Põletikueelsete tsütokiinide roll. Põletikuvastased ja põletikuvastased tsütokiinid. Tsütokiinide bioloogilise aktiivsuse määramine

3. Tsütokiinid: üldised omadused, klassifikatsioon. Interleukiinid.

Tsütokiinid on aktiveeritud rakkude poolt sekreteeritud peptiidsed vahendajad, mis reguleerivad interaktsioone, aktiveerivad kõik SI enda lülid ning mõjutavad erinevaid organeid ja kudesid. Üldised omadused tsütokiinid: 1. Need on glükoproteiinid. 2. Need mõjutavad rakku ennast ja selle vahetut keskkonda. Need on lühikese vahemaa molekulid.3. Nad töötavad madalates kontsentratsioonides. 4. Tsütokiinidel on rakupinnal neile vastavad spetsiifilised retseptorid 5. Tsütokiinide toimemehhanism on retseptoriga interaktsiooni järel signaali edastamine rakumembraanilt selle geneetilisele aparatuurile. Sel juhul muutub raku valkude ekspressioon koos raku funktsiooni muutumisega (vabanevad näiteks teised tsütokiinid). Tsütokiinid jagunevad mitmeks põhirühmaks .1. Interleukiinid (IL)2. Interferoonid 3. Tuumori nekroosifaktorite rühm (TNF) 4. Kolooniaid stimuleerivate tegurite rühm (näiteks granulotsüütide makrofaagide kolooniaid stimuleeriv faktor - GM-CSF) 5. Kasvufaktorite rühm (endoteliaalne kasvufaktor, närvikasvufaktor jne) 6. Kemokiinid. Tsütokiine, mida eritavad peamiselt immuunsüsteemi rakud, nimetatakse interleukiinideks (IL) - interleukotsüütide interaktsiooni teguriteks. Need on nummerdatud järjekorras (IL-1 - IL-31). Mikroobsete saaduste ja muude antigeenide poolt stimuleerimisel eritavad neid leukotsüüdid. IL-1 eritavad makrofaagid ja dendriitrakud, põhjustab temperatuuri tõusu, stimuleerib ja aktiveerib tüvirakke, T-lümfotsüüte, neutrofiile ning osaleb põletike tekkes. Seda esineb kahes vormis - IL-1a ja IL-1b. IL-2 sekreteerivad T-abistajad (peamiselt tüüp 1, Tx1) ja stimuleerib T- ja B-lümfotsüütide, NK-rakkude, monotsüütide proliferatsiooni ja diferentseerumist. IL-3 on üks peamisi vereloome tegureid, stimuleerib hematopoeesi, makrofaagide, fagotsütoosi varajaste prekursorite proliferatsiooni ja diferentseerumist. IL-4 - B-lümfotsüütide kasvufaktor, stimuleerib nende proliferatsiooni diferentseerumise varases staadiumis; eritavad 2. tüüpi T-lümfotsüüdid ja basofiilid IL-5 stimuleerib eosinofiilide, basofiilide küpsemist ja immunoglobuliinide sünteesi B-lümfotsüütide poolt, toodetakse T-lümfotsüütide poolt antigeenide mõjul. IL-6 on T-lümfotsüütide, makrofaagide ja paljude immuunsüsteemiväliste rakkude poolt eritatav mitme toimega tsütokiin, mis stimuleerib B-lümfotsüütide küpsemist plasmarakkudeks, T-rakkude arengut ja vereloomet ning aktiveerib põletikku. IL-7 on lümfopoeetiline faktor, mis aktiveerib lümfotsüütide prekursorite proliferatsiooni, stimuleerib T-rakkude diferentseerumist, moodustub stroomarakkudest, samuti keratotsüütidest, hepatotsüütidest ja teistest neerurakkudest IL-8 on neutrofiilide ja T-rakkude kemotaksise (kemokiini) regulaator; sekreteeritakse T-rakkude, monotsüütide, endoteeli poolt. See aktiveerib neutrofiile, põhjustab nende suunatud migratsiooni, adhesiooni, ensüümide ja reaktiivsete hapnikuliikide vabanemist, stimuleerib T-lümfotsüütide kemotaksist, basofiilide degranulatsiooni, makrofaagide adhesiooni, angiogeneesi. IL-10 - eritavad T-lümfotsüüdid (abistaja tüüp 2 Tx2 ja regulatoorsed T-abistajad - Tr). Supresseerib põletikueelsete tsütokiinide (IL-1, IL-2, TNF jne) vabanemist. IL-11 – luuüdi stroomarakkude poolt toodetud, vereloomefaktor, toimib sarnaselt IL-3-ga. IL-12 - allikas - makrofaagide monotsüüdid, dendriitrakud põhjustavad aktiveeritud T-lümfotsüütide ja looduslike tapjate proliferatsiooni, võimendab IL-2 toimet. IL-13 - eritavad T-lümfotsüüdid, aktiveerib B-rakkude diferentseerumist IL-18 - toodetakse monotsüütide ja makrofaagide, dendriitrakkude poolt, stimuleerib 1. tüüpi T-abistajaid ja nende gamma-interferooni tootmist, inhibeerib IgE sünteesi.

Tsütokiinid on madala molekulmassiga valgulised ained, mida toodavad peaaegu kõik immuunrakud. Need toimivad immuunsüsteemis teatud tüüpi keemiliste vahendajatena. Kuid neid ei saa nimetada ainult immuunfaktoriteks, kuna nad osalevad hematopoeesi protsessides, süsteemidevahelises signaalimises ja neil on võime suhelda teiste elundite ja süsteemide rakkudega, mis võimaldab säilitada sisekeskkonna püsivust. Need ained kontrollivad põletikku ja ülitundlikkusreaktsioone ning aitavad teatud tingimustel kaasa organismi enda kudede kahjustamisele.

Tsütokiinid on põletikulise protsessi olulised komponendid, mis on vajalikud immuunsüsteemi kaitsefunktsioonide täitmiseks. Nende reaktsioonide arengus osalevad põletikueelsed tsütokiinid, kasvufaktorid ja kemokiinid. Kuid mõnel juhul on vaja põletikulist protsessi maha suruda ja ohjeldada. Selleks on põletikuvastased tsütokiinid.

Üldised omadused

Kõigil tsütokiinidel pole mitte ainult individuaalsed omadused, vaid neil on ka ühised funktsionaalsed tunnused:

• Oma funktsiooni täitmiseks seostuvad nad rakumembraanil spetsiifilise retseptoriga.
• Mõned neist suhtlevad erinevate sihtrakkudega, teised ainult teatud rakuliinidega.
• Nende ainete süntees toimub impulsiivselt. Neil on üsna lühike poolväärtusaeg ja lühike toimeaeg.
• Tsütokiinid on efektiivsed väga madalatel kontsentratsioonidel.
• Need võivad põhjustada lokaalseid reaktsioone või omada süsteemset toimet.
• Tsütokiinid interakteeruvad üksteisega. Seega võib üks neist mõjutada teise tegevust, stimuleerides, tugevdades või nõrgestades seda.
• Neid iseloomustavad üleliigsete funktsioonide kattumine (sama mõju põhjustab mitut tsütokiini).
• Üks ja sama rakk on võimeline tootma erinevaid tsütokiine.
• Erinevad rakud võivad toota ühte tüüpi tsütokiine.

Põletikueelsed tsütokiinid

Põletikueelse toimega tsütokiinid hakkavad organismis erituma nakkustekitaja kahjustuse või tungimise tagajärjel. Neid toodavad aktiveeritud lümfotsüüdid, monotsüütrakud, dendriitrakud jne. Selle tsütokiinide rühma olulisemad esindajad on:

• interleukiin-1;
• interleukiin-6;
• kasvaja nekroosifaktor α;
• interleukiin-17 ja 18.

Põletikulise reaktsiooni eest vastutavad tsütokiinid sünteesitakse ja sekreteeritakse üsna kiiresti patoloogilisse fookusesse. Need ilmuvad sinna tunni jooksul ja hakkavad avaldama oma toimet, moodustades põletikutsooni:

• indutseerida põletikuliste tegurite suhtes tundlike membraaniretseptorite ekspressiooni;
• suurendada leukotsüütide liikumist vereringest patoloogilisele fookusele;
• stimuleerida teiste sarnase toimega tsütokiinide sünteesi;
• põhjustada palavikku;
• suurendada põletiku ägeda faasi valguainete tootmist;
• aktiveerib närvisüsteemi ja endokriinsete näärmete aktiivsust.

Tuleb märkida, et suurtes kontsentratsioonides võivad need ained põhjustada patoloogilisi reaktsioone. Kõige silmatorkavam näide on septiline šokk.

Interleukiin-1 ühendab umbes 11 klassi valgumolekule. Neist 5 on aktiivsed tsütokiinid, ülejäänute funktsioonid pole teada. Interleukiin-1 sihtmärgiks võivad olla kõik keharakud, kuid järgmised rakud on selle suhtes kõige tundlikumad:

• veresoonte endoteel;
• leukotsüüdid;
• kondrotsüüdid;
• epiteelirakud;
• närvikude.

