Citokini uključuju različite proteine ​​s molekularnom težinom od 15-40 kDa, koje sintetiziraju različite stanice u tijelu. Citokini su molekuli koji osiguravaju interakciju ćelija imunog sistema, vaskularnog endotela, nervnog sistema i jetre. Trenutno je poznato više od 200 citokina.

Iste citokine mogu sintetizirati ćelije različitih tipova - imuni sistem, slezina, timus, vezivno tkivo. S druge strane, određena stanica je sposobna proizvesti mnogo različitih citokina. Najveću raznolikost citokina proizvode limfociti, zbog čega limfocitni imunitet stupa u interakciju s drugim imunološkim mehanizmima i s tijelom u cjelini.

Bitna karakteristika citokina, za razliku od hormona i drugih signalnih molekula, je isti, različiti ili čak suprotni rezultati njihovog djelovanja na različite stanice. One. konačan rezultat uticaja citokina ne zavisi od njegovog tipa, već od unutrašnjeg programa ciljne ćelije, od njenih pojedinačnih zadataka!

Funkcije citokina

Uloga citokina u regulaciji tjelesnih funkcija može se podijeliti u 4 glavne komponente:

1. Regulacija embriogeneze, formiranja i razvoja organa, uključujući i organe imunog sistema.

2. Regulacija procesa rasta tkiva:

3. Regulacija individualnih fizioloških funkcija:

• osigurava funkcionalnu aktivnost stanica,
• konzistentnost reakcija endokrinog, imunološkog i nervnog sistema,
• održavanje homeostaze (dinamičke konstantnosti) organizma.

4. Regulacija odbrambenih reakcija organizma na lokalnom i sistemskom nivou:

• promjena trajanja i intenziteta imunoloških reakcija (antitumorska i antivirusna odbrana organizma),
• modulacija upalnih reakcija,
• učešće u razvoju autoimunih reakcija.
• stimulacija ili inhibicija rasta stanica,
• učešće u procesu hematopoeze.

Državni univerzitet u Čeljabinsku

Na temu: "Citokini"

Završio: Ustyuzhanina D.V.

Grupa BB 202-1

Chelyabinsk

Opće karakteristike citokina

Mehanizam djelovanja citokina

Mehanizam kršenja

Interleukini

Interferoni

TNF: Faktor nekroze tumora

Faktori koji stimulišu kolonije

1.Cytokines

Citokini su specifični proteini uz pomoć kojih različite ćelije imunološkog sistema mogu međusobno razmjenjivati ​​informacije i koordinirati djelovanje. Skup i količine citokina koji djeluju na receptore ćelijske površine - "citokinski milje" - predstavljaju matricu interakcijskih i često promjenjivih signala. Ovi signali su složeni zbog širokog spektra citokinskih receptora i zbog toga što svaki citokin može aktivirati ili potisnuti nekoliko procesa, uključujući vlastitu sintezu i sintezu drugih citokina, kao i formiranje i pojavu citokinskih receptora na površini ćelije. Različita tkiva imaju svoje zdravo „citokinsko okruženje“. Otkriveno je više od stotinu različitih citokina.

Citokini se razlikuju od hormona po tome što ih ne proizvode endokrine žlijezde, već različite vrste stanica; Osim toga, oni kontroliraju mnogo širi raspon ciljnih stanica u odnosu na hormone.

Citokini uključuju neke faktore rasta kao nprinterferonifaktor nekroze tumora (TNF) , redinterleukina, faktor stimulacije kolonije (CSF) i mnogi drugi.

Citokini uključuju interferone, faktore stimulacije kolonija (CSF), hemokine, transformirajuće faktore rasta; faktor tumorske nekroze; interleukina sa istorijski utvrđenim serijskim brojevima i nekim drugim endogenim medijatorima. Interleukini, koji imaju serijske brojeve koji počinju od 1, ne pripadaju istoj podgrupi citokina povezanih zajedničkim funkcijama. Oni se, pak, mogu podijeliti na proinflamatorne citokine, faktore rasta i diferencijacije limfocita i pojedinačne regulatorne citokine.

Klasifikacija po strukturi:

Funkcionalna klasifikacija:

Klasifikacija citokinskih receptora

Strukturna i funkcionalna klasifikacija citokina

	Porodice citokina	Podgrupe i ligandi	Osnovne biološke funkcije
	InterferoniItip	IFN ,  ,  ,  ,  ,  , IL-28, IL-29 (IFN )	Antivirusno djelovanje, antiproliferativno, imunomodulatorno djelovanje
	Faktori rasta hematopoetskih ćelija	Faktor matičnih ćelija (komplet- ligand, faktor čelika), Flt-3 ligand, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11	Stimulacija proliferacije i diferencijacije različitih tipova progenitornih ćelija u koštanoj srži, aktivacija hematopoeze
		Ligandigp140: IL-3, IL-5, GM-CSF
		Eritropoetin, trombopoetin
	Superfamilija interleukina-1 i FRF	FRF porodica: Kiseli FGF, osnovni FGF, FGF3 – FGF23	Aktivacija proliferacije fibroblasta i epitelnih ćelija
		IL-1 porodica (F1-11): IL-1α, IL-1β, antagonist IL-1 receptora, IL-18, IL-33, itd.	Proinflamatorno dejstvo, aktivacija specifičnog imuniteta
	Familija faktora tumorske nekroze	TNF, limfotoksini α i β,Fas-ligand, itd.	Proinflamatorno dejstvo, regulacija apoptoze i međućelijske interakcije imunokompetentnih ćelija
	Porodica interleukina-6	Ligandigp130: IL-6, IL-11, IL-31, Oncostatin-M, Kardiotropin-1,Inhibicijski faktor leukemije, Cilijarno-neurotrofni faktor	Proinflamatorni i imunoregulatorni efekti
	Hemokini	SS, SXS (IL-8), SX3S, S	Regulacija kemotakse različitih vrsta leukocita
	Porodica interleukina-10	IL-10,19,20,22,24,26	Imunosupresivni efekat
	Cporodica interleukina-12	IL-12,23,27	Regulacija pomoćne diferencijacije T-limfocita
	Citokini T-pomoćnih klonova i regulatorne funkcije limfocita	T-pomagač tip 1: IL-2, IL-15, IL-21, IFN	Aktivacija ćelijskog imuniteta
		Pomoćne T ćelije tipa 2: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13	Aktivacija humoralnog imuniteta, imunomodulatorno djelovanje
		Ligandi γ-lanca receptora IL-2: IL-4 IL-13 IL-7 TSLP	Stimulacija diferencijacije, proliferacije i funkcionalnih svojstava različitih tipova limfocita, DC, NK ćelija, makrofaga itd.
	Interleukin 17 porodica	IL-17 A, B, C, D, E, F	Aktivacija sinteze proinflamatornih citokina
	Superfamilija faktora rasta živaca, faktora rasta koji potiče od trombocita i transformirajućih faktora rasta	Familija faktora rasta nerava: NGF, neurotrofni faktor iz mozga	Regulacija upale, angiogeneze, neuronske funkcije, embrionalnog razvoja i regeneracije tkiva
		Faktori rasta koji potiču od trombocita (PDGF), angiogene faktore rasta (VEGF)
		TRF porodica: TRF , aktivini,inhibini,Nodal, Kostmorfogenaproteini, Mullerianinhibitornosupstance
	Familija epidermalnog faktora rasta	ERF, TRFα, itd.
	Familija faktora rasta sličnih insulinu	IRF-I, IRF-II	Stimulacija proliferacije različitih tipova ćelija

Opća svojstva citokina:

