Цитокины и местный иммунитет
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 июля 2019;
проверки требуют 3 правки.
Цитокины — небольшие пептидные информационные молекулы.
Цитокины имеют молекулярную массу, не превышающую 30 кD.
Цитокин выделяется на поверхность клетки А и взаимодействует с рецептором находящейся рядом клетки В. Таким образом, от клетки А к клетке В передается 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 г.[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]
- Фактор некроза опухоли (ФНО, англ. TNF)
- Остеопонтин
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Научно-практический журнал «Цитокины и Воспаление»
- Цитокины — причина парадонтита (недоступная ссылка)
- Все о цитокинах — Иммунинфо
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.» |
Часто можно услышать о снижении местного иммунитета. Что это значит? Чем общий иммунитет отличается от местного? Как поддерживать иммунитет в активном состоянии?
Можно слышать такие понятия, как «общий иммунитет» и «местный иммунитет».
Общий иммунитет – это собственно иммунная система нашего организма.
Под местным иммунитетом следует понимать локальные защитные барьеры организма. Это, конечно же, кожа, слизистые оболочки, реснитчатый эпителий, волосики в носу, серная смазка в ушах, миндалины. Т.е. всё, что препятствует проникновению инфекции в организм. Кожа и слизистые оболочки на самом деле к собственно иммунной системе никакого отношения не имеют. Это лишь барьеры на пути проникновения микробов в организм. Понятие «местный иммунитет» – это обиходное понятие.
Можно привести такую аналогию.
Местный иммунитет – это забор и собачка, которая охраняет режимный объект.
Общий иммунитет – это автоматическая прицельная установка, которая расстреливает всех чужаков, проникших на территорию режимного объекта.
Общий иммунитет нельзя повысить. Поэтому всякие иммуностимуляторы, иммуномодуляторы, препараты для поднятия общего иммунитета и т.п. воздействовать на общий иммунитет не могут даже теоретически. Что касается специфического иммунитета против конкретных возбудителей, то тут их действие не доказано. Ведутся исследования, но на данный момент доказательств их эффективности не существует.
Еще раз: иммунитет нельзя повысить или укрепить! Но его можно натренировать/сформировать (чтобы он вел эффективную прицельную стрельбу по определенным чужакам). Как думаете, каким образом? Да, прививками – вакциной, которая содержит ослабленные либо мертвые микробы. Попадая в организм, иммунной системе не составит труда выработать против них антитела (они ведь не оказывают сопротивления или оказывают очень слабое). И эти антитела сохраняются в организме, а при последующем попадании в организм подобной инфекции у иммунной системы уже есть готовый ответ (автоматическая прицельная установка уже знает в лицо этого врага и может применить против него наиболее эффективный вид оружия).
Но общий иммунитет можно подавить. Это делается, например, при пересадке органов, чтобы иммунная система не повреждала пересаженный орган, т.к. все же он для организма чужеродный.
Сниженный общий иммунитет у больных СПИДом (ВИЧ поражает клетки иммунной системы), у хронических больных, например, диабетом.
Теперь о заборе и собачке (местном иммунитете).
Забор может сломаться в некоторых местах. Собачка может сильно ослабнуть, если ее плохо кормить. Т.е. любые повреждения кожи и слизистой (полости рта, дыхательной или пищеварительной системы) – это входные ворота для микробов.
Например, респираторные заболевания часто возникают именно из-за ухудшения слизистых оболочек дыхательных путей. Это может происходить вследствие низкой влажности воздуха, вдыхания едких паров, смазывания слизистых едкими веществами и т.п.
В жилом помещении следует поддерживать температуру 18-22 градуса и влажность 50-70%. В магазине можно приобрести увлажнитель воздуха. Либо опрыскивать водой из распылителя, ставить широкую посуду с водой, развешивать мокрую ткань. Переизбыток влаги также нехорошо, т.к. способствует распространению грибковой инфекции. Поэтому хорошо бы приобрести гигрометр (прибор для измерения влажности воздуха). Термометр и гигрометр должны быть в каждом доме, особенно если у вас маленький ребенок, за здоровьем которого нужно особенно тщательно следить.
Итак, от чего же зависит состояние местного иммунитета:
— чистое, проветренное жилое помещение с температурой 18-22 гр. и влажностью воздуха 50-70%;
— правильное сбалансированное питание;
— полноценный сон (7-8-9 часов в зависимости от потребностей, стараться ложиться и вставать в одно и то же время);
— физическая активность, закаливание, прогулки на свежем воздухе;
— своевременное лечение кожных заболеваний, заболеваний полости рта, глаз (глаза также могут быть входными воротами для инфекции);
— избегать стрессов, переутомления, оптимальный режим труда и отдыха.
Важный совет: При серьезных проблемах обращайтесь к врачу. Не занимайтесь самолечением! Это может быть очень опасно! Всегда обращайтесь к врачам специалистам.
Желаю всем здоровья и долголетия! 🙂
Понравилась статья? Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, делитесь публикацией в социальных сетях (кнопки соц. сетей справа).
Приглашаю вас в сообщества: Facebook | Вконтакте | Одноклассники
Цитокины — составная часть молекулярных механизмов как врожденного, так и адаптивного иммунитета.
Это белковые молекулы, которые продуцируются всеми клетками иммунной системы, причем не только гематопоэтического, но и стромального происхождения. Цитокины могут действовать на те же или на другие клетки через высокоаффинные рецепторы, запуская каскады внутриклеточной сигнализации, которые способны приводить к активации или репрессии, запуску дифференцировки или апоптоза и т. д. Цитокины могут действовать дистально и системно (как это делают гормоны, причем цитокины структурно родственны некоторым классам белковых гормонов), но могут действовать местно и даже только на те клетки, которые находятся в непосредственном контакте с клеткой-продуцентом, а также аутокринно. Одни цитокины секретируются, а другие заякорены на мембране клетки-продуцента, и только при определенных условиях могут быть высвобождены.