Selle mõjul realiseerub kehas enam kui 50 tüüpi bioloogilisi reaktsioone. See aktiveerib kõik põletikueelsed geenid, põhjustab leukotsüütide rakkude migratsiooni põletikukohta, suurendades samal ajal nende fagotsüütilist aktiivsust ja bakteritsiidset toimet. See mõjutab ka veresoonte toonust ja vereringet selles piirkonnas. Lisaks on interleukiin-1-l mitmeid süsteemseid toimeid:

• toimib hüpotalamusele ja põhjustab temperatuurireaktsiooni;
• osaleb põletikulise protsessi üldiste ilmingute (üldine nõrkus, nõrkus, halb isutus, unisus) kujunemisel;
• tugevdab;
• stimuleerib granulotsüütide vabanemist luuüdi hematopoeetilisest tsoonist;
• kõhre ja luukoe kahjustuse korral võib see põhjustada nende hävimise jne.

Interleukiin-6 on laia spektriga tsütokiin. See osaleb peaaegu kogu lokaalsete põletikuliste reaktsioonide kompleksi esilekutsumises, kuid selle toime on nõrgem kui interleukiin-1 või TNF-α. Kuid see ei suurenda teiste tsütokiinide tootmist, vaid vastupidi, inhibeerib seda, ühendades nii põletikueelsete ja põletikuvastaste tsütokiinide vastupidised omadused.

Kasvajanekroosifaktor α toodetakse organismis peamiselt monotsüütide-makrofaagide süsteemi rakkudes. Sellel tsütokiinil on üsna lai toimespekter. Esimest korda ilmub see veres pärast põletiku esilekutsumist (kõikide põletikueelsete tsütokiinide hulgas). Selle toime sarnaneb interleukiin-1 toimega, kuid on rohkem väljendunud. Samuti suurendab see adhesioonimolekulide ekspressiooni, erinevate põletikuliste tegurite sünteesi, kiirendab leukotsüütide liikumist ja aktiveerib neid. Lisaks suurendab see fagotsüütide bakteriaalset potentsiaali ning stimuleerib fibroblastide kasvu ja arengut. TNF-α kohaliku kontsentratsiooni suurenemisega tekivad koekahjustused ja selle kontsentratsiooni suurenemisega veres tekivad tõsised toksilised toimed.

Põletikuvastased tsütokiinid

Koos põletikulist reaktsiooni põhjustavate tegurite olemasoluga toodetakse inimkehas tsütokiine, mis võivad seda pärssida. Nende vaheline suhe on oluline hetk põletiku alguse ja arengu reguleerimisel, sest sellest ei sõltu mitte ainult patoloogilise protsessi kulg, vaid ka selle tulemus. Selle tsütokiinide rühma peamised esindajad on:

• interleukiin-4;
• interleukiin-10;
• interleukiin-13;
• transformeeriv kasvufaktor beeta.

Interleukiin-4 toodab tüüp 2 T-helper. See on γ-interferooni antagonist, inhibeerib TNF-α, interleukiin-1, interleukiin-6 sekretsiooni ning pärsib makrofaagide ja T-lümfotsüütide aktiivsust. Koos teiste tsütokiinidega soodustab see kudede basofiilide vohamist.

Samuti toodavad 2. tüüpi T-abistajad interleukiin-10 ja 13, mis vähendavad põletike tekke eest vastutavate tsütokiinide sünteesi ning suurendavad nuumrakkude ja B-lümfotsüütide proliferatsiooni. Selle tulemusena pärsitakse rakulist immuunsust ja stimuleeritakse humoraalset (antikehade tootmist).

Transformeerivat kasvufaktori beetat sünteesivad erinevad rakutüübid, sealhulgas makrofaagid ja lümfotsüüdid. Selle peamiseks funktsiooniks peetakse T-lümfotsüütide, samuti makrofaagide, neutrofiilide, looduslike tapjate aktiivsuse ja kasvu pärssimist. See pärsib immuunvastust ja stimuleerib reparatiivseid protsesse kehas, suurendades kollageeni sünteesi.

Järeldus

Tsütokiinide roll organismis on väga suur. Arvestades nende mitmekesiseid regulatiivseid omadusi, saab selgeks, et nende ainete ebapiisav või liigne sekretsioon on oluline erinevate haiguste ja patoloogiliste protsesside puhul. Praegu töötatakse tsütokiinide ja nende retseptorite põhjal välja ravimeid, mida kasutatakse onkoloogias, transplantoloogias ja teistes meditsiiniharudes.

Tsütokiinid- see on ulatuslik bioloogiliselt aktiivsete peptiidide perekond, millel on hormoonitaoline toime ja mis tagavad immuun-, vereloome-, endokriin- ja närvisüsteemi rakkude koostoime.

Sõltuvalt tootjarakkudest eristatakse interleukiine, monokiine ja lümfokiine. Immuunsüsteemi tsütokiinide kogum moodustab "tsütokiinide kaskaadi". Antigeenne stimulatsioon viib "esimese põlvkonna" tsütokiinide sekretsioonini - tuumori nekroosifaktor α, interleukiinid -1 β ja - δ, mis indutseerivad tsentraalse regulatoorse tsütokiini IL-2, samuti IL-3, IL-4, IL-5 interferontsütokiinide (γ-coninesd põlvkonna) biosünteesi. Teise põlvkonna tsütokiinid omakorda mõjutavad varajaste tsütokiinide biosünteesi. See toimimispõhimõte võimaldab reaktsioonis kaasata üha suuremat arvu rakke.

Peamised tsütokiinide tootjad on T-helperid ja makrofaagid.

Vererakkude kasvu ja diferentseerumise, aga ka immuunvastuse kujunemise protsessis toimub retseptori ekspressiooni modulatsioon (induktsioon, tugevdamine, nõrgenemine), mille tulemusena muutub konkreetse raku võime reageerida teatud tsütokiinile. Tsütokiinid toimivad sageli retseptori ekspressiooni modulaatoritena ja mõnel juhul on tsütokiin võimeline muutma oma retseptori ekspressiooni.

Tsütokiinide peamised omadused:

• sünteesitakse immuunvastuse ajal;
• reguleerida immuunvastuse protsessi;
• on aktiivsed väga madalatel kontsentratsioonidel;
• on rakkude kasvu ja diferentseerumise tegurid;
• võimeline täitma mitmeid funktsioone paljudes kudedes ja rakkudes (pleiotroopne toime);
• võivad omada sarnaseid bioloogilisi mõjusid (dubleerimise nähtus);
• saab toota väga erinevate rakkude poolt.

Põletikueelsete tsütokiinide hulka kuuluvad IL-1β, IL-2, IL-6, IL-8, y-IFN, TNF-α ja põletikuvastased tsütokiinid - IL-4, IL-10, IL-13.

Tänapäeval eristatakse järgmisi tsütokiinide klasse:

• interleukiinid (täidavad paljusid funktsioone);
• interferoonid (piiravad intratsellulaarsete infektsioonide levikut ja omavad immunoreguleerivat toimet);
• kolooniaid stimuleerivad tegurid (reguleerivad leukotsüütide prekursorite diferentseerumist ja jagunemist);
• kemokiinid (harjutavad rakkude migratsiooni põletikukoldesse);
• tuumori nekroosifaktorid (omavad põletikuvastast toimet ja vahendavad kahjustatud rakkude apoptoosi esilekutsumist);
• kasvufaktorid (reguleerivad erinevate rakkude vohamist, mis soodustab haavade paranemist ja põletikust põhjustatud defektide täitumist).

Granulotsüütide-makrofaagide kolooniaid stimuleeriv tegur α

Granulotsüütide-makrofaagide kolooniaid stimuleeriv faktor α (GM-CSF-α) koos IL-3-ga kuulub varajase pluripotentse hematopoeetiliste tegurite hulka. Toetab makrofaagide granulotsüütide luuüdi eellaste klonaalset kasvu. Küpsed granulotsüüdid, monotsüüdid ja eosinofiilid toimivad ka GM-CSF-i sihtrakkudena. See stimuleerib neutrofiilide, eosinofiilide ja makrofaagide antimikroobset ja kasvajavastast toimet, indutseerib nende poolt teatud tsütokiinide (TNF-α, IL-1, M-CSF) biosünteesi. GM-CSF pärsib neutrofiilide migratsiooni, aidates kaasa nende kuhjumisele põletikupiirkonnas. GM-CSF-i tootjad on stimuleeritud T-lümfotsüüdid, monotsüüdid, fibroblastid, endoteelirakud.

Granulotsüütide kolooniaid stimuleeriv faktor

Granulotsüütide kolooniaid stimuleeriv faktor (G-CSF) on uuem vereloomefaktor kui GM-CSF. Stimuleerib peaaegu eranditult granulotsüütide kolooniate kasvu ja aktiveerib küpseid neutrofiile. Seda eritavad makrofaagid, fibroblastid, endoteelirakud ja luuüdi strooma. G-CSF-i kliiniline kasutamine on suunatud neutrofiilide arvu taastamisele veres leukopeenia korral.

makrofaagide kolooniaid stimuleeriv tegur

Makrofaagide kolooniaid stimuleeriv faktor (M-CSF) stimuleerib makrofaagide kolooniate kaevamist luuüdi eellasrakkudest. Põhjustab proliferatsiooni ja aktiveerib küpseid makrofaage, indutseerides nende IL-1β, G-CSF, interferoonide, prostaglandiinide biosünteesi, suurendades nende tsütotoksilisust nakatunud ja kasvajarakkude suhtes. Tsütokiinide tootjad on fibroblastid, endoteelirakud ja lümfotsüüdid.