1. Citokini su polipeptidi ili proteini, često glikozilirani, većina njih ima MW od 5 do 50 kDa. Biološki aktivni molekuli citokina mogu se sastojati od jedne, dvije, tri ili više identičnih ili različitih podjedinica. 2. Citokini nemaju antigen specifično biološko djelovanje. Oni utiču na funkcionalnu aktivnost ćelija koje učestvuju u reakcijama urođenog i stečenog imuniteta. Međutim, djelovanjem na T i B limfocite, citokini su u stanju stimulirati antigenom inducirane procese u imunološkom sistemu. 3. Za citokinske gene postoje tri opcije ekspresije: a) stadijum-specifična ekspresija u određenim fazama embrionalnog razvoja, b) konstitutivna ekspresija za regulaciju niza normalnih fizioloških funkcija, c) inducibilni tip ekspresije, karakterističan za većinu citokini. Zaista, većinu citokina izvan inflamatorne reakcije i imunološkog odgovora stanice ne sintetiziraju. Ekspresija citokinskih gena počinje kao odgovor na prodiranje patogena u tijelo, antigensku iritaciju ili oštećenje tkiva. Jedan od najmoćnijih induktora sinteze proinflamatornih citokina su molekularne strukture povezane s patogenom. Da bi se pokrenula sinteza citokina T-ćelija, potrebna je aktivacija ćelija specifičnim antigenom uz učešće receptora antigena T-ćelija. 4. Citokini se sintetišu kao odgovor na stimulaciju u kratkom vremenskom periodu. Sinteza se prekida zbog niza autoregulatornih mehanizama, uključujući povećanu nestabilnost RNK, i zbog postojanja negativnih povratnih petlji posredovanih prostaglandinima, kortikosteroidnim hormonima i drugim faktorima. 5. Isti citokin mogu proizvesti tipovi tjelesnih ćelija različitog histogenetskog porijekla u različitim organima. 6. Citokini se mogu povezati sa membranama ćelija koje ih sintetišu, posedujući puni spektar biološke aktivnosti u obliku membranskog oblika i ispoljavaju svoj biološki efekat pri međućelijskom kontaktu. 7. Biološki efekti citokina su posredovani preko specifičnih ćelijskih receptorskih kompleksa koji vezuju citokine sa vrlo visokim afinitetom, a pojedinačni citokini mogu koristiti zajedničke podjedinice receptora. Citokinski receptori mogu postojati u rastvorljivom obliku, zadržavajući sposobnost vezivanja liganda. 8. Citokini imaju pleiotropne biološke efekte. Isti citokin može djelovati na mnoge vrste stanica, uzrokujući različite efekte ovisno o vrsti ciljne stanice. Pleiotropija djelovanja citokina je osigurana ekspresijom citokinskih receptora na tipovima stanica različitog porijekla i funkcija i prijenosom signala korištenjem nekoliko različitih intracelularnih glasnika i transkripcijskih faktora. 9. Citokine karakteriše izmjenjivost biološkog djelovanja. Nekoliko različitih citokina može izazvati isti biološki efekat ili imati sličnu aktivnost. Citokini induciraju ili potiskuju sintezu sebe, drugih citokina i njihovih receptora. 10. Kao odgovor na aktivacijski signal, ćelije istovremeno sintetiziraju nekoliko citokina uključenih u formiranje mreže citokina. Biološki efekti na nivou tkiva i tijela zavise od prisustva i koncentracije drugih citokina sa sinergističkim, aditivnim ili suprotnim efektima. 11. Citokini mogu uticati na proliferaciju, diferencijaciju i funkcionalnu aktivnost ciljnih ćelija. 12. Citokini djeluju na ćelije na različite načine: autokrini - na ćeliju koja sintetiše i luči ovaj citokin; parakrini - na stanicama koje se nalaze u blizini stanice proizvođača, na primjer, u žarištu upale ili u limfnom organu; endokrini - daljinski na ćelije bilo kojeg organa i tkiva nakon ulaska u cirkulaciju. U potonjem slučaju, djelovanje citokina liči na djelovanje hormona.

Isti citokin mogu proizvesti tipovi tjelesnih stanica različitog histogenetskog porijekla u različitim organima i djelovati na mnoge tipove stanica, uzrokujući različite efekte ovisno o vrsti ciljnih stanica.

Tri varijante ispoljavanja biološkog dejstva citokina.

Po svemu sudeći, formiranje sistema regulacije citokina odvijalo se evolucijski uporedo s razvojem višećelijskih organizama i nastalo je zbog potrebe za stvaranjem medijatora međućelijske interakcije, koji mogu uključivati ​​hormone, neuropeptide, adhezione molekule i neke druge. U tom smislu, citokini su najuniverzalniji regulatorni sistem, jer su u stanju da ispolje biološku aktivnost i na daljinu nakon sekrecije od strane ćelije proizvođača (lokalno i sistemski), i tokom međućelijskog kontakta, biološki aktivni u obliku membrane. Ovaj sistem citokina razlikuje se od adhezionih molekula, koji obavljaju uže funkcije samo pri direktnom kontaktu ćelija. Istovremeno, citokinski sistem se razlikuje od hormona koji se uglavnom sintetiziraju u specijalizovanim organima i ispoljavaju svoje djelovanje nakon ulaska u cirkulacijski sistem. Uloga citokina u regulaciji fizioloških funkcija organizma može se podijeliti na 4 glavne komponente: 1. Regulacija embriogeneze, formiranja i razvoja organa, uklj. organa imunog sistema.2. Regulacija određenih normalnih fizioloških funkcija.3. Regulacija odbrambenih reakcija organizma na lokalnom i sistemskom nivou.4. Regulacija procesa regeneracije tkiva.

A.A. Almabekova, A.K. Kusainova, O.A. Almabekov

Asfendiyarov Kazahstanski nacionalni medicinski univerzitet, Odsjek za hemiju Almaty tehnološki univerzitet Odsjek za hemiju, hemijsko inženjerstvo i ekologiju

RAZVOJ NOVIH KOMPOZITNIH MATERIJALA OTPORNIH NA POŽAR

Rezime: Pažnju autora ovog članka privukli su poliimidi na bazi dianhidrida aril-alicikličnih poliheterocikala koji sadrže fluor. Ova jedinjenja imaju jedinstvena svojstva, kao što su visoka termička i vatrootpornost, hemijska otpornost, rastvorljivost, što ih uz ostale pozitivne karakteristike čini nezamenljivim u savremenoj tehnologiji. U tu svrhu razvijeni su kompozitni materijali na bazi aril-alicikličnih poliimida koji sadrže fluor, utvrđeni su optimalni uslovi za dobijanje epoksidnih jedinjenja aril-aliciklične strukture kao učvršćivača korišćenjem lignosulfonata, a utvrđena su i fizičko-hemijska, električna i termička svojstva sintetizovanog poliimida. proučavano.

Ključne riječi: dianhidridi, diamini, polikondenzacija, epoksidna jedinjenja, poliimid, termoplastičnost, vatrootpornost, viskoznost.

Kazahstanski nacionalni medicinski univerzitet nazvan po S.D. Asfendijarov, Katedra za psihijatriju i narkologiju, Naučna kliničko-dijagnostička laboratorija

LABORATORIJSKA DIJAGNOSTIKA CITOKINA (PREGLEDNI ČLANAK)

Ovaj pregled posvećuje veliku pažnju ključnim i trenutno relevantnim pitanjima sadržaja citokina u različitim biološkim tekućinama u procjeni funkcionalne aktivnosti imunokompetentnih ćelija i regulaciji imunološkog odgovora. Ključne riječi: citokini, imunohemija.

Citokini.

Citokini se trenutno smatraju proteinsko-peptidnim molekulima koje proizvode različite ćelije u tijelu i provode međućelijske i međusistemske interakcije. Citokini su univerzalni regulatori životnog ciklusa ćelije, kontrolišu procese diferencijacije, proliferacije, funkcionalne aktivacije i apoptoze potonje. Citokini koje proizvode ćelije imunog sistema nazivaju se imunocitokini; oni predstavljaju klasu rastvorljivih peptidnih medijatora imunog sistema, neophodnih za njegov razvoj, funkcionisanje i interakciju sa drugim sistemima tela (Kovalchuk L.V. et al., 1999).

Kao regulatorni molekuli, citokini igraju važnu ulogu u realizaciji urođenih i adaptivnih imunoloških reakcija, osiguravaju njihovu interakciju, kontrolišu hematopoezu, upalu, zacjeljivanje rana, formiranje novih krvnih žila (angiogeneza) i mnoge druge vitalne procese. Trenutno postoji nekoliko različitih klasifikacija citokina, uzimajući u obzir njihovu strukturu, funkcionalnu aktivnost,

porijeklo, tip citokinskih receptora. Tradicionalno, u skladu sa njihovim biološkim efektima, uobičajeno je razlikovati sljedeće grupe citokina.

1) Interleukini (IL-1 - IL-18) - sekretorni regulatorni proteini imunog sistema, koji obezbeđuju interakciju medijatora u

imuni sistem i njegova povezanost sa drugim sistemima organizma;

2) Interferoni (IFNa, IFNr, IFNu) su antivirusni proteini sa izraženim imunoregulatornim i antitumorskim efektima;

3) Faktori tumorske nekroze (TNFa, TNFa-limfotoksin) - citokini sa citotoksičnim i regulatornim efektima;

4) Kolonije-stimulirajući faktori (CSF) - stimulatori rasta i diferencijacije hematopoetskih ćelija (GM-CSF, G-CSF, M-CSF);

5) hemokini - hemoatraktanti za leukocite;

6) Faktori rasta - regulatori rasta, diferencijacije i funkcionalne aktivnosti ćelija različitog porijekla (faktor rasta fibroblasta, faktor rasta endotelnih ćelija, epidermalni faktor rasta) i transformirajući faktor rasta - TGFr. Citokini se razlikuju po strukturi, biološkoj aktivnosti i nizu drugih karakteristika, ali imaju zajednička svojstva karakteristična za ovu klasu peptida. U pravilu, citokini su glikozilirani polipeptidi srednje molekularne težine (manje od 30 kDa). Citokine proizvode aktivirane stanice u niskim koncentracijama za kratko vrijeme, a njihova sinteza uvijek počinje transkripcijom gena. Citokini vrše svoj biološki efekat na ćelije preko receptora na površini ciljnih ćelija. Vezivanje citokina za odgovarajući receptor dovodi do aktivacije ćelije, proliferacije, diferencijacije ili smrti.

Citokini ispoljavaju svoje biološke efekte prvenstveno lokalno, radeći na mrežnom principu. Oni mogu djelovati zajedno i uzrokovati kaskadnu reakciju, sekvencijalno indukujući sintezu nekih citokina od strane drugih. Ova složena interakcija citokina neophodna je za nastanak upale i regulaciju imunoloških odgovora. Primjer sinergističke interakcije citokina je stimulacija inflamatornih reakcija IL-1, IL-6 i TNF, kao i sinteza IgE kombinovanim djelovanjem IL-4, IL-5 i IL-13. Antagonistička interakcija citokina također može biti negativan regulatorni mehanizam za kontrolu razvoja inflamatornog odgovora i sinteze proinflamatornih i antiinflamatornih citokina (inhibicija proizvodnje IL-6 kao odgovor na povećanje koncentracije TNF-a). Citokinska regulacija funkcija ciljnih stanica može se provoditi autokrinim, parakrinim ili endokrinim mehanizmom. Citokinski sistem uključuje ćelije proizvođače; rastvorljivi citokini i njihovi antagonisti; ciljne ćelije i njihove receptore. Ćelije proizvođača:

I. Glavna grupa ćelija koje proizvode citokine u imunološkom sistemu su limfociti.

ThO proizvodi širok spektar citokina u vrlo niskim koncentracijama.