Мы более подробно рассмотрим цитокины, важные именно для системы врожденного иммунитета, хотя многие цитокины мультифункциональны (плейотропны) и такой упрощенной классификации не подчиняются.
Так, система цитокина ИЛ 1 (в действительности, три лиганда — два разных цитокина: ИЛ-1 альфа и — гораздо более важный — ИЛ-1 бета и «блокирующий» лиганд, называемый антагонистом рецептора, ИЛ-1 РА) вкупе с рецепторами семейства ИЛ-1, а также системы ИЛ-18 и ИЛ — 33, имеют прямое сходство с механизмами передачи сигнала в одной из центральных ветвей врожденного иммунитета — в Toll-подобных рецепторах. Подмножеством важных регуляторных и эффекторных генов, активируемых при врожденном иммунном ответе, оказались гены цитокинов, например провоспалительных (таких, как ФИО, ИЛ-6 или тот же ИЛ-1) или хемотактичсских (таких, как ИЛ-8 или МСР1). После продукции цитокины действуют на те же или другие клетки (аутокринно, паракринно или системно) через высокоаффинные рецепторы.
Напомним общие принципы передачи сигнала от цитокинов через цитокиновые рецепторы. Именно по типу передаваемого сигнала (что прямо связано со структурой внутриклеточной части рецептора) и следует классифицировать многочисленные семейства клеточных рецепторов цитокинов. Повторим, что многие структурные и биохимические парадигмы, лежащие в основе механизмов передачи внутриклеточного сигнала, справедливы и для нецитокиновых рецепторов (например, они справедливы и для рецепторов NK-клеток, рассмотренных выше).
У большинства цитокиновых рецепторов (кроме хемокиновых, об этом — дальше) передача сигнала основана на серии высокоаффинных белок-белковых взаимодействий в цитоплазме с участием адаптерных белков (в некоторых случаях адаптерные белки обладают белок-киназными активностями). В результате конформационных изменений в молекуле рецептора под действием связавшегося цитокина происходит одно из следующих событий:
(а) сближаются цитоплазматические домены рецепторов, которые обычно состоят из 2 или 3 отдельных полипептидных цепей (субъединиц). В результате образуется новая трехмерная молекулярная поверхность (иногда используют термин «молекулярная платформа»), на которую с большим сродством присоединяются специфичные для данного вида сигнализации адаптерные белки. В некоторых случаях адаптерные белки уже предассоциированы с рецептором, но связывание цитокина сближает их так же, как сближает сами субъединицы рецептора, с образованием новых платформ, на которые могут быть рекрутированы адаптерные белки «второй волны» или белок-киназы;
(б) адаптерный белок может иметь киназную активность (обычно — способность фосфорилировать другие белки по тирозину), и после сближения эта активность индуцируется, что приводит с специфическому фосфорилированию цитоплазматических частей рецептора или адаптерных молекул, или того и другого. Наличие заряженной и достаточно крупной фосфатной группы приводит к изменениям молекулярных поверхностей белкового комплекса, у которых появляется сродство к следующему белку сигнального каскада (это может быть адаптерный белок «второй волны», киназа или предшественник транскрипционного фактора).
При изучении сигнализации рецепторов иммунной системы (как клеточно-мембранных, так и цитоплазматических) были открыты белковые модули, которым свойственна гомотипичсская олигомеризация (по принципу «подобное липнет к подобному»), причем такая олигомеризация, во-первых, приводит с образованию новых молекулярных платформ, а, во-вторых, если адаптерный белок имеет 2 таких (но разных!) модуля, он может одним модулем связываться с предсуществующим комплексом, а другим — рекрутировать в комплекс следующие белки сигнального каскада.
Некоторые такие модули (которые получили «звонкие» названия, например упоминавшиеся раньше «домены смерти»), они участвуют как в передаче сигнала для активации транскрипционных факторов, так и в активации каспаз, особого вида протеаз. Последние способны запускать каскады программируемой клеточной смерти, хотя в случае каспазы-1 важным для механизмов врожденного иммунитета событием является расщепление предшественника ИЛ-1 бета, который после секреции через свой рецептор запускает провоспалительный каскад.
Кроме того, одним из относительно недавно понятых общих механизмов внутриклеточной регуляции (это полностью справедливо и для клеток иммунной системы) является регулируемая деградация белков, причем одним из «поцелуев смерти» для белка является присоединение убиквитина (об этом речь шла при рассмотрении сигналов от TLR). В большинстве сигнальных путей имеются белки-регуляторы, которые по умолчанию ингибируют дальнейшую передачу сигнала. Соответственно, их деградация в результате регулируемого убиквитинирования может приводить к активации сигнального каскада.
В других случаях рецепторы могут обходиться без дополнительных адаптерных белков и непосредственно привлекать и связывать киназы (например, JAK-киназы) на своих цитоплазматических доменах. Наконец, существует несколько семейств рецепторов, которые содержат киназные активности (тирозиновую или серин-трсониновую) прямо внутри своих цитоплазматических доменов. Механизмы дальнейшей передачи сигнала у таких рецепторов, как правило, отличаются от приведенной выше парадигмы.
Теперь рассмотрим примеры конкретных семейств рецепторов и особенности их сигналлинга.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.