Erütropoetiin

Erütropoetiin on peamine tsütokiin, mis reguleerib erütrotsüütide moodustumist luuüdi ebaküpsetest prekursoritest.Peamine organ, milles erütropoetiin vastsündinu arengu käigus moodustub, on maks. Sünnitusjärgsel perioodil toodetakse seda peamiselt öösel.

Kemokiinid on spetsiaalsed tsütokiinid, mis põhjustavad leukotsüütide suunatud liikumist. Inimestel on kirjeldatud rohkem kui 30 erinevat kemokiini.

Kemokiine toodavad leukotsüüdid, trombotsüüdid, endoteelirakud, epiteelirakud, fibroblastid ja mõned teised rakud. Kemokiinide tootmist reguleerivad pro- ja põletikuvastased tsütokiinid. Kemokiinid klassifitseeritakse vastavalt kahe esimese tsüsteiinijäägi asukohale molekulis. Sel juhul eristatakse järgmist tüüpi molekule:

• α-kemokiinid - neutrofiilide kemoatraktandid (IL-8, IL-10 jne);
• β-kemokiinid - osalevad pikaajalise põletiku tekkes (RANTES, MIP-1, -2, -3, -4);
• y-kemokiinid - CD4 + ja CD8 + T-lümfotsüütide kemoatraktandid, samuti looduslikud tapjad (lümfaktiin);
• fraktalkiin, T-lümfotsüütide spetsiifiline kemokiin;
• lipiidse iseloomuga kemokiinid (eriti trombotsüütide aktiveeriv faktor).

Kasvajanekroosifaktor α (TNF-α) on kaasasündinud immuunsuse üks keskseid regulaatoreid (koos IL-1β, α/β-IFN-ga). Näitab palju bioloogilisi aktiivsusi, millest märkimisväärne osa on sarnane IL-1β-ga. TNF-α pikaajaline viibimine vereringes põhjustab lihaste ja rasvkoe ammendumist (kahheksia) ja vereloome pärssimist. IFN-y võimendab paljusid TNF-α bioloogilisi toimeid. Peamised tsütokiini tootvad rakud on makrofaagid, mis sekreteerivad seda bakteriaalsete saaduste stimuleerimisel, samuti looduslikud tapjad (NK).

lümfotoksiin

Lümfotoksiin (LT, TNF-β) on üks esimesi kirjeldatud tsütokiine. LT ja TNF-α bioloogilise aktiivsuse spektrid on identsed. Tsütokiinid võivad mängida rolli kasvajavastases, viirusevastases immuunsuses ja immunoregulatsioonis. LT rakud produtseerivad aktiveeritud T-lümfotsüüdid. materjali saidilt

Transformeeriv kasvufaktor β (TGF-β) on polüfunktsionaalne tsütokiin, mida sekreteerivad T-lümfotsüüdid aktivatsiooni hilises staadiumis ja millel on T- ja B-rakkude proliferatsiooni pärssiv toime. Võib toota ka makrofaagid, vereliistakud, rakud

Sissejuhatus

Üldine informatsioon

Tsütokiinide klassifikatsioon

Tsütokiini retseptorid

Tsütokiinid ja immuunvastuse reguleerimine

Järeldus

Kirjandus

Sissejuhatus

Tsütokiinid on immuunsüsteemi üks olulisemaid osi. Immuunsüsteem vajab keharakkudelt häiresüsteemi nagu appihüüd. See on võib-olla parim tsütokiinide määratlus. Kui rakku kahjustab või ründab patogeenne organism, vabastavad makrofaagid ja kahjustatud rakud tsütokiine. Nende hulka kuuluvad sellised tegurid nagu interleukiin, interferoon ja kasvaja nekroosifaktor-alfa. Viimane tõestab ka seda, et kasvajakoe hävitamist kontrollib immuunsüsteem. Kui tsütokiinid vabanevad, kutsuvad nad esile spetsiifilisi immuunrakke, nagu valged verelibled ning T- ja B-rakud.

Tsütokiinid annavad märku ka konkreetsest eesmärgist, mida need rakud peavad täitma. Tsütokiinid ja antikehad on täiesti erinevad, kuna antikehad on need, mis on seotud antigeenidega, need võimaldavad immuunsüsteemil tuvastada sissetungivaid võõrorganisme. Seega võib tuua analoogia: tsütokiinid on sissetungijate peamine häiresignaal ja antikehad on luurajad. Tsütokiinide analüüsimise protsessi nimetatakse tsütokiinide tuvastamiseks.

Üldine informatsioon

Tsütokiinid (tsütokiinid) [gr. kytos - anum, siin - rakk ja kineo - liigun, julgustan] - suur ja mitmekesine rühm väikese suurusega (molekulmassiga 8-80 kDa) valgulise iseloomuga vahendajaid - vahemolekule ("sidevalgud"), mis osalevad rakkudevahelises signaaliülekandes peamiselt immuunsüsteemis.

Tsütokiinide hulka kuuluvad tuumori nekroosifaktor, interferoonid, mitmed interleukiinid jne. Tsütokiine, mida lümfotsüüdid sünteesivad ja mis on proliferatsiooni ja diferentseerumise regulaatorid, eriti vereloomerakkude ja immuunsüsteemi rakkude, nimetatakse lümfokiinideks.

Kõik immuunsüsteemi rakud täidavad teatud funktsioone ja töötavad hästi koordineeritud interaktsioonis, mille tagavad spetsiaalsed bioloogiliselt aktiivsed ained – tsütokiinid – immuunreaktsioonide regulaatorid. Tsütokiinid on spetsiifilised valgud, millega immuunsüsteemi erinevad rakud saavad omavahel infot vahetada ja tegevusi koordineerida.

Rakupinna retseptoritele mõjuvate tsütokiinide kogum ja kogused – "tsütokiinikeskkond" - kujutavad endast interakteeruvate ja sageli muutuvate signaalide maatriksit. Need signaalid on keerulised tsütokiini retseptorite suure mitmekesisuse tõttu ja seetõttu, et iga tsütokiin võib aktiveerida või inhibeerida mitmeid protsesse, sealhulgas oma sünteesi ja teiste tsütokiinide sünteesi, samuti tsütokiini retseptorite moodustumist ja ilmumist raku pinnale.

Rakkudevaheline signaalimine immuunsüsteemis toimub rakkude otsese kontakti kaudu või rakkudevaheliste interaktsioonide vahendajate abil. Immunokompetentsete ja hematopoeetiliste rakkude diferentseerumise, aga ka immuunvastuse moodustavate rakkudevahelise interaktsiooni mehhanismide uurimisel avastati suur ja mitmekesine valgulise iseloomuga lahustuvate vahendajate rühm - rakkudevahelises signaaliülekandes osalevad vahemolekulid (“kommunikatsioonivalgud”) - tsütokiinid.

Hormoonid arvatakse sellest kategooriast tavaliselt välja nende endokriinse (mitte parakriinse või autokriinse) toime tõttu. (vt Tsütokiinid: hormonaalse signaali juhtivuse mehhanismid). Koos hormoonide ja neurotransmitteritega moodustavad nad aluse keemilise signalisatsiooni keelele, mille abil reguleeritakse paljurakulises organismis morfogeneesi ja kudede regeneratsiooni.

Nad mängivad keskset rolli immuunvastuse positiivses ja negatiivses reguleerimises. Praeguseks on inimestel avastatud ja erineval määral uuritud üle saja tsütokiini, nagu eespool mainitud, ning pidevalt ilmub teateid uute avastamise kohta. Mõne jaoks on saadud geneetiliselt muundatud analooge. Tsütokiinid toimivad tsütokiini retseptorite aktiveerimise kaudu.

Sissejuhatus.

1. Tsütokiinide üldtunnused ja klassifikatsioon.

1.1.Toimemehhanismid.

1.2 Tsütokiinide omadused.

1.3 Tsütokiinide roll organismi füsioloogiliste funktsioonide reguleerimisel.

2. Tsütokiinide eriuuringud.

2.1 Tsütokiinide tähtsus laste käärsoole põletikuliste haiguste patogeneesis.

2.2.Lämmastikoksiidi ja tsütokiinide roll ägeda kopsukahjustuse sündroomi tekkes.

3. Tsütokiinide määramise meetodid

3.1 Tsütokiinide bioloogilise aktiivsuse määramine

3.2 Tsütokiinide kvantifitseerimine antikehade abil

3.3 Tsütokiinide määramine ensüümi immuunanalüüsiga.

3.3.1 Kasvajanekroosifaktor-alfa.

3.3.2 Gamma-interferoon.

3.3.3 Interleukiin-4

3.3.4 Interleukiin-8

3.3.5 Interleukiin-1 retseptori antagonist.

3.3.6 Alfa-interferoon.

3.3.7 Alfa-IFN-vastased antikehad.

4. Tsütokiinidel põhinevad immunotroopsed ravimid.

Kasutatud kirjanduse loetelu.

Järeldus.

Sissejuhatus.