Th1 proizvodi IL-2, IFNa, IL-3, TNFa, neophodne za razvoj reakcija ćelijskog imuniteta (HRT, antivirusno,

antitumorska citotoksičnost, itd.) Skup citokina koje luči Th2 (IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, IL-3) određuje razvoj humoralnog imunološkog odgovora. Poslednjih godina opisana je subpopulacija Th3 koja proizvodi TGFβ, koji potiskuje funkciju i Thl i Th2.

T-citotoksični (CD8+), B-limfociti i prirodne ćelije ubice su slabi proizvođači citokina.

II. Ćelije iz serije makrofaga i monocita proizvode citokine koji iniciraju imunološki odgovor i koji su uključeni u upalu i regeneraciju.

III. Ćelije koje nisu povezane sa imunološkim sistemom: ćelije vezivnog tkiva, epitela, endotela spontano, bez antigenske stimulacije, luče citokine koji podržavaju proliferaciju hematopoetskih ćelija i autokrinih faktora rasta (FGF, EGF, TFRR, itd.).

Imuni status je kompleksan pokazatelj stanja imunog sistema; on je kvantitativna i kvalitativna karakteristika stanja

funkcionalna aktivnost organa imunog sistema i neki nespecifični mehanizmi antimikrobne odbrane. Metode za određivanje citokina. Određivanje sadržaja citokina u različitim biološkim tečnostima je od velikog značaja u proceni funkcionalne aktivnosti

imunokompetentne ćelije i regulacija imunološkog odgovora. U nekim slučajevima (septički šok, bakterijski meningitis), kada citokini, posebno TNF-α, djeluju kao vodeći faktor u patogenezi, određivanje njegovog sadržaja u krvi ili cerebrospinalnoj tekućini postaje glavna metoda imunološke dijagnoze.

Ponekad se nivo citokina određuje u svrhu diferencijalne dijagnoze. Na primjer, kod bakterijskog meningitisa, TNF-a se otkriva u cerebrospinalnoj tekućini, a kod virusnog meningitisa u pravilu se u njemu nalazi samo IL-1. Međutim, određivanje prisustva citokina u krvnom serumu i drugim biološkim tekućinama može dati negativne rezultate zbog karakteristika ovih peptida. Budući da su uglavnom kratkotrajni regulatori, citokini imaju kratak poluživot (do 10 min). Neki citokini su sadržani u krvi u izuzetno niskim koncentracijama, akumulirajući se uglavnom na mjestu upale; osim toga, biološka aktivnost citokina može biti maskirana kada se vežu za molekule inhibitora koji cirkuliraju u krvi.

Postoje tri različita pristupa za kvantifikaciju citokina: imunohemijski testovi (ELISA), biološki testovi i molekularno biološki testovi. Biološko testiranje je najviše

osjetljiva metoda, ali inferiorna po specifičnosti u odnosu na ELISA. Postoje 4 vrste biotestiranja: citotoksičnim efektom, indukcijom proliferacije, indukcijom diferencijacije i antivirusnim djelovanjem. Sljedeći citokini su biotestirani na osnovu njihove sposobnosti da indukuju proliferaciju ciljnih ćelija: Ib-1, Ib-2, Ib-4, Ib-5, Ib-6, Ib-7. TNF-a i TNF-p su testirani na njihov citotoksični učinak na osjetljive ciljne stanice (T929). Shi-y je testiran na njegovu sposobnost da indukuje ekspresiju ShiA II molekula na ciljnim stanicama. 8 su testirane na njihovu sposobnost da pojačaju kemotaksu neutrofila. Biotestovi se više koriste u istraživačke svrhe ili za potvrdu ELISA rezultata.

Određivanje citokina u krvnom serumu i drugim biološkim materijalima korištenjem čvrste faze ELISA postalo je sve raširenije. Studija se izvodi u skladu sa protokolom koji je priložen uz dijagnostički test sistem. Najčešće korištena opcija je sendvič ELISA, koja se sastoji od sljedećeg: jedna vrsta mAb na određeni citokin se imobilizira na unutrašnjoj površini jažica istraživačkih ploča. Ispitni materijal i odgovarajući standardi i kontrole se dodaju u jažice ploče. Nakon inkubacije i ispiranja, u jažice se dodaje drugo mAb drugom epitopu datog citokina, konjugirano s indikatorskim enzimom (peroksidaza hrena). Nakon inkubacije i ispiranja ćelijama se dodaje supstrat, vodikov peroksid sa hromogenom. Tokom enzimske reakcije mijenja se intenzitet boje jažica, što se mjeri pomoću automatskog pločastog fotometra.

ELISA pomoću mAb protiv pojedinačnih epitopa u molekulu citokina je visoko osjetljiva i specifična, a prednost metode je i objektivno automatizirano snimanje rezultata. Međutim, ni ova metoda nije bez nedostataka, budući da detekcija prisustva molekula citokina još nije pokazatelj njihove biološke aktivnosti, mogućnost lažno pozitivnih rezultata je zbog

Zbog unakrsne reakcije antigenskih epitopa, upotreba ELISA ne omogućava određivanje citokina u sastavu imunoloških kompleksa.

ELISA se razlikuje od biotestiranja po nižoj osjetljivosti uz visoku specifičnost i reproduktivnost. Citokin se otkriva po njegovoj sposobnosti da se veže za dva različita monoklonska antitijela usmjerena protiv dva različita antigena epitopa na molekulu citokina. Na primjer, koristi se kompleks streptavidin - enzim - enzimski supstrat. Međutim, sposobnost većine citokina da formiraju komplekse sa serumskim proteinima, itd. može značajno iskriviti rezultate kvantitativnog određivanja nivoa citokina. Molekularno biološke metode omogućavaju određivanje ekspresije citokinskih gena u materijalu koji se proučava, tj. prisustvo odgovarajuće mRNA. Lančana reakcija polimeraze reverzne transkriptaze (RT-PCR) smatra se najosjetljivijom. Reverzna transkriptaza (revertaza) se koristi za pravljenje kopija cDNK od mRNA izolirane iz stanica. Količina cDNK odražava početnu količinu mRNA i indirektno odražava aktivnost proizvodnje datog citokina.Proučavanje proizvodnje citokina u kulturama pune krvi ili mononuklearnih ćelija izolovanih iz krvi omogućava nam da karakterišemo sekretornu aktivnost krvnih monocita,

izazvana mitogenima: Con A, PHA, LPS. Interpretacija podataka tokom vremena omogućava predviđanje daljeg toka organsko specifičnih autoimunih bolesti, multiple skleroze, prilikom procjene efikasnosti primijenjenih metoda tumorske imunoterapije itd.

Testiranje bioloških efekata općenito nije dovoljno osjetljivo, a ponekad i dovoljno informativno. Prisustvo molekula inhibitora ili antagonista u istoj biološkoj tekućini može prikriti biološku aktivnost citokina. U ovom slučaju, različiti citokini često pokazuju istu biološku aktivnost. Osim toga, izvođenje bioloških testova zahtijeva posebnu dodatnu opremu, provodi se u nestandardnim uvjetima i koristi se prvenstveno u istraživačke svrhe. Zaključak.

Dakle, trenutno nema sumnje da su citokini najvažniji faktori u imunopatogenezi. Proučavanje nivoa citokina nam omogućava da dobijemo informacije o funkcionalnoj aktivnosti različitih tipova imunokompetentnih ćelija, o odnosu procesa aktivacije T-pomoćnika tipa I i II, što je veoma važno u diferencijalnoj dijagnozi niza infektivnih i imunopatoloških bolesti. procesi.

BIBLIOGRAFIJA

1 Gumilevskaya O.P., Gumilevsky B.Yu., Antonov Yu.V. Sposobnost limfocita periferne krvi pacijenata sa polenskom groznicom da luče IL-4, INF tokom poliklonalne stimulacije in vitro // Citokini i inflamacija. Materijali međunarodne naučno-praktične škole - konferencije. - Sankt Peterburg: 2002. - T. 1. - P. 94-98.

2 Bulina O.V., Kalinina N.M. Analiza parametara citokinske komponente imuniteta kod djece oboljele od atopijskog dermatitisa // Citokini i inflamacije. - 2002. - br. 2. - Str. 92-97.

3 Sklyar L.F., Markelova E.V. Citokinska terapija rekombinantnim interleukinom-2 (ronkoleukinom) u bolesnika s virusnim hepatitisom // Citokini i inflamacija. - 2002. - br. 4. - Str. 43-66.

4 Marty C, Misset B, Tamion F, et al. Cirkulirajuće koncentracije interleukina-8 u bolesnika s višestrukim zatajenjem organa septičkog i neseptičkog porijekla // Critical Care Medicine. - 1994. - V. 22. - P. 673-679.

