення (інтерлейкіни 4,10, TGFОІ);
В· регулятори клітинного та гуморального імунітету - (природного або специфічного), володіють власними ефекторними функціями (противірусними, цитотоксичними). ​​
ПОВНА КЛАСИФІКАЦІЯ
ВЛАСТИВОСТІ
1. Цитокіни є поліпептидами або білками, часто глікозильованого, з молекулярною масою (ММ)...