Esimeste tsütokiinide kirjeldamisest on möödunud vähe aega. Nende uurimine viis aga ulatusliku teadmiste osa eraldamiseni - tsütokinoloogia, mis on erinevate teadmiste valdkondade lahutamatu osa, ja ennekõike immunoloogia, mis andis nende vahendajate uurimisele võimsa tõuke. Tsütokinoloogia läbib kõiki kliinilisi distsipliine, alates haiguste etioloogiast ja patogeneesist kuni erinevate patoloogiliste seisundite ennetamise ja ravini. Seetõttu peavad teadlased ja arstid navigeerima reguleerivate molekulide mitmekesisuses ja omama selget arusaama iga tsütokiini rollist uuritavates protsessides. Kõik immuunsüsteemi rakud täidavad teatud funktsioone ja töötavad hästi koordineeritud interaktsioonis, mille tagavad spetsiaalsed bioloogiliselt aktiivsed ained – tsütokiinid – immuunreaktsioonide regulaatorid. Tsütokiine nimetatakse spetsiifilisteks valkudeks, mille abil saavad erinevad immuunsüsteemi rakud omavahel infot vahetada ja tegevusi koordineerida. Rakupinna retseptoritele mõjuvate tsütokiinide kogum ja kogused – "tsütokiinikeskkond" - kujutavad endast interakteeruvate ja sageli muutuvate signaalide maatriksit. Need signaalid on keerulised tsütokiini retseptorite suure mitmekesisuse tõttu ja seetõttu, et iga tsütokiin võib aktiveerida või inhibeerida mitmeid protsesse, sealhulgas oma sünteesi ja teiste tsütokiinide sünteesi, samuti tsütokiini retseptorite moodustumist ja ilmumist raku pinnale. Meie töö eesmärgiks on uurida tsütakiine, nende funktsioone ja omadusi ning nende võimalikku rakendamist meditsiinis. Tsütokiinid on väikesed valgud (molekulmass 8 kuni 80 kDa), mis toimivad autokriinselt (st neid tootvale rakule) või parakriinselt (lähedal asuvatele rakkudele). Nende väga aktiivsete molekulide moodustumine ja vabanemine on mööduv ja rangelt reguleeritud.

Kirjanduse arvustus.

Tsütokiinide üldised omadused ja klassifikatsioon.

Tsütokiinid on rühm rakkudevaheliste interaktsioonide polüpeptiidseid vahendajaid, mis on peamiselt seotud organismi kaitsereaktsioonide moodustamise ja reguleerimisega patogeenide sissetoomise ja koe terviklikkuse rikkumise korral, samuti mitmete normaalsete füsioloogiliste funktsioonide reguleerimisega. Tsütokiine saab eraldada uude sõltumatusse regulatsioonisüsteemi, mis eksisteerib koos närvi- ja endokriinsüsteemidega homöostaasi säilitamiseks, ning kõik kolm süsteemi on omavahel tihedalt seotud ja üksteisest sõltuvad. Viimase kahe aastakümne jooksul on enamiku tsütokiinide geene kloonitud ja saadud rekombinantseid analooge, mis kordavad täielikult looduslike molekulide bioloogilisi omadusi. Nüüd on teada rohkem kui 200 tsütokiinide perekonda kuuluvat ainet. Tsütokiinide uurimise ajalugu sai alguse 1940. aastatel. Siis kirjeldati kahektiini esimesi toimeid – tegur, mis esineb vereseerumis ja võib põhjustada kahheksiat või kehakaalu langust. Seejärel see vahendaja eraldati ja näidati olevat identne kasvaja nekroosifaktoriga (TNF). Sel ajal toimus tsütokiinide uurimine põhimõttel, et tuvastati üks bioloogiline efekt, millest sai alguse vastava vahendaja nimetus. Nii nimetati 50ndatel interferooniks (IFN), kuna see võib korduva viirusinfektsiooni ajal häirida või suurendada resistentsust. Interleukiin-1 (IL-1) nimetati algselt ka endogeenseks pürogeeniks, erinevalt bakteriaalsetest lipopolüsahhariididest, mida peeti eksogeenseteks pürogeenideks. Tsütokiinide uurimise järgmine etapp, mis ulatub 60–70 aasta taha, on seotud looduslike molekulide puhastamise ja nende bioloogilise toime põhjaliku iseloomustamisega. Selleks ajaks on avastatud T-rakkude kasvufaktor, mida nüüd tuntakse IL-2 nime all, ja mitmed teised molekulid, mis stimuleerivad T-, B-lümfotsüütide ja muud tüüpi leukotsüütide kasvu ja funktsionaalset aktiivsust. 1979. aastal pakuti välja termin "interleukiinid", et tähistada ja süstematiseerida neid, st vahendajaid, mis suhtlevad leukotsüütide vahel. Peagi sai aga selgeks, et tsütokiinide bioloogiline toime ulatub immuunsüsteemist palju kaugemale ja seetõttu muutus vastuvõetavamaks varem pakutud termin “tsütokiinid”, mis on säilinud tänaseni. Revolutsiooniline pööre tsütokiinide uurimisel toimus 80ndate alguses pärast hiire ja inimese interferooni geenide kloonimist ning rekombinantsete molekulide tootmist, mis kordasid täielikult looduslike tsütokiinide bioloogilisi omadusi. Pärast seda oli võimalik kloonida selle perekonna geene ja muid vahendajaid. Oluline verstapost tsütokiinide ajaloos oli rekombinantsete interferoonide ja eriti rekombinantse IL-2 kliiniline kasutamine vähi raviks. 1990. aastad möödusid tsütokiiniretseptorite subühikulise struktuuri avastamise ja "tsütokiinivõrgustiku" mõiste kujunemisega ning 21. sajandi algust tähistas paljude uute tsütokiinide avastamine geneetilise analüüsi abil. Tsütokiinide hulka kuuluvad interferoonid, kolooniaid stimuleerivad faktorid (CSF), kemokiinid, transformeerivad kasvufaktorid; kasvaja nekroosi faktor; väljakujunenud ajalooliste seerianumbritega interleukiinid ja mõned muud endogeensed vahendajad. Interleukiinid, mille seerianumbrid algavad 1-st, ei kuulu ühte tsütokiinide alarühma, mis on seotud ühise funktsiooniga. Need võib omakorda jagada põletikueelseteks tsütokiinideks, lümfotsüütide kasvu- ja diferentseerumisfaktoriteks ning individuaalseteks regulatoorseteks tsütokiinideks. Nimetus “interleukiin” omistatakse äsja avastatud vahendajale, kui on täidetud järgmised Rahvusvahelise Immunoloogiaühingute Liidu nomenklatuurikomitee poolt välja töötatud kriteeriumid: uuritava faktori geeni molekulaarne kloonimine ja ekspressioon, unikaalse nukleotiidi ja sellele vastava aminohappejärjestuse olemasolu, neutraliseerivate monoklonaalsete antikehade saamine. Lisaks peavad uut molekuli tootma immuunsüsteemi rakud (lümfotsüüdid, monotsüüdid või muud tüüpi leukotsüüdid), omama olulist bioloogilist funktsiooni immuunvastuse regulatsioonis ning lisafunktsioone, mille tõttu ei saa sellele funktsionaalset nimetust anda. Lõpuks tuleks uue interleukiini loetletud omadused avaldada eelretsenseeritavas teadusajakirjas. Tsütokiinide klassifitseerimist saab läbi viia vastavalt nende biokeemilistele ja bioloogilistele omadustele, samuti retseptorite tüüpidele, mille kaudu tsütokiinid oma bioloogilisi funktsioone täidavad. Tsütokiinide klassifikatsioon struktuuri järgi (tabel 1) ei võta arvesse mitte ainult aminohappejärjestust, vaid eelkõige valgu tertsiaarset struktuuri, mis peegeldab täpsemalt molekulide evolutsioonilist päritolu.

Tabel 1. Tsütokiinide klassifikatsioon struktuuri järgi.

Geeni kloonimine ja tsütokiini retseptorite struktuuri analüüs näitas, et nii nagu tsütokiinid ise, saab ka need molekulid jagada mitmeks tüübiks vastavalt aminohappejärjestuste sarnasusele ja rakuväliste domeenide korraldusele (tabel 2). Ühte suurimat tsütokiini retseptorite perekonda nimetatakse hematopoetiini retseptorite perekonnaks või I tüüpi tsütokiini retseptorite perekonnaks. Selle retseptorite rühma struktuuri eripäraks on 4 tsüsteiini olemasolu molekulis ja aminohappejärjestus Trp-Ser-X-Trp-Ser (WSXWS), mis asub rakumembraanist lühikese vahemaa kaugusel. II klassi tsütokiini retseptorid interferoonide ja IL-10-ga. Mõlemal esimest tüüpi retseptoritel on üksteisega homoloogia. Järgmised retseptorite rühmad pakuvad interaktsiooni tuumori nekroosifaktori perekonna ja IL-1 perekonna tsütokiinidega. Praegu on teada, et rohkem kui 20 erinevat kemokiini retseptorit interakteeruvad erineva afiinsusastmega ühe või enama kemokiinide perekonna ligandiga. Kemokiini retseptorid kuuluvad rodopsiini retseptorite superperekonda, neil on 7 transmembraanset domeeni ja nad annavad signaali G-valkude kaudu.

Tabel 2. Tsütokiini retseptorite klassifikatsioon.