5 Shaimova V.A., Simbirtsev, A.Yu.Kotov. Proinflamatorni citokini u različitim vrstama gnojnih ulkusa rožnice // Citokini i inflamacija. Materijali međunarodne naučne i praktične škole. - Sankt Peterburg: 2002. - Br. 2. - P. 52-58.

6 Teitelbaum S.L. Resorpcija kostiju osteoklastima // Nauka. - 2000. - V. 289. - P. 1504-1508.

7 Borisov L.B. Medicinska mikrobiologija, virologija, imunologija. - M.: 2002. - 736 str.

8 W. Paul Immunology. - M.: Mir, 1987. - 274 s.

9 G. Frimel Imunološke metode. - M.: Medicina, 1987. - 472 str.

10 A.V. Karaulov Klinička imunologija. - M.: Medicinska informativna agencija, 1999. - 604 str.

11 Lebedev K.A., Ponyakina I.D. Imuni nedostatak. - M.: Medicinska knjiga, 2003. - 240 str.

12 J. Klaus Lymphocytes. Metode. - M.: Mir, 1990. - 214 str.

13 Menshikov I.V., Berulova L.V. Osnove imunologije. Laboratorijska radionica. - Izhevsk: 2001. - 134 str.

14 Petrov R.V. Imunologija. - M.: Medicina, 1987. - 329 str.

15 Royt A. Osnove imunologije. - M.: Mir, 1991. - 327 str.

16 Totolyan A.A., Freidlin I.S. // Ćelije imunog sistema. 1.2 volumen. -Sankt Peterburg, Nauka, - 2000 - 321 str.

17 Stefanii D.V., Veltishchev Yu.E. Klinička imunologija djetinjstva. - M.: Medicina, 1996. - 383 str.

18 Freidlin I.S., Totolyan A.A. Ćelije imunog sistema. - Sankt Peterburg: Nauka, 2001. - 391 str.

19 Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorova I.G. Imunologija. - M.: Medicina, 2000. - 430 str.

20 Khaitov R.M., Pinegin B.V., Istamov Kh.I. Ekološka imunologija. - M.: VNIRO, 1995. - 219 str.

21 Belyaeva O. V., Kevorkov N. N. Utjecaj kompleksne terapije na parametre lokalnog imuniteta pacijenata s parodontitisom // Citokini i inflamacija. - 2002. - T. 1. - Br. 4. - P. 34-37.

22 Y.T. Polimorfizmi gena Chang citokina u kineskih pacijenata s psorijazom // British Journal of Dermatology. - 2007. - Vol. 156. - P. 899-905.

23 W. Baran Polimorfizmi gena promotora IL-6 i IL-10 u psorijazi vulgaris // Acta Derm Venereol. - 2008. - Vol. 88. -P. 113-116.

24 L. Borska Imunološke promjene u TNF-alfa, sE-selektinu, sP-selektinu, sICAM-1 i IL-8 kod pedijatrijskih pacijenata liječenih od psorijaze po Goeckermanovom režimu // Pedijatrijska dermatologija. - 2007. - Vol. 24. - br. 6. - str. 607-612.

25 M. O"Kane Povećana ekspresija orphan nuklearnog receptora NURR1 kod psorijaze i modulacija nakon inhibicije TNF-a // Journal of Investigative Dermatology. - 2008. - Vol. 128. - P. 300-310.

26 G. Fiorino Pregledni članak: psorijaza izazvana anti TNF-a kod pacijenata s inflamatornom bolešću crijeva // Aliment Pharmacol Ther. - 2009. - Vol. 29. - P. 921-927.

27 sati ujutro Tobin, B. Kirby TNFa inhibitori u liječenju psorijaze i psorijatičnog artritisa // Biodrugs. - 2005. - Vol. 19. - br. 1. - str. 47-57.

28 A.B. Serwin faktor nekroze tumora alfa (TNF-a) koji konvertuje enzim i rastvorljivi TNF-a receptor tip 1 kod pacijenata sa psorijazom u vezi sa hroničnom konzumacijom alkohola // Journal European Academy of Dermatology and Venereology. -2008. - Vol. 22. - P. 712-717.

29 O. Arican Serumski nivoi TNF-a, IFN-y, IL-6, IL-8, IL-12, IL-17 i IL-18 kod pacijenata sa aktivnom psorijazom i korelacija sa težinom bolesti // Medijatori upale . - 2005. - Vol. 5. - P. 273-279.

30 A. Mastroianni profili citokina tijekom monoterapije infliksimabom u psorijatičnom artritisu // British Journal of Dermatology. -2005. - Vol. 153. - P. 531-536.

A.Sh. Oradova, K.Z. Saduakasova, S.D. Lesova

S.Zh. Asfendiyarov atyndagi K,azats ¥lttyts medicine na univerzitetu Narkologija zhene Psihijatrijski odjeli, gylymi klinike-dijagnostika zertkhana

CYTOKINNYN, ZERTKHANALSH DIJAGNOSTIKA

Tushn: Sholuy bul ulken nazar man, yzdy belshgen zhene sura; kekeykesp K;a3ipri ua;ytta er TYrli biološki; sujschtyk;tarda imune kuzyrly zhasushalardy funkcionals; belsendshkt bagalauda cytokinderdsch mazmunia zhene immundi zhauaptyn, retteuk

TYYindi sezder: citokin, imunitet; hemija.

A.Sh. Oradova, K.Z. Saduakasova, S.D. Lesova

Asfendiyarov Kazahstanski nacionalni medicinski univerzitet, Odsjek za psihijatriju i narkologiju, Naučna klinička i dijagnostička laboratorija

LABORATORIJSKA DIJAGNOSTIKA CITOKINA

Sažetak: U ovom pregledu je velika pažnja posvećena kritičnim i aktuelnim pitanjima sadržaja citokina u različitim biološkim tečnostima u proceni funkcionalne aktivnosti imunih ćelija i regulaciji imunog odgovora. Ključne riječi: citokini, imunohemija.

UDK 616.831-005.1-056:616.12-008.331.1

A.Sh. Oradova, A.D. Sapargalieva, B.K. Dyusembayev

Kazahstanski nacionalni medicinski univerzitet nazvan po S.D. Asfendijarov, Odsjek za patološku anatomiju

MOLEKULARNI MARKERI RAZVOJA ISHEMIJSKOG MOŽDA (PREGLED LITERATURE)

U posljednje vrijeme značajan broj istraživanja posvećen je traženju nasljednih faktora koji predisponiraju nastanak vaskularnih bolesti mozga. Jedan od glavnih pravaca u ovim studijama je proučavanje uloge gena kandidata. U ovom pregledu sistematiziramo rezultate molekularno-genetskih studija posljednjih godina radi proučavanja odnosa različitih klasa “gena kandidata” sa rizikom od razvoja ishemijskog moždanog udara kod ljudi. Ključne riječi: ishemijski moždani udar, geni kandidati.

Trenutno je značajna uloga takvih faktora rizika za nastanak ishemijskog moždanog udara kao što su arterijska hipertenzija, ateroskleroza, poremećaji srčanog ritma, srčani udar, pušenje, dijabetes melitus, poremećaji metabolizma lipida, promjene u hemostatskom sistemu, upotreba oralnih kontraceptiva, zloupotreba

alkohol, itd. Poznato je da se težina ishemijskog moždanog udara povećava kombinacijom nekoliko faktora rizika, među kojima su značajni arterijska hipertenzija, hiperholesterolemija, povišeni nivoi lipoproteina niske gustine i pušenje. Uvod u kliničku praksu racionalnog

Citokini su oko 100 kompleksnih proteina uključenih u mnoge imunološke i upalne procese u ljudskom tijelu. Ne akumuliraju se u stanicama koje ih proizvode i brzo se sintetiziraju i izlučuju.

Citokini koji pravilno funkcionišu osiguravaju nesmetano i efikasno funkcionisanje imunog sistema. Njihova karakteristična karakteristika je svestranost djelovanja. U većini slučajeva pokazuju kaskadni efekat koji se zasniva na međusobnoj nezavisnoj sintezi drugih citokina. Upalni proces koji se razvija kontroliraju međusobno povezani proinflamatorni citokini.

Šta su citokini

Citokini su velika grupa regulatornih proteina čija se molekulska težina kreće od 15 do 25 kDa (kilodalton je atomska jedinica mase). Oni djeluju kao međućelijski signalni posrednici. Njihova karakteristična karakteristika je prijenos informacija između ćelija na kratkim udaljenostima. Oni su uključeni u kontrolu ključnih životnih procesa u tijelu. Oni su odgovorni za početak proliferacija, tj. proces umnožavanja stanica, nakon čega slijedi njihova diferencijacija, rast, aktivnost i apoptoza. Citokini određuju humoralne i ćelijske faze imunološkog odgovora.

Citokini se mogu smatrati vrstom hormoni imunog sistema. Ostala svojstva ovih proteina uključuju, posebno, sposobnost da utiču na energetsku ravnotežu tela kroz promene u apetitu i brzini metabolizma, efekte na raspoloženje, na funkcije i strukture kardiovaskularnog sistema i povećanu pospanost.

Posebnu pažnju treba obratiti na proinflamatorni i antiinflamatorni citokini. Prevladavanje prvih dovodi do upalne reakcije s povišenom temperaturom, povećanom frekvencijom disanja i leukocitozom. Drugi imaju prednost u stvaranju protuupalnog odgovora.

Karakteristike citokina

Glavne karakteristike citokina:

• redundantnost- sposobnost da se proizvede isti efekat
• pliotropija– sposobnost uticaja na različite tipove ćelija i izazivanja različitih akcija u njima
• sinergija- interakcija
• indukcija kaskade pozitivnih i negativnih povratnih informacija
• antagonizam– međusobno blokiranje efekata delovanja

Citokini i njihov utjecaj na druge stanice

Citokini posebno djeluju na:

• B limfociti su ćelije imunog sistema odgovorne za humoralni imuni odgovor, tj. proizvodnja antitijela;
• T limfociti su ćelije imunog sistema odgovorne za ćelijski imuni odgovor; proizvode, posebno, Th1 i Th2 limfocite, između kojih se opaža antagonizam; Th1 podržava ćelijski odgovor i Th2 humoralni odgovor; Th1 citokini negativno utiču na razvoj Th2, i obrnuto;
• NK ćelije su grupa ćelija imunog sistema koje su odgovorne za fenomene prirodne citotoksičnosti (toksični efekti na citokine koji ne zahtevaju stimulaciju specifičnih mehanizama u vidu antitela);
• Monociti su morfološki elementi krvi, zovu se bela krvna zrnca;
• Makrofagi su populacija ćelija u imunološkom sistemu koje potiču od prekursora krvnih monocita; djeluju kako u procesima urođenog imuniteta tako i stečenog (prilagodljivog);
• Granulociti su vrsta bijelih krvnih stanica koje pokazuju svojstva fagocita, što treba shvatiti kao sposobnost apsorpcije i uništavanja bakterija, mrtvih stanica i nekih virusa.

Proinflamatorni citokini

Proinflamatorni citokini sudjeluju u regulaciji imunološkog odgovora i hematopoeze (proces proizvodnje i diferencijacije morfotskih krvnih elemenata) i iniciraju razvoj upalnog odgovora. Često se nazivaju imunotransmiterima.

Glavni proinflamatorni citokini uključuju:

• TNF ili faktor nekroze tumora, koji se ranije zvao kekqing. Pod ovim imenom postoji grupa proteina koji određuju aktivnost limfocita. Mogu izazvati apoptozu, prirodni proces programirane smrti ćelija raka. TNF-α i TNF-β su izolovani.
• IL-1, tj. interleukin 1. Jedan je od glavnih regulatora upalnog imunološkog odgovora. Posebno aktivan kod intestinalnih inflamatornih reakcija. Među njegovih 10 varijeteta izdvajaju se IL-1α, IL-1β, IL-1γ. Trenutno se opisuje kao interleukin 18.
• IL-6, odnosno interleukin 6, koji ima pleiotropni ili višesmjerni učinak. Njegova koncentracija je povećana u serumu pacijenata sa ulceroznim kolitisom. Stimuliše hematopoezu, pokazujući sinergiju sa interleukinom 3. Stimuliše diferencijaciju B limfocita u plazma ćelije.

Protuupalni citokini

Protuupalni citokini smanjuju inflamatorni odgovor potiskivanjem proizvodnje proupalnih citokina od strane monocita i makrofaga, posebno IL-1, IL-6, IL-8.

Među glavnim protuupalnim citokinima posebno se spominju IL-10, odnosno interleukin 10 (faktor koji inhibira sintezu citokina), IL 13, IL 4, koji kao rezultat indukcije lučenje citokina koji utiču na hematopoezu, pozitivno utiče na proizvodnju krvnih zrnaca.

Opće karakteristike citokina. Citokini su najveća, najvažnija i funkcionalno univerzalna grupa humoralnih faktora imunog sistema, podjednako važnih za realizaciju urođenog i adaptivnog imuniteta. Citokini su uključeni u mnoge procese; ne mogu se nazvati faktorima koji se odnose isključivo na imuni sistem, jer igraju važnu ulogu u hematopoezi, homeostazi tkiva i intersistemskom prenosu signala.

Citokini se mogu definisati kao proteinski ili polipeptidni faktori koji nemaju specifičnost za antigene, a proizvode ih pretežno aktivirane ćelije hematopoetskog i imunog sistema i posreduju međućelijskim interakcijama tokom hematopoeze, upale, imunoloških procesa i međusistemskih komunikacija.

Citokini se razlikuju po strukturi, biološkoj aktivnosti i drugim svojstvima. Međutim, uz njihove razlike, citokini imaju zajednička svojstva karakteristična za ovu klasu bioregulatornih molekula:

• · Citokini su, po pravilu, glikozilirani polipeptidi srednje molekularne težine (manje od 30 kD).
• · Citokine proizvode ćelije imunološkog sistema i druge ćelije (na primjer, endotel, fibroblasti, itd.) kao odgovor na aktivirajući stimulus (molekularne strukture povezane s patogenom, antigeni, citokini, itd.) i učestvuju u reakcijama urođeni i adaptivni imunitet, regulišući njihovu snagu i trajanje. Neki citokini se sintetiziraju konstitutivno.
• · Sekrecija citokina je kratkotrajan proces. Citokini se ne pohranjuju kao prethodno formirani molekuli, a njihova sinteza uvijek počinje transkripcijom gena. Ćelije proizvode citokine u niskim koncentracijama (pikogrami po mililitru).
• · U većini slučajeva, citokini se proizvode i djeluju na ciljne stanice koje se nalaze u neposrednoj blizini (djelovanje kratkog dometa). Glavno mjesto djelovanja citokina je međućelijska sinapsa.
• · Redundantnost citokinskog sistema se manifestuje u činjenici da je svaki tip ćelije sposoban da proizvede nekoliko citokina, a svaki citokin mogu da luče različite ćelije.
• · Sve citokine karakterizira pleiotropija, odnosno multifunkcionalnost djelovanja. Dakle, manifestacija znakova upale je posljedica utjecaja IL-1, TNF, IL-6, IL-8. Dupliranje funkcija osigurava pouzdan rad citokinskog sistema.
• · Djelovanje citokina na ciljne stanice posredovano je visoko specifičnim membranskim receptorima visokog afiniteta, koji su transmembranski glikoproteini, koji se obično sastoje od više od jedne podjedinice. Ekstracelularni dio receptora odgovoran je za vezivanje citokina. Postoje receptori koji eliminiraju višak citokina u patološkom žarištu. To su takozvani mamac receptori. Topljivi receptori su ekstracelularni domen membranskog receptora odvojen enzimom. Topljivi receptori su u stanju da neutrališu citokine, učestvuju u njihovom transportu do mesta upale i uklanjanju iz organizma.
• · Citokini rade na mrežnom principu. Oni mogu djelovati zajedno. Mnoge funkcije koje su u početku pripisane jednom citokinu, kako se ispostavilo, nastaju zbog koordiniranog djelovanja nekoliko citokina (sinergizam djelovanja). Primjeri sinergističke interakcije citokina su stimulacija inflamatornih odgovora (IL-1, IL-6 i TNFa), kao i sinteza IgE (IL-4, IL-5 i IL-13).

Klasifikacija citokina. Postoji nekoliko klasifikacija citokina zasnovanih na različitim principima. Tradicionalna klasifikacija odražava istoriju proučavanja citokina. Ideja da citokini igraju ulogu faktora koji posreduju funkcionalnu aktivnost ćelija imunog sistema pojavila se nakon otkrića heterogenosti populacije limfocita i shvatanja činjenice da su samo neki od njih – B limfociti – odgovorni za formiranje antitela. Pokušavajući otkriti da li humoralni produkti T stanica igraju ulogu u provedbi njihovih funkcija, počeli su proučavati biološku aktivnost faktora sadržanih u mediju kulture T limfocita (posebno aktiviranih). Rješenje ovog problema, kao i pitanje koje se ubrzo pojavilo o humoralnim produktima monocita/makrofaga, dovelo je do otkrića citokina. U početku su se zvali limfokini i monokini, ovisno o tome koje su ih stanice proizvodile - T-limfociti ili monociti. Ubrzo je postalo jasno da je nemoguće jasno razlikovati limfokine i monokine, te je uveden opći termin "citokini". 1979. godine, na simpozijumu o limfokinima u Interlakenu (Švajcarska), ustanovljena su pravila za identifikaciju faktora ove grupe, koji su dobili naziv grupe “interleukini” (IL). Istovremeno, prva dva člana ove grupe molekula, IL-1 i IL-2, dobila su svoja imena. Od tada, svi novi citokini (osim hemokina – vidi dolje) dobili su oznaku IL i serijski broj.

Tradicionalno, u skladu sa biološkim efektima, uobičajeno je razlikovati sljedeće grupe citokina:

• · Interleukini (IL-1-IL-33) su sekretorni regulatorni proteini imunog sistema koji obezbeđuju posredničke interakcije u imunom sistemu i njegovu vezu sa drugim sistemima tela. Interleukini se prema svojoj funkcionalnoj aktivnosti dijele na pro- i antiinflamatorne citokine, faktore rasta limfocita, regulatorne citokine itd.
• · Interferoni (IFN) - citokini uključeni u antivirusnu odbranu, sa izraženim imunoregulatornim efektom (IFN tip 1 - IFN b, c, d, k, ?, f; grupe citokina sličnih IFN - IL-28A, IL-28B i IL-29; IFN tip 2 - IFNg).
• · Faktori tumorske nekroze (TNF) - citokini sa citotoksičnim i regulatornim djelovanjem: TNFa i limfotoksini (LT).
• Faktori rasta hematopoetskih ćelija - faktor rasta matičnih ćelija (Kit-ligand), IL-3, IL-7, IL-11, eritropoetin, trobopoetin, faktor stimulacije kolonija granulocita-makrofaga - GM-CSF, CSF granulocita - G-CSF, makrofag CSF - M-CSF).
• · Hemokini - C, CC, CXC (IL-8), CX3C - regulatori hemotakse različitih tipova ćelija.
• · Faktori rasta nelimfoidnih ćelija - regulatori rasta, diferencijacije i funkcionalne aktivnosti ćelija različitog porijekla (faktor rasta fibroblasta - FGF, faktor rasta endotelnih ćelija, epidermalni faktor rasta - EGF epiderme) i transformirajući faktori rasta (TGFb , TGFb).