Paljud tsütokiini retseptorid koosnevad 2-3 subühikust, mida kodeerivad erinevad geenid ja ekspresseeritakse sõltumatult. Sel juhul eeldab kõrge afiinsusega retseptori moodustamine kõigi allüksuste samaaegset interaktsiooni. Sellise tsütokiini retseptorite organiseerituse näiteks on IL-2 retseptori kompleksi struktuur. Üllatav oli asjaolu, et IL-2 retseptori kompleksi teatud alaühikud on ühised IL-2 ja mõnede teiste tsütokiinide jaoks. Seega on β-ahel samaaegselt IL-15 retseptori komponent ja γ-ahel toimib IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 retseptorite ühise alaühikuna. ja IL-21. See tähendab, et kõik nimetatud tsütokiinid, mille retseptorid koosnevad samuti 2-3 individuaalsest polüpeptiidist, kasutavad oma retseptorite komponendina y-ahelat, pealegi signaali edastamise eest vastutavat komponenti. Kõigil juhtudel tagavad iga tsütokiini interaktsiooni spetsiifilisuse teised struktuurilt erinevad subühikud. Tsütokiini retseptorite hulgas on veel 2 levinumat retseptori alaühikut, mis juhivad signaali pärast interaktsiooni erinevate tsütokiinidega. See on tavaline βc (gp140) retseptori subühik IL-3, IL-5 ja GM-CSF retseptorite jaoks, samuti gp130 retseptori subühik, mida jagavad IL-6 perekonna liikmed. Ühise signaali allüksuse olemasolu tsütokiini retseptorites on üks nende klassifitseerimise lähenemisviise, kuna see võimaldab leida ühist nii ligandide struktuuris kui ka bioloogilistes mõjudes.

Tabelis 3 on näidatud kombineeritud struktuurne ja funktsionaalne klassifikatsioon, kus kõik tsütokiinid on jagatud rühmadesse, võttes eelkõige arvesse nende bioloogilist aktiivsust, samuti tsütokiinimolekulide ja nende retseptorite ülaltoodud struktuurseid iseärasusi.

Tabel 3. Tsütokiinide struktuurne ja funktsionaalne klassifikatsioon.

Esimesse rühma kuuluvad I tüüpi interferoonid ja see on ülesehituselt kõige lihtsam, kuna kõigil selles sisalduvatel molekulidel on sarnane struktuur ja suures osas samad viirusevastase kaitsega seotud funktsioonid. Teise rühma kuulusid hematopoeetiliste rakkude kasvu- ja diferentseerumisfaktorid, mis stimuleerivad vereloome eellasrakkude arengut, alustades tüvirakust. Sellesse rühma kuuluvad tsütokiinid, mis on kitsalt spetsiifilised hematopoeetiliste rakkude teatud diferentseerumisliinide suhtes (erütropoetiin, trombopoetiin ja IL-7, mis toimib T-B-lümfotsüütide prekursoritele), aga ka laiema bioloogilise aktiivsuse spektriga tsütokiinid, nagu IL-3, colony-1stimulating faktorid, IL-1. Selle tsütokiinide rühma osana eraldati molekulide struktuurse korralduse sarnasuse tõttu ühise retseptori alaühikuga gp140 ligandid, samuti trombopoetiin ja erütropoetiin. FGF ja IL-1 superperekondade tsütokiinidel on kõrge homoloogia ja sarnane valgu struktuur, mis kinnitab ühist päritolu. Kuid bioloogilise aktiivsuse ilmingute poolest erineb FGF paljudes aspektides IL-1 perekonna agonistidest. IL-1 molekulide perekonda tähistatakse lisaks funktsionaalsetele nimetustele praegu ka F1-F11, kus F1 vastab IL-1a, F2 - IL-1β, F3 - IL-1 retseptori antagonistile, F4 - IL-18. Ülejäänud perekonnaliikmed avastati geneetilise analüüsi tulemusena ja neil on üsna kõrge homoloogia IL-1 molekulidega, kuid nende bioloogilised funktsioonid pole täielikult välja selgitatud. Järgmised tsütokiinide rühmad hõlmavad IL-6 perekondi (tavalise retseptori alaühiku gp130 ligandid), tuumori nekroosifaktorit ja kemokiine, mida esindab suurim arv üksikuid ligande ja mis on nende vastavates peatükkides täielikult loetletud. Tuumorinekroosifaktorite perekond moodustub peamiselt ligandide ja nende retseptorite struktuuri sarnasuste alusel, mis koosnevad kolmest mittekovalentselt seotud identsest subühikust, mis moodustavad bioloogiliselt aktiivseid molekule. Samas kuuluvad sellesse perekonda oma bioloogiliste omaduste järgi üsna erineva aktiivsusega tsütokiinid. Näiteks TNF on üks silmatorkavamaid põletikuvastaseid tsütokiine, Fas ligand põhjustab sihtrakkude apoptoosi ja CD40 ligand annab stimuleeriva signaali rakkudevahelise interaktsiooni ajal T- ja B-lümfotsüütide vahel. Sellised erinevused struktuurilt sarnaste molekulide bioloogilises aktiivsuses on peamiselt määratud nende retseptorite ekspressiooni ja struktuuri tunnustega, näiteks rakusisese "surma" domeeni olemasolu või puudumine, mis määrab raku apoptoosi. Viimastel aastatel on IL-10 ja IL-12 perekonnad täienenud ka uute liikmetega, kes on saanud interleukiinide seerianumbrid. Sellele järgneb väga keeruline tsütokiinide rühm, mis on abistaja T-lümfotsüütide funktsionaalse aktiivsuse vahendajad. Sellesse rühma kuulumine põhineb kahel põhiprintsiibil: 1) kuulumine Tx1 või Tx2 sünteesitud tsütokiinidesse, mis määrab valdavalt humoraalset või rakulist tüüpi immunoloogiliste reaktsioonide väljakujunemise, 2) ühise retseptori alaühiku - IL-2 retseptori kompleksi gammaahela - olemasolu. Gamma-ahela ligandidest eraldati täiendavalt IL-4, millel on ka IL-13-ga ühised retseptori alaühikud, mis määrab suuresti nende tsütokiinide osaliselt kattuva bioloogilise aktiivsuse. Sarnaselt isoleeritud IL-7, millel on TSLP-ga ühine retseptorite struktuur. Selle klassifikatsiooni eelised on seotud tsütokiinide bioloogiliste ja biokeemiliste omaduste samaaegse arvestamisega. Selle lähenemisviisi otstarbekust kinnitab praegu uute tsütokiinide avastamine genoomi geneetilise analüüsi abil ja struktuurilt sarnaste geenide otsimine. Tänu sellele meetodile on I tüüpi interferoonide perekond IL-1, IL-10, IL-12 oluliselt laienenud, on tekkinud uus IL-17 tsütokiini analoogide perekond, mis koosneb juba 6 liikmest. Ilmselt toimub lähitulevikus uute tsütokiinide tekkimine palju aeglasemalt, kuna inimese genoomi analüüs on peaaegu lõppenud. Tõenäoliselt on muutused võimalikud ligandi ja retseptori interaktsiooni variantide ja bioloogiliste omaduste täpsustamise tõttu, mis võimaldab tsütokiinide klassifikatsioonil omandada lõpliku vormi.

Toimemehhanismid.

B. Tsütokiini retseptorid. Tsütokiinid on hüdrofiilsed signaalained, mille toimet vahendavad spetsiifilised retseptorid plasmamembraani välisküljel. Tsütokiinide seondumine retseptoriga (1) viib läbi rea vaheetappide (2-5) teatud geenide transkriptsiooni aktiveerimiseni (6) Tsütokiiniretseptoritel endil ei ole türosiinkinaasi aktiivsust (väheste eranditega). Pärast tsütokiiniga (1) seondumist seostuvad retseptori molekulid, moodustades homodimeerid. Lisaks võivad nad moodustada heterodimeere koos signaali transportervalkudega [BPS (STP)] või stimuleerida BPS-i dimeriseerumist ise (2). I klassi tsütokiini retseptorid võivad agregeeruda kolme tüüpi RBP-dega: GP130 valgud, βc või γc. Need lisavalgud ei ole võimelised ise tsütokiine siduma, kuid nad edastavad signaali türosiinkinaasidele (3).

Tsütokiinide signaaliülekande näitena näitab skeem, kuidas IL-6 retseptor (IL-6) pärast ligandiga seondumist (1) stimuleerib GP130 (2) dimeriseerumist. Membraanvalgu dimeer GP130 seob ja aktiveerib JAK perekonna tsütoplasmaatilist türosiinkinaasi (kahe aktiivse keskusega Januse kinaasid) (3). Januse kinaasid fosforüleerivad tsütokiini retseptoreid, RBP-sid ja mitmesuguseid tsütoplasma valke, mis teostavad edasist signaaliülekannet; nad fosforüülivad ka transkriptsioonifaktoreid – signaalimuundureid ja transkriptsiooni aktivaatoreid [PSAT (STAT, inglise keelest signal transducers and activators of transscription)]. Need valgud kuuluvad BPS perekonda, mille struktuuris on SH3 domeen, mis tunneb ära fosfotürosiini jääke (vt lk 372). Seetõttu on neil omadus seostuda fosforüülitud tsütokiini retseptoriga. Kui PSAT molekul seejärel fosforüülitakse (4), muutub faktor aktiivseks ja moodustab dimeeri (5). Pärast tuumasse translokatsiooni seondub dimeer transkriptsioonifaktorina initsieeriva geeni promootoriga (vt lk 240) ja indutseerib selle transkriptsiooni (6) Mõned tsütokiini retseptorid võivad proteolüüsi tõttu kaotada oma rakuvälise ligandi siduva domeeni (pole näidatud skeemil). Domeen siseneb vereringesse, kus konkureerib tsütokiiniga seondumise pärast, mis vähendab tsütokiini kontsentratsiooni veres, koos moodustavad tsütokiinid multifunktsionaalse toimega regulatsioonivõrgustiku (tsütokiinikaskaadi). Tsütokiinide vastastikune kattumine toob kaasa asjaolu, et paljude nende toimel täheldatakse sünergismi ja mõned tsütokiinid on antagonistid. Sageli saate kehas jälgida kogu tsütokiinide kaskaadi keeruka tagasisidega.

tsütokiinide omadused.