Pojam "citokina" prilično je teško razlikovati od koncepta "faktora rasta". Preciznije razumijevanje koncepta “interleukina” (koji se zapravo poklapa s konceptom “citokina”) olakšano je uvođenjem kriterija koji regulišu dodjelu novog interleukina od strane Nomenklaturnog odbora Međunarodne unije imunoloških društava 1992. broj: ovo zahtijeva molekularno kloniranje, sekvenciranje i ekspresiju gena interleukina, potvrđujući jedinstvenost njegove nukleotidne sekvence, kao i proizvodnju neutralizirajućih monoklonskih antitijela. Za utvrđivanje razlika između interleukina i sličnih faktora važni su podaci o proizvodnji ovog molekula ćelijama imunog sistema (leukociti) i dokazi o njegovoj ulozi u regulaciji imunoloških procesa. Time se naglašava obavezno učešće interleukina u funkcionisanju imunog sistema. Ako pretpostavimo da se svi citokini otkriveni nakon 1979. godine (osim hemokina) nazivaju interleukini i, stoga, ovi koncepti su gotovo identični, onda možemo pretpostaviti da faktori rasta kao što su epidermalni, fibroblasti, trombociti nisu citokini, već transformirajući faktori rasta (TGF). ), na osnovu njegove funkcionalne uključenosti u imuni sistem, samo TGFβ se može klasifikovati kao citokin. Međutim, ovo pitanje nije striktno regulisano međunarodnim naučnim dokumentima.

Ne postoji jasna strukturna klasifikacija citokina. Ipak, prema karakteristikama njihove sekundarne strukture, razlikuje se nekoliko grupa:

• · Molekuli sa prevlastom b-helikalnih niti. Sadrže 4 b-helikalne domene (2 para b-zavojnica koje se nalaze pod uglom jedna prema drugoj). Postoje kratke i dugačke (prema dužini b-heliksa) opcije. Prva grupa uključuje većinu hemopoetinskih citokina - IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-7, IL-9, IL-13, IL-21, IL-27, IFNg i M-CSF; do drugog - IL-6, IL-10, IL-11 i GM-CSF.
• · Molekuli sa dominantnom strukturom β-lista. To uključuje citokine iz familije faktora tumorske nekroze i limfotoksine („B-trolist”), IL-1 familije (B-sendvič) i TGF familije (citokinski čvor).
• · Kratki b/v-lanac (b-list sa susednim b-heliksima) - hemokini.
• · Mješovite strukture mozaika, npr. IL-12.

Posljednjih godina, zbog identifikacije velikog broja novih citokina, ponekad vezanih za prethodno opisane i formiranja s njima pojedinačnih grupa, uveliko se koristi klasifikacija zasnovana na pripadnosti citokina strukturnim i funkcionalnim porodicama.

Druga klasifikacija citokina zasniva se na strukturnim karakteristikama njihovih receptora. Kao što je poznato, citokini djeluju preko receptora. Na osnovu strukturnih karakteristika polipeptidnih lanaca razlikuje se nekoliko grupa citokinskih receptora. Navedena klasifikacija se posebno odnosi na polipeptidne lance. Jedan receptor može sadržavati lance koji pripadaju različitim porodicama. Značaj ove klasifikacije je zbog činjenice da različite tipove polipeptidnih lanaca receptora karakteriše određeni signalni aparat koji se sastoji od tirozin kinaza, adapterskih proteina i transkripcionih faktora.

Najbrojniji tip su hematopoetinski citokinski receptori. Njihove ekstracelularne domene karakteriše prisustvo 4 cisteinska ostatka i prisustvo sekvence koja sadrži ostatke triptofana i serina - WSXWS. Domene porodice fibronektina, koje sadrže 4 cisteinska ostatka, čine osnovu receptora za interferon. Karakteristična karakteristika domena koji čine ekstracelularni dio TNFR porodice receptora je visok sadržaj cisteinskih ostataka („cistein-rich domains”). Ovi domeni sadrže 6 cisteinskih ostataka. Grupa receptora, čiji ekstracelularni domeni pripadaju superfamiliji imunoglobulina, uključuje dvije grupe - receptore za IL-1 i nekoliko receptora čiji citoplazmatski dio ima aktivnost tirozin kinaze. Aktivnost tirozin kinaze je karakteristična za citoplazmatski dio gotovo svih faktora rasta (EGF, PDGF, FGF, itd.). Konačno, posebnu grupu čine receptori hemokina sličnih rodopsinu, koji prodiru kroz membranu 7 puta. Međutim, ne odgovaraju svi polipeptidni lanci receptora ovoj klasifikaciji. Dakle, ni b- ni beta-lanci IL-2 receptora ne pripadaju porodicama prikazanim u tabeli 3 (b-lanac sadrži kontrolne domene komplementa). Glavne grupe takođe ne uključuju IL-12 receptore, zajednički β-lanac IL-3 receptora, IL-5, GMCSF i neke druge polipeptidne lance receptora.

Gotovo svi citokinski receptori (osim receptora sličnih imunoglobulinu, koji imaju aktivnost kinaze) sastoje se od nekoliko polipeptidnih lanaca. Često različiti receptori sadrže zajedničke lance. Najupečatljiviji primjer je g-lanac, zajednički za receptore IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, IL-21, označen kao g(c). Defekti u ovom lancu igraju važnu ulogu u razvoju patologije imunodeficijencije. Uobičajeni β-lanac je dio GM-CSF, IL-3 i IL-5 receptora. Uobičajeni lanci su IL-7 i TSLP (b-lanac), kao i IL-2 i IL-15, IL-4 i IL-13 (u oba slučaja, b-lanac).

Po pravilu, receptori su predstavljeni na površini stanica u mirovanju u malom broju i često u nekompletnom sastavu podjedinica. Tipično, u ovom stanju, receptori daju adekvatan odgovor samo kada su izloženi vrlo visokim dozama citokina. Kada se ćelije aktiviraju, broj membranskih citokinskih receptora se povećava za redove veličine; štaviše, ovi receptori se „dopunjuju“ polipeptidnim lancima, kao što je gore prikazano na primjeru receptora za IL-2. Pod uticajem aktivacije, broj molekula ovog receptora se značajno povećava i u njihovom sastavu se pojavljuje b-lanac čiji se gen eksprimira tokom procesa aktivacije. Zahvaljujući takvim promjenama, limfocit stječe sposobnost proliferacije kao odgovor na djelovanje IL-2.

Mehanizmi djelovanja citokina

Intracelularni prijenos signala pod djelovanjem citokina. C-terminalni citoplazmatski dio nekih citokinskih receptora (koji pripadaju superfamiliji imunoglobulina) uključuje domen s aktivnošću tirozin kinaze. Sve ove kinaze spadaju u kategoriju protoonkogena, tj. kada se genetsko okruženje promeni, oni postaju onkogeni, obezbeđujući nekontrolisanu proliferaciju ćelija. Ove kinaze imaju svoje ime. Tako je kinaza koja je dio M-CSF receptora označena kao c-Fms; SCF kinaza -- c-Kit; poznati hematopoetski faktor kinaza - Flt-3 (Fms-like tirozin kinaza 3). Receptori sa svojom aktivnošću kinaze direktno pokreću prijenos signala, budući da njihova kinaza uzrokuje fosforilaciju i samog receptora i molekula koji se nalaze uz njega.

Najtipičnija manifestacija aktivnosti je karakteristična za receptore tipa hematopoetina (citokina) koji sadrže 4 b-helikalna domena. Citoplazmatski dio takvih receptora je u susjedstvu molekula tirozin kinaza Jak-kinazne grupe (Janus-associated family kinases). U citoplazmatskom dijelu receptorskih lanaca postoje posebna mjesta za vezivanje ovih kinaza (proksimalne i distalne kutije). Poznato je 5 Janus kinaza - Jak1, Jak2, Jak3, Tyk1 i Tyk2. Oni sarađuju u različitim kombinacijama sa različitim citokinskim receptorima, imaju afinitet za specifične polipeptidne lance. Dakle, Jak3 kinaza interaguje sa r(c) lancem; sa defektima u genu koji kodira ovu kinazu, razvija se kompleks poremećaja u imunološkom sistemu, sličan onima koji su uočeni kod defekta gena za polipeptidni lanac receptora.

Kada citokin stupi u interakciju s receptorom, stvara se signal koji dovodi do stvaranja faktora transkripcije i aktivacije gena koji određuju reakciju stanice na djelovanje citokina. U isto vrijeme, citokin-receptorski kompleks apsorbira stanica i razgrađuje se u endosomima. Internacionalizacija ovog kompleksa sama po sebi nema nikakve veze sa prenosom signala. Neophodan je za iskorištavanje citokina, sprječavajući njegovo nakupljanje na mjestu aktivacije stanica proizvođača. Afinitet receptora za citokin igra glavnu ulogu u regulaciji ovih procesa. Samo pri dovoljno visokom stepenu afiniteta (oko 10-10 M) se generiše signal i citokin-receptorski kompleks se apsorbuje.

Indukcija signala počinje autokatalitičkom fosforilacijom Jak kinaza povezanih s receptorom, potaknuta konformacijskim promjenama u receptoru koje nastaju kao rezultat njegove interakcije sa citokinom. Aktivirane Jak kinaze fosforiliraju citoplazmatske STAT (Signal transducers and activators of transkription) faktore prisutne u citoplazmi u neaktivnom monomernom obliku.

Fosforilirani monomeri stiču afinitet jedni prema drugima i dimeriziraju se. STAT dimeri se translociraju u jezgro i djeluju kao faktori transkripcije, vezujući se za promotorske regije ciljnih gena. Pod uticajem proinflamatornih citokina aktiviraju se geni adhezionih molekula, sami citokini, enzimi oksidativnog metabolizma itd. Pod uticajem faktora koji izazivaju proliferaciju ćelije dolazi do indukcije gena odgovornih za prolazak ćelije. dolazi do ciklusa itd.

Jak/STAT-posredovani signalni put citokina je glavni, ali ne i jedini. Ne samo Jak kinaze su povezane sa receptorom, već i kinaze Src porodice, kao i PI3K. Njihova aktivacija pokreće dodatne signalne puteve koji vode do aktivacije AP-1 i drugih faktora transkripcije. Aktivirani faktori transkripcije su uključeni ne samo u prijenos signala iz citokina, već iu druge signalne puteve.

Postoje signalni putevi uključeni u kontrolu bioloških efekata citokina. Takvi putevi su povezani sa faktorima grupe SOCS (Suppressors of cytokine signaling) koji sadrže faktor SIC i 7 SOCS faktora (SOCS-1 -- SOCS-7). Uključivanje ovih faktora nastaje kada se aktiviraju signalni putevi citokina, što dovodi do stvaranja negativne povratne sprege. SOCS faktori sadrže SH2 domenu, koja je uključena u jedan od sljedećih procesa:

• · direktna inhibicija Jak kinaza kao rezultat vezivanja za njih i izazivanja njihove defosforilacije;
• · konkurencija sa STAT faktorima za vezivanje za citoplazmatski dio citokinskih receptora;
• · ubrzanje razgradnje signalnih proteina duž ubikvitinskog puta.

Isključivanje SOCS gena dovodi do disbalansa citokina sa dominacijom sinteze IFNγ i pratećom limfopenijom i povećanom apoptozom.

Osobine funkcionisanja citokinskog sistema. Citokinska mreža.

Iz navedenog proizilazi da kada se ćelije aktiviraju stranim agensima (PAMP nosači tokom aktivacije mijeloidnih ćelija i antigeni tokom aktivacije limfocita), indukuje se (ili pojačava do funkcionalno značajnog nivoa) i sinteza citokina i ekspresija njihovih receptora. ). Time se stvaraju uslovi za lokalno ispoljavanje efekata citokina. Zaista, ako isti faktor aktivira i ćelije koje proizvode citokine i ciljne ćelije, stvaraju se optimalni uslovi za lokalno ispoljavanje funkcija ovih faktora.

Tipično, citokini se vezuju, internaliziraju se i cijepaju od strane ciljne ćelije, sa malo ili nimalo difuzije iz lučenih ćelija proizvođača. Često su citokini transmembranski molekuli (na primjer, IL-1β i TNFβ) ili su predstavljeni ciljnim stanicama u stanju povezanom s peptidoglikanima međućelijskog matriksa (IL-7 i nizom drugih citokina), što također doprinosi lokalnom prirodu njihovog delovanja.

Normalno, citokini, ako su prisutni u krvnom serumu, su u koncentracijama koje su nedovoljne da ispolje svoje biološke efekte. Zatim ćemo, na primjeru upale, razmotriti situacije u kojima citokini imaju sistemski učinak. Međutim, ovi slučajevi su uvijek manifestacija patologije, ponekad vrlo ozbiljne. Očigledno je da je lokalna priroda djelovanja citokina od fundamentalne važnosti za normalno funkcioniranje tijela. O tome svjedoči visoka stopa njihovog izlučivanja kroz bubrege. Tipično, krivulja eliminacije citokina sastoji se od dvije komponente - brze i spore. T1/2 brze komponente za IL-1b je 1,9 minuta, za IL-2 - 5 minuta (T1/2 spore komponente je 30-120 minuta). Svojstvo djelovanja kratkog dometa razlikuje citokine od hormona - faktora dugog dometa (dakle, izjava "citokini su hormoni imunološkog sistema" u osnovi je netočna).

Sistem citokina karakteriše redundantnost. To znači da je gotovo svaka funkcija koju obavlja određeni citokin duplicirana drugim citokinima. Zato isključivanje pojedinačnog citokina, na primjer, zbog mutacije njegovog gena, ne uzrokuje fatalne posljedice po organizam. Zaista, mutacija u genu za određeni citokin gotovo nikada ne dovodi do razvoja imunodeficijencije.

Na primjer, IL-2 je poznat kao faktor rasta T ćelija; Prilikom vještačkog uklanjanja (genetskim nokautom) gena koji ga kodira, ne otkriva se značajan poremećaj proliferacije T-ćelija, ali se bilježe promjene uzrokovane nedostatkom regulatornih T-ćelija. To je zbog činjenice da proliferaciju T ćelija u odsustvu IL-2 osiguravaju IL-15, IL-7, IL-4, kao i kombinacije nekoliko citokina (IL-1b, IL-6, IL-12, TNFb). Slično, defekt u IL4 genu ne dovodi do značajnih oštećenja sistema B ćelija i zamjene izotipa imunoglobulina, budući da IL-13 ispoljava slične efekte. Istovremeno, neki citokini nemaju funkcionalne analoge. Najpoznatiji primjer esencijalnog citokina je IL-7, čiji je limfopoetski učinak, barem u određenim fazama T-limfopoeze, jedinstven, pa stoga defekti u genima samog IL-7 ili njegovog receptora dovode do razvoja teškog kombinovanog imunodeficijencije (SCID).

Osim redundancije, u citokinskom sistemu se pojavljuje još jedan obrazac: citokini su pleiotropni (djeluju na različite mete) i multifunkcionalni (izazivaju različite efekte). Stoga je teško izbrojati broj ciljnih ćelija za IL-1β i TNFβ. Efekti koje izazivaju su podjednako raznoliki, učestvujući u formiranju složenih reakcija: upale, neke faze hematopoeze, neurotropne i druge reakcije.

Još jedna važna karakteristika svojstvena sistemu citokina je odnos i interakcija citokina. S jedne strane, ova interakcija leži u činjenici da neki citokini, djelujući na pozadini induktora ili samostalno, induciraju ili pojačavaju (rjeđe potiskuju) proizvodnju drugih citokina. Najupečatljiviji primjeri pojačanog učinka su aktivnost proinflamatornih citokina IL-1b i TNFb, koji pojačavaju vlastitu proizvodnju i stvaranje drugih proupalnih citokina (IL-6, IL-8, drugi hemokini). IL-12 i IL-18 su induktori IFNγ. TGFβ i IL-10, naprotiv, potiskuju proizvodnju različitih citokina. IL-6 pokazuje inhibitornu aktivnost protiv proinflamatornih citokina, a IFNγ i IL-4 međusobno potiskuju proizvodnju jedan drugog i citokina odgovarajućih (Th1 i Th2) grupa. Interakcija između citokina također se manifestira na funkcionalnom nivou: neki citokini pojačavaju ili potiskuju djelovanje drugih citokina. Opisane su sinergije (npr. unutar grupe proinflamatornih citokina) i antagonizam citokina (npr. između Th1 i Th2 citokina).

Sumirajući dobijene podatke, možemo zaključiti da nijedan od citokina ne postoji i da ne ispoljava svoju aktivnost izolovano – na svim nivoima citokini su pod uticajem drugih predstavnika ove klase molekula. Rezultat tako raznolikih interakcija ponekad može biti neočekivan. Stoga, kada se visoke doze IL-2 koriste u terapijske svrhe, javljaju se po život opasne nuspojave, od kojih se neke (na primjer, toksični šok bez bakterijemije) mogu eliminirati antitijelima usmjerenim ne protiv IL-2, već protiv TNFβ.

Prisustvo višestrukih unakrsnih interakcija u citokinskom sistemu dovelo je do stvaranja koncepta „mreža citokina“, koji sasvim jasno odražava suštinu fenomena.

Citokinsku mrežu karakteriziraju sljedeća svojstva:

• · inducibilnost sinteze citokina i ekspresije njihovih receptora;
• · Lokalitet delovanja zbog koordinisane ekspresije citokina i njihovih receptora pod uticajem istog induktora;
• · redundantnost, objašnjena preklapanjem spektra djelovanja različitih citokina;
• · odnosi i interakcije manifestirane na nivou sinteze i implementacije funkcija citokina.

Citokinska regulacija funkcija ciljnih stanica provodi se autokrinim, parakrinim ili endokrinim mehanizmima. Neki citokini (IL-1, IL-6, TNF-β, itd.) su sposobni da učestvuju u implementaciji svih ovih mehanizama.