Tsütokiinide üldised omadused, mille tõttu saab neid vahendajaid ühendada iseseisvaks regulatsioonisüsteemiks.

1. Tsütokiinid on polüpeptiidid või valgud, sageli glükosüülitud, enamikul neist on MM vahemikus 5 kuni 50 kDa. Bioloogiliselt aktiivsed tsütokiini molekulid võivad koosneda ühest, kahest, kolmest või enamast samast või erinevast subühikust.

2. Tsütokiinidel puudub bioloogilise toime antigeenne spetsiifilisus. Need mõjutavad kaasasündinud ja omandatud immuunsuse reaktsioonides osalevate rakkude funktsionaalset aktiivsust. Sellest hoolimata on tsütokiinid T- ja B-lümfotsüütidele toimides võimelised stimuleerima immuunsüsteemis antigeeni poolt esile kutsutud protsesse.

3. Tsütokiini geenide puhul on kolm ekspressioonivarianti: a) staadiumispetsiifiline ekspressioon teatud embrüonaalse arengu etappides, b) konstitutiivne ekspressioon mitmete normaalsete füsioloogiliste funktsioonide reguleerimiseks, c) indutseeritav ekspressioonitüüp, mis on iseloomulik enamik tsütokiine. Tõepoolest, rakud ei sünteesi enamikku tsütokiine väljaspool põletikulist vastust ja immuunvastust. Tsütokiini geenide ekspressioon algab vastusena patogeenide tungimisele organismi, antigeensele ärritusele või koekahjustusele. Patogeeniga seotud molekulaarstruktuurid on üks tugevamaid põletikueelsete tsütokiinide sünteesi indutseerijaid. T-raku tsütokiinide sünteesi alustamiseks on vajalik rakkude aktiveerimine spetsiifilise antigeeniga T-raku antigeeni retseptori osalusel.

4. Tsütokiinid sünteesitakse vastusena stimulatsioonile lühikese aja jooksul. Sünteesi lõpetavad mitmesugused autoregulatsioonimehhanismid, sealhulgas RNA suurenenud ebastabiilsus ja prostaglandiinide, kortikosteroidhormoonide ja muude tegurite poolt vahendatud negatiivsete tagasiside olemasolu.

5. Sama tsütokiini võivad erinevates organites toota erinevad histogeneetilise päritoluga rakutüübid.

6. Tsütokiine saab seostada neid sünteesivate rakkude membraanidega, omades membraanivormina täielikku bioloogilise aktiivsuse spektrit ja avaldades oma bioloogilist toimet rakkudevahelise kontakti käigus.

7. Tsütokiinide bioloogiline toime on vahendatud spetsiifiliste rakuliste retseptori komplekside kaudu, mis seovad tsütokiine väga kõrge afiinsusega ning üksikud tsütokiinid võivad kasutada ühiseid retseptori alaühikuid. Tsütokiini retseptorid võivad eksisteerida lahustuval kujul, säilitades võime ligandide siduda.

8. Tsütokiinidel on pleiotroopne bioloogiline toime. Sama tsütokiin võib toimida mitut tüüpi rakkudele, põhjustades olenevalt sihtrakkude tüübist erinevaid toimeid (joonis 1). Tsütokiinide pleiotroopse toime tagab tsütokiini retseptorite ekspressioon erineva päritolu ja funktsiooniga rakutüüpidel ning signaaliülekanne, kasutades mitmeid erinevaid rakusiseseid sõnumitoojaid ja transkriptsioonifaktoreid.

9. Tsütokiinidele on iseloomulik bioloogilise toime vahetatavus. Mitmed erinevad tsütokiinid võivad põhjustada sama bioloogilist toimet või omada sarnast aktiivsust. Tsütokiinid indutseerivad või pärsivad enda, teiste tsütokiinide ja nende retseptorite sünteesi.

10. Vastuseks aktiveerimissignaalile sünteesivad rakud samaaegselt mitut tsütokiini, mis osalevad tsütokiinide võrgustiku moodustamises. Bioloogilised toimed kudedes ja organismi tasandil sõltuvad teiste sünergilise, aditiivse või vastupidise toimega tsütokiinide olemasolust ja kontsentratsioonist.

11. Tsütokiinid võivad mõjutada sihtrakkude proliferatsiooni, diferentseerumist ja funktsionaalset aktiivsust.

12. Tsütokiinid toimivad rakkudele mitmel viisil: autokriinne – rakule, mis seda tsütokiini sünteesib ja sekreteerib; parakriin - rakkudel, mis asuvad tootjaraku lähedal, näiteks põletikukoldes või lümfoidorganis; endokriinne - kaugjuhtimisega mis tahes elundite ja kudede rakkudel pärast vereringesse sisenemist. Viimasel juhul sarnaneb tsütokiinide toime hormoonide toimega (joonis 2).

Riis. 1. Ühte ja sama tsütokiini võivad toota erinevad histogeneetilise päritoluga rakutüübid erinevates organites ja toimida paljudele rakutüüpidele, põhjustades olenevalt sihtrakkude tüübist erinevaid toimeid.

Riis. 2. Tsütokiinide bioloogilise toime avaldumise kolm varianti.

Ilmselt arenes tsütokiinide regulatsioonisüsteemi moodustumine koos mitmerakuliste organismide arenguga ja oli tingitud vajadusest moodustada rakkudevahelise interaktsiooni vahendajaid, mis võivad hõlmata hormoone, neuropeptiide, adhesioonimolekule ja mõnda muud. Sellega seoses on tsütokiinid kõige universaalsem reguleerimissüsteem, kuna nad on võimelised avaldama bioloogilist aktiivsust nii eemalt pärast sekretsiooni tootmisraku poolt (lokaalselt ja süsteemselt) kui ka rakkudevahelise kontakti ajal, olles bioloogiliselt aktiivsed membraani kujul. See tsütokiinide süsteem erineb adhesioonimolekulidest, mis täidavad kitsamaid funktsioone ainult raku otsesel kokkupuutel. Samal ajal erineb tsütokiinide süsteem hormoonidest, mida sünteesivad peamiselt spetsiaalsed organid ja mis toimivad pärast vereringesüsteemi sisenemist.

Tsütokiinide roll keha füsioloogiliste funktsioonide reguleerimisel.

Tsütokiinide rolli keha füsioloogiliste funktsioonide reguleerimisel võib jagada neljaks põhikomponendiks:

1. Embrüogeneesi, elundite munemise ja arengu reguleerimine, sh. immuunsüsteemi organid.

2. Teatud normaalsete füsioloogiliste funktsioonide reguleerimine.

3. Organismi kaitsereaktsioonide reguleerimine lokaalsel ja süsteemsel tasandil.

4. Kudede regeneratsiooniprotsesside reguleerimine.

Üksikute tsütokiinide geeniekspressioon toimub staadiumispetsiifiliselt teatud embrüonaalse arengu etappides. Tüvirakufaktor, transformeerivad kasvufaktorid, TNF perekonna tsütokiinid ja kemokiinid reguleerivad erinevate rakkude diferentseerumist ja migratsiooni ning immuunsüsteemi organite teket. Pärast seda ei pruugi mõne tsütokiini süntees taastuda, samas kui teised jätkavad normaalsete füsioloogiliste protsesside reguleerimist või osalevad kaitsereaktsioonide väljatöötamises.

Hoolimata asjaolust, et enamik tsütokiine on tüüpilised indutseeritavad vahendajad ja neid ei sünteesi rakud väljaspool põletikulist vastust ja immuunvastust postnataalsel perioodil, ei kuulu mõned tsütokiinid selle reegli alla. Geenide konstitutiivse ekspressiooni tulemusena sünteesitakse osa neist pidevalt ja on ringluses piisavalt suurtes kogustes, reguleerides üksikute rakutüüpide proliferatsiooni ja diferentseerumist kogu elu jooksul. Seda tüüpi funktsioonide füsioloogilise reguleerimise näited tsütokiinide poolt võivad olla pidevalt kõrge erütropoetiini tase ja mõningane CSF, et tagada hematopoeesi. Keha kaitsereaktsioonide reguleerimine tsütokiinide poolt ei toimu mitte ainult immuunsüsteemi raames, vaid ka kogu organismi tasemel kaitsereaktsioonide korraldamise kaudu, mis on tingitud peaaegu kõigi põletiku ja immuunvastuse arengu aspektide reguleerimisest. See kogu tsütokiinide süsteemi jaoks kõige olulisem funktsioon on seotud tsütokiinide bioloogilise toime kahe peamise suunaga - kaitse nakkusetekitajate eest ja kahjustatud kudede taastamine. Tsütokiinid reguleerivad peamiselt kohalike kaitsereaktsioonide teket kudedes, mis hõlmavad erinevat tüüpi vererakke, endoteeli, sidekude ja epiteeli. Kaitse kohalikul tasandil areneb tüüpilise põletikulise reaktsiooni moodustumise kaudu selle klassikaliste ilmingutega: hüperemia, turse areng, valu ja talitlushäired. Tsütokiinide süntees algab siis, kui patogeenid tungivad kudedesse või rikutakse nende terviklikkust, mis tavaliselt toimub paralleelselt. Tsütokiinide tootmine on rakulise vastuse lahutamatu osa, mis on seotud erinevate patogeenide sarnaste struktuurikomponentide, mida nimetatakse patogeeniga seotud molekulaarseteks struktuurideks, äratundmisega rakkude poolt. Selliste patogeenide struktuuride näideteks on gramnegatiivsete bakterite lipopolüsahhariidid, grampositiivsete mikroorganismide peptidoglükaanid, flagelliin või DNA, mis on rikas CpolyG järjestuste poolest, mis on iseloomulik kõikide bakteriliikide DNA-le. Leukotsüüdid ekspresseerivad sobivaid mustri tuvastamise retseptoreid, mida nimetatakse ka Toll-likeks retseptoriteks (TLR), mis on spetsiifilised mikroorganismide teatud struktuurimustrite suhtes. Pärast mikroorganismide või nende komponentide interaktsiooni TLR-iga käivitatakse rakusisene signaaliülekande kaskaad, mis viib leukotsüütide funktsionaalse aktiivsuse ja tsütokiini geenide ekspressiooni suurenemiseni.