Odgovor ćelije na uticaj citokina zavisi od nekoliko faktora:

• · o vrsti ćelija i njihovoj početnoj funkcionalnoj aktivnosti;
• · na lokalnu koncentraciju citokina;
• · od prisustva drugih molekula posrednika.

Dakle, ćelije proizvođači, citokini i njihovi specifični receptori na ciljnim ćelijama formiraju jedinstvenu mrežu medijatora. To je skup regulatornih peptida, a ne pojedinačnih citokina, koji određuju konačni odgovor ćelije. Trenutno se citokinski sistem smatra univerzalnim regulatornim sistemom na nivou cijelog organizma, koji osigurava razvoj zaštitnih reakcija (na primjer, tokom infekcije).

Poslednjih godina pojavila se ideja o sistemu citokina koji kombinuje:

• 1) ćelije proizvođači;
• 2) rastvorljivi citokini i njihovi antagonisti;
• 3) ciljne ćelije i njihovi receptori.

Poremećaji u različitim komponentama citokinskog sistema dovode do razvoja brojnih patoloških procesa, pa je identifikacija defekata u ovom regulatornom sistemu važna za ispravnu dijagnozu i propisivanje adekvatne terapije.

Glavne komponente citokinskog sistema.

Ćelije koje proizvode citokine

I. Glavna grupa ćelija koje proizvode citokine u adaptivnom imunološkom odgovoru su limfociti. Ćelije u mirovanju ne luče citokine. Nakon prepoznavanja antigena i uz učešće receptorskih interakcija (CD28-CD80/86 za T limfocite i CD40-CD40L za B limfocite), dolazi do aktivacije ćelije, što dovodi do transkripcije citokinskih gena, translacije i izlučivanja glikozilovanih peptida u međućelijski prostor.

CD4 T pomoćne ćelije su predstavljene subpopulacijama: Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh, koje se međusobno razlikuju po spektru izlučenih citokina kao odgovor na različite antigene.

Th0 proizvodi širok spektar citokina u vrlo niskim koncentracijama.

Smjer Th0 diferencijacije određuje razvoj dva oblika imunog odgovora sa prevlašću humoralnih ili ćelijskih mehanizama.

Priroda antigena, njegova koncentracija, lokalizacija u ćeliji, tip ćelija koje predstavljaju antigen i određeni skup citokina regulišu pravac diferencijacije Th0.

Dendritske ćelije, nakon preuzimanja i obrade antigena, predstavljaju antigene peptide Th0 ćelijama i proizvode citokine koji regulišu pravac njihove diferencijacije u efektorske ćelije. IL-12 indukuje sintezu IFNg od strane T limfocita i hCG. IFN osigurava diferencijaciju Th1, koji počinje lučiti citokine (IL-2, IFN, IL-3, TNF-a, limfotoksini) koji reguliraju razvoj reakcija na unutarćelijske patogene (preosjetljivost odloženog tipa (DTH) i razne vrste ćelijska citotoksičnost).

IL-4 osigurava diferencijaciju Th0 u Th2. Aktivirani Th2 proizvodi citokine (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13, itd.) koji određuju proliferaciju B limfocita, njihovu dalju diferencijaciju u plazma ćelije i razvoj reakcija antitijela, uglavnom na ekstracelularne patogene.

IFNg negativno reguliše funkciju Th2 ćelija i, obrnuto, IL-4, IL-10, koje luči Th2, inhibiraju funkciju Th1. Molekularni mehanizam ove regulacije povezan je sa faktorima transkripcije. Ekspresija T-bet i STAT4, određena IFNu, usmjerava diferencijaciju T ćelija duž Th1 puta i potiskuje razvoj Th2. IL-4 indukuje ekspresiju GATA-3 i STAT6, što osigurava konverziju naivnih Th0 u Th2 ćelija.

Poslednjih godina opisana je posebna subpopulacija pomoćnih T ćelija (Th17) koje proizvode IL-17. Članovi porodice IL-17 mogu biti eksprimirani aktiviranim memorijskim ćelijama (CD4CD45RO), γ5T ćelijama, NKT ćelijama, neutrofilima, monocitima pod uticajem IL-23, IL-6, TGFβ koje proizvode makrofagi i dendritske ćelije. Glavni faktor diferencijacije kod ljudi je ROR-C, kod miševa je ROR-gl. Pokazana je kardinalna uloga IL-17 u razvoju kronične upale i autoimune patologije.

Osim toga, T ćelije u timusu mogu se diferencirati u prirodne regulatorne ćelije (Tregs) koje eksprimiraju CD4+ CD25+ površinske markere i transkripcijski faktor FOXP3. Ove ćelije su u stanju da potisnu imuni odgovor posredovan Th1 i Th2 ćelijama putem direktnog kontakta između ćelije i sintezom TGFβ i IL-10.

T-citotoksične ćelije (CD8+), prirodne ćelije ubice, slabi su proizvođači citokina kao što su interferoni, TNF-a i limfotoksini.

Prekomjerna aktivacija jedne od Th subpopulacija može odrediti razvoj jedne od varijanti imunološkog odgovora. Hronični disbalans aktivacije Th može dovesti do formiranja imunopatoloških stanja povezanih s manifestacijama alergija, autoimunih patologija, kroničnih upalnih procesa itd.

II. U urođenom imunološkom sistemu, glavni proizvođači citokina su mijeloične ćelije. Koristeći Toll-like receptore (TLR), oni prepoznaju slične molekularne strukture različitih patogena, takozvane molekularne obrasce povezane s patogenom (PAMP), na primjer, lipopolisaharide (LPS) gram-negativnih bakterija, lipoteihoične kiseline, peptidoglikane po Gramu. -pozitivni mikroorganizmi, flagelin, DNK bogata nemetiliranim CpG ponavljanjima, itd. Kao rezultat ove interakcije sa TLR, pokreće se intracelularna kaskada transdukcije signala, što dovodi do ekspresije gena dvije glavne grupe citokina: proinflamatornih i tipskih 1 IFN Uglavnom ovi citokini (IL-1, -6, -8, -12 , TNFa, GM-CSF, IFN, hemokini, itd.) izazivaju razvoj upale i učestvuju u zaštiti organizma od bakterijskih i virusnih infekcija .

III. Ćelije koje nisu povezane sa imunološkim sistemom (ćelije vezivnog tkiva, epitel, endotel) konstitutivno luče autokrine faktore rasta (FGF, EGF, TGFr, itd.). i citokini koji podržavaju proliferaciju hematopoetskih ćelija.

Prekomjerna ekspresija citokina je nesigurna za tijelo i može dovesti do razvoja pretjerane upalne reakcije, odgovora akutne faze. Razni inhibitori su uključeni u regulaciju proizvodnje proinflamatornih citokina. Tako je opisan niz supstanci koje nespecifično vezuju citokin IL-1 i sprečavaju ispoljavanje njegovog biološkog delovanja (a2-makroglobulin, C3-komponenta komplementa, uromodulin). Specifični inhibitori IL-1 uključuju rastvorljive receptore za mamce, antitela i antagoniste IL-1 receptora (IL-1RA). S razvojem upale povećava se ekspresija gena IL-1RA. Ali čak i normalno, ovaj antagonist je prisutan u krvi u visokim koncentracijama (do 1 ng/ml ili više), blokirajući djelovanje endogenog IL-1.

Ciljane ćelije

Efekti citokina na ciljne ćelije su posredovani preko specifičnih receptora koji vezuju citokine sa vrlo visokim afinitetom, a pojedinačni citokini mogu koristiti zajedničke podjedinice receptora. Svaki citokin se vezuje za svoj specifični receptor.

Citokinski receptori su transmembranski proteini i podijeljeni su u 5 glavnih tipova. Najčešći je takozvani hematopoetinski tip receptora, koji imaju dva ekstracelularna domena, od kojih jedan sadrži zajedničku sekvencu aminokiselinskih ostataka dva ponavljanja triptofana i serina, razdvojenih bilo kojom aminokiselinom (motiv WSXWS). Drugi tip receptora može imati dva ekstracelularna domena sa velikim brojem konzerviranih cisteina. To su receptori iz porodice IL-10 i IFN. Treći tip predstavljaju citokinski receptori koji pripadaju TNF grupi. Četvrti tip citokinskih receptora pripada superfamiliji imunoglobulinskih receptora, koji imaju ekstracelularne domene koji po strukturi liče na domene molekula imunoglobulina. Peti tip receptora koji vezuju molekule iz porodice hemokina predstavljaju transmembranski proteini koji prelaze ćelijsku membranu na 7 mesta. Citokinski receptori mogu postojati u rastvorljivom obliku, zadržavajući sposobnost vezivanja liganda.

Citokini mogu utjecati na proliferaciju, diferencijaciju, funkcionalnu aktivnost i apoptozu ciljnih stanica. Manifestacija biološke aktivnosti citokina u ciljnim ćelijama zavisi od učešća različitih intracelularnih sistema u prenosu signala sa receptora, što je povezano sa karakteristikama ciljnih ćelija. Signal za apoptozu se, između ostalog, izvodi pomoću specifičnog regiona familije TNF receptora, takozvanog „smrtnog“ domena. Diferencijacijski i aktivirajući signali se prenose preko intracelularnih proteina Jak-STAT - pretvarača signala i aktivatora transkripcije. G proteini su uključeni u transdukciju signala iz hemokina, što dovodi do povećane migracije ćelija i adhezije.

Posljednja komponenta, citokini i njihovi antagonisti, opisani su gore.