TLR-i aktiveerimine viib kahe peamise tsütokiinirühma sünteesini: põletikueelsed tsütokiinid ja I tüüpi interferoonid, peamiselt IFNα / β. Võtmesündmuseks on põletikueelsete tsütokiinide kompleksi süntees IL-1, IL-6, TNF ja kemokiinide perekondadest, mis stimuleerib edasise reaktsiooni aktiivsust ja arengut. erinevat tüüpi rakud, mis on seotud põletiku säilitamise ja reguleerimisega, sealhulgas igat tüüpi leukotsüüdid, dendriitrakud, T- ja B-lümfotsüüdid, NK-rakud, endoteeli- ja epiteelirakud, fibroblastid ja teised. See tagab põletikulise vastuse arengu järjestikused etapid, mis on kaasasündinud immuunsuse rakendamise peamine mehhanism. Lisaks hakkavad dendriitrakud sünteesima IL-12 perekonna tsütokiine, mis stimuleerivad abistaja T-lümfotsüütide diferentseerumist, mis toimib omamoodi sillana spetsiifiliste immuunreaktsioonide tekke algusesse, mis on seotud mikroorganismide spetsiifiliste antigeensete struktuuride äratundmisega.

Teine sama oluline IFN sünteesiga seotud mehhanism tagab viirusevastase kaitse rakendamise. I tüüpi interferoonidel on neli peamist bioloogilist omadust:

1. Otsene viirusevastane toime, blokeerides transkriptsiooni.

2. Rakkude proliferatsiooni pärssimine, mis on vajalik viiruse leviku tõkestamiseks.

3. NK-rakkude funktsioonide aktiveerimine, millel on võime viirusega nakatunud keharakke lüüsida.

4. I klassi peamiste histo-sobivuskompleksi molekulide ekspressiooni suurenemine, mis on vajalik viiruse antigeenide nakatatud rakkude poolt tsütotoksilistele T-lümfotsüütidele esitlemise efektiivsuse suurendamiseks. See viib viirusega nakatunud rakkude spetsiifilise äratundmise aktiveerimiseni T-lümfotsüütide poolt - see on viirusega nakatunud sihtrakkude lüüsi esimene etapp.

Selle tulemusena aktiveeruvad lisaks otsesele viirusevastasele toimele nii kaasasündinud (NK-rakud) kui ka omandatud (T-lümfotsüüdid) immuunsuse mehhanismid. See on näide sellest, kuidas üks väike tsütokiini molekul, mille MW on 10 korda väiksem kui antikehamolekulide molekulmass, on tänu pleiotroopsele bioloogilisele toimele võimeline aktiveerima täiesti erinevaid kaitsereaktsioonide mehhanisme, mille eesmärk on täita sama eesmärki – eemaldada organismi sattunud viirus.

Kudede tasandil vastutavad tsütokiinid põletiku tekke ja seejärel kudede regenereerimise eest. Süsteemse põletikulise reaktsiooni (ägeda faasi reaktsioon) väljakujunemisega mõjutavad tsütokiinid peaaegu kõiki homöostaasi reguleerimisega seotud organeid ja kehasüsteeme. Põletikueelsete tsütokiinide toime kesknärvisüsteemile viib söögiisu vähenemiseni ja kogu käitumuslike reaktsioonide kompleksi muutumiseni. Toidu otsimise ajutine lõpetamine ja seksuaalse aktiivsuse vähenemine on energiasäästu seisukohalt kasulikud, kuna ainsa ülesandena on võidelda sissetungiva patogeeniga. Selle signaali annavad tsütokiinid, kuna nende vereringesse sattumine tähendab kindlasti seda, et lokaalne kaitse ei ole patogeeniga toime tulnud ning vajalik on süsteemse põletikulise vastuse kaasamine. Üks esimesi süsteemse põletikulise vastuse ilminguid, mis on seotud tsütokiinide toimega hüpotalamuse termoregulatsioonikeskusele, on kehatemperatuuri tõus. Temperatuuri tõus on tõhus kaitsereaktsioon, kuna kõrgel temperatuuril väheneb paljude bakterite paljunemisvõime, kuid vastupidi, lümfotsüütide proliferatsioon suureneb.

Maksas suureneb tsütokiinide mõjul patogeeniga võitlemiseks vajalike akuutse faasi valkude ja komplementsüsteemi komponentide süntees, kuid samal ajal väheneb albumiini süntees. Teine näide tsütokiinide selektiivsest toimest on vereplasma ioonse koostise muutumine süsteemse põletikulise reaktsiooni tekkimisel. Sel juhul toimub rauaioonide taseme langus, kuid tsingiioonide taseme tõus ja on hästi teada, et bakteriraku rauaioonidest ilmajätmine tähendab selle proliferatsioonipotentsiaali vähendamist (laktoferriini toime põhineb sellel). Teisalt on tsingi taseme tõus vajalik immuunsüsteemi normaalseks talitluseks, eelkõige aga bioloogiliselt aktiivse seerumi tüümuse faktori tekkeks, mis on üks peamisi tüümuse hormoone, mis tagab lümfotsüütide diferentseerumise. Tsütokiinide mõju vereloomesüsteemile on seotud hematopoeesi olulise aktiveerumisega. Leukotsüütide arvu suurendamine on vajalik kadude täiendamiseks ja rakkude, peamiselt neutrofiilsete granulotsüütide arvu suurendamiseks mädapõletiku fookuses. Toime vere hüübimissüsteemile on suunatud koagulatsiooni tugevdamisele, mis on vajalik verejooksu peatamiseks ja patogeeni otseseks blokeerimiseks.

Seega avaldavad tsütokiinid süsteemse põletiku tekkega tohutul hulgal bioloogilisi aktiivsusi ja häirivad peaaegu kõigi kehasüsteemide tööd. Ükski tekkivatest muutustest pole aga juhuslik: kõik need on kas vajalikud kaitsereaktsioonide otseseks aktiveerimiseks või on kasulikud energiavoogude ümberlülitamiseks ainult ühe ülesande jaoks - sissetungiva patogeeni vastu võitlemiseks. Üksikute geenide ekspressiooni reguleerimise, hormonaalsete muutuste ja käitumuslike reaktsioonide muutuste vormis tagavad tsütokiinid nende kehasüsteemide kaasamise ja maksimaalse efektiivsuse, mis on teatud ajahetkel vajalikud kaitsereaktsioonide tekkeks. Kogu organismi tasandil suhtlevad tsütokiinid immuun-, närvi-, endokriin-, vereloome- ja muude süsteemide vahel ning kaasavad need ühe kaitsereaktsiooni korraldamisse ja reguleerimisse. Tsütokiinid toimivad lihtsalt organiseerimissüsteemina, mis moodustab ja reguleerib kogu keha kaitsereaktsioonide kompleksi patogeenide sissetoomise ajal. Ilmselt on selline regulatsioonisüsteem arenenud ja sellel on makroorganismi kõige optimaalsema kaitsereaktsiooni jaoks tingimusteta kasu. Seetõttu on ilmselt võimatu piirata kaitsereaktsioonide mõistet ainult mittespetsiifiliste resistentsuse mehhanismide ja spetsiifilise immuunvastuse osalemisega. Kogu keha ja kõik süsteemid, mis esmapilgul ei ole seotud immuunsuse säilitamisega, osalevad ühes kaitsereaktsioonis.

Tsütokiinide eriuuringud.

Tsütokiinide tähtsus käärsoole põletikuliste haiguste patogeneesis lastel.

S.V. Belmer, A.S. Simbirtsev, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mihhailov. Moskva Riikliku Koloproktoloogia Uurimiskeskuse Venemaa Riiklik Meditsiiniülikool ja Peterburi Riiklik Väga Puhaste Bioloogiliste Toodete Uurimisinstituut tegelevad tsütokiinide rolli uurimisega laste käärsoole põletikuliste haiguste patogeneesis. Seedetrakti kroonilised põletikulised haigused on praegu laste seedesüsteemi patoloogias üks juhtivaid kohti. Erilist tähtsust omistatakse käärsoole põletikulistele haigustele (IDC), mille esinemissagedus kasvab kogu maailmas pidevalt. Pikk ravikuur sagedaste ja mõnel juhul surmaga lõppevate ägenemistega, lokaalsete ja süsteemsete tüsistuste tekkimine - kõik see tingib põhjaliku haiguse patogeneesi uurimise, et otsida uusi lähenemisviise IBD ravile. Viimastel aastakümnetel oli mittespetsiifilise haavandilise koliidi (NUC) esinemissagedus 510 juhtu aastas 100 tuhande elaniku kohta, Crohni tõve (CD) puhul 16 juhtu aastas 100 tuhande elaniku kohta. Levimusmäärad Venemaal ja Moskva piirkonnas vastavad Euroopa keskmistele andmetele, kuid on oluliselt madalamad kui Skandinaavia riikides, Ameerikas, Iisraelis ja Inglismaal. NUC puhul on levimus 19,3 juhtu 100 tuhande kohta, esinemissagedus 1,2 juhtu 100 tuhande inimese kohta aastas. CD puhul on levimus 3,0 100 tuhande inimese kohta, esinemissagedus 0,2 100 tuhande inimese kohta aastas. Asjaolu, et kõrgeimat esinemissagedust täheldati kõrgelt arenenud riikides, ei tulene mitte ainult sotsiaalsetest ja majanduslikest teguritest, vaid ka patsientide geneetilistest ja immunoloogilistest omadustest, mis määravad IBD eelsoodumuse. Need tegurid on ITS-i päritolu immunopatogeneetilises teoorias põhilised. Viiruste ja/või bakteriteooriad seletavad ainult haiguse ägedat algust ning protsessi kroonilisus on tingitud nii geneetilisest eelsoodumusest kui ka immuunvastuse iseärasustest, mis on samuti geneetiliselt määratud. Tuleb märkida, et IBD liigitatakse praegu geneetiliselt heterogeense kompleksse eelsoodumusega haiguseks. Tuvastati enam kui 15 oletatavat kandidaatgeeni kahest rühmast (immunospetsiifilised ja immunoregulatoorsed), mis põhjustasid päriliku eelsoodumuse. Tõenäoliselt määravad eelsoodumuse mitmed geenid, mis määravad immunoloogiliste ja põletikuliste reaktsioonide olemuse. Arvukate uuringute tulemuste põhjal võib järeldada, et IBD tekkega seotud geenide kõige tõenäolisem lokalisatsioon on 3., 7., 12. ja 16. kromosoomid. Praegu pööratakse suurt tähelepanu T- ja B-lümfotsüütide funktsiooni, samuti põletiku vahendajate tsütokiinide funktsioonide uurimisele. Aktiivselt uuritakse interleukiinide (IL), interferoonide (IFN), tuumori nekroosifaktori-a (TNF-a), makrofaagide ja autoantikehade rolli käärsoole limaskesta valkude ja automikrofloora suhtes. Nende CD ja UC häirete tunnused on tuvastatud, kuid jääb ebaselgeks, kas need muutused esinevad peamiselt või sekundaarselt. Patogeneesi paljude aspektide mõistmiseks oleksid väga olulised IBD prekliinilises staadiumis ja ka esimese astme sugulastega tehtud uuringud. Põletikuvahendajate hulgas on eriline roll tsütokiinidel, mis on 5–50 kDa massiga polüpeptiidmolekulide rühm, mis osalevad organismi kaitsereaktsioonide tekkes ja reguleerimises. Keha tasandil suhtlevad tsütokiinid immuun-, närvi-, endokriin-, vereloome- ja muude süsteemide vahel ning aitavad neid kaasata kaitsereaktsioonide korraldamisse ja reguleerimisse. Tsütokiinide klassifikatsioon on näidatud tabelis 2. Enamikku tsütokiine ei sünteesi rakud väljaspool põletikulist vastust ja immuunvastust. Tsütokiini geenide ekspressioon algab vastusena patogeenide tungimisele organismi, antigeensele ärritusele või koekahjustusele. Üks võimsamaid tsütokiinide sünteesi indutseerijaid on bakteriraku seinte komponendid: LPS, peptidoglükaanid ja muramüüldipeptiidid. Põletikueelsete tsütokiinide tootjateks on peamiselt monotsüüdid, makrofaagid, T-rakud jt.Sõltuvalt mõjust põletikulisele protsessile jagunevad tsütokiinid kahte rühma: põletikueelsed (IL-1, IL-6, IL-8, TNF-a, IFN-g) ja põletikuvastased (IL-4, IL-10, TGF-b). Interleukiin-1 (IL-1) on immunoregulatoorne vahendaja, mis vabaneb põletikuliste reaktsioonide, koekahjustuste ja infektsioonide käigus (põletikku soodustav tsütokiin). IL-1 mängib olulist rolli T-rakkude aktiveerimisel nende interaktsiooni ajal antigeeniga. Tuntud on kahte tüüpi IL-1: IL-1a ja IL-1b, kahe erineva inimese kromosoomis 2 paikneva geeni lookuse saadused. IL-1a jääb raku sisse või võib olla membraani kujul, ilmub vähesel määral rakuvälisesse ruumi. IL-1a membraanivormi roll on aktiveerivate signaalide edastamine makrofaagidest T-lümfotsüütidele ja teistele rakkudele rakkudevahelise kontakti ajal. IL-1a on peamine lühitoimevahendaja. Erinevalt IL-1a-st sekreteerivad rakud aktiivselt IL-1b, toimides nii süsteemselt kui ka lokaalselt. Tänaseks on teada, et IL-1 on üks peamisi põletikuliste reaktsioonide vahendajaid, stimuleerib T-rakkude proliferatsiooni, suurendab IL-2 retseptori ekspressiooni T-rakkudel ja nende poolt IL-2 tootmist. IL-2 indutseerib koos antigeeniga neutrofiilide aktivatsiooni ja adhesiooni, stimuleerib teiste tsütokiinide (IL-2, IL-3, IL-6 jt) teket aktiveeritud T-rakkude ja fibroblastide poolt, stimuleerib fibroblastide ja endoteelirakkude proliferatsiooni. Süsteemselt toimib IL-1 sünergistlikult TNF-a ja IL-6-ga. Kontsentratsiooni suurenemisega veres mõjutab IL-1 hüpotalamuse rakke ja põhjustab kehatemperatuuri tõusu, palavikku, uimasust, söögiisu vähenemist ning stimuleerib maksarakke tootma ka ägeda faasi valke (CRP, amüloid A, makroglobuliin a-2 ja fibrinogeen). IL4 (kromosoom 5). Inhibeerib makrofaagide aktivatsiooni ja blokeerib paljusid IFNg poolt stimuleeritud toimeid, nagu IL1, lämmastikoksiidi ja prostaglandiinide tootmine, mängib olulist rolli põletikuvastastes reaktsioonides, omab immunosupressiivset toimet. IL6 (kromosoom 7), üks peamisi põletikueelseid tsütokiine, on B-rakkude ja makrofaagide diferentseerumise viimase etapi peamine indutseerija, võimas stimulaator ägeda faasi valkude tootmisel maksarakkude poolt. Üks IL6 põhifunktsioone on stimuleerida antikehade tootmist in vivo ja in vitro. IL8 (kromosoom 4). Viitab kemokiinide vahendajatele, mis põhjustavad leukotsüütide suunatud migratsiooni (kemotaksist) põletikukoldesse. IL10 põhiülesanne on inhibeerida tsütokiinide tootmist 1. tüüpi abistajate (TNFb, IFNg) ja aktiveeritud makrofaagide (TNF-a, IL1, IL12) poolt. Nüüdseks on teada, et immuunvastuse tüübid on seotud ühe lümfotsüütide aktivatsiooni variandiga, kus domineerivad 1. tüüpi (TH2) või 2. tüüpi (TH3) abistajarakkude T-lümfotsüütide kloonid. Tooted TH2 ja TH3 mõjutavad negatiivselt vastandkloonide aktiveerimist. Th-kloonide ühe tüübi liigne aktiveerimine võib suunata immuunvastuse ühele arenguvariandist. Krooniline tasakaalustamatus Th-kloonide aktiveerimisel põhjustab immunopatoloogiliste seisundite arengut. IBD tsütokiinide muutusi saab uurida mitmel viisil, määrates nende taseme veres või in situ. IL1 tase on kõrgenenud kõigi põletikuliste soolehaiguste korral. Erinevused UC ja CD vahel on IL2 suurenenud ekspressioonis. Kui UC näitab IL2 vähenenud või normaalset taset, siis CD näitab selle kõrgenenud taset. IL4 sisaldus UC-s suureneb, CD puhul jääb see normaalseks või isegi väheneb. Ägeda faasi reaktsioone vahendava IL6 tase on kõrgenenud ka kõikide põletikuvormide korral. Tsütokiinide profiili kohta saadud andmed viitasid sellele, et kroonilise IBD kahte peamist vormi iseloomustab tsütokiinide erinev aktivatsioon ja ekspressioon. Uuringute tulemused näitavad, et UC-ga patsientidel täheldatud tsütokiinide profiil on rohkem kooskõlas TH3 profiiliga, samas kui CD-ga patsientide puhul tuleks TH2 profiili pidada iseloomulikumaks. Selle TH2 ja TH3 profiilide rolli käsitleva hüpoteesi atraktiivsus seisneb ka selles, et tsütokiinide kasutamine võib muuta immuunvastust ühes või teises suunas ja viia tsütokiinide tasakaalu taastamisega remissioonini. Seda saab kinnitada eelkõige IL10 kasutamisega. Edasised uuringud peaksid näitama, kas tsütokiini vastus on sekundaarne nähtus vastusena ärritusele või vastupidi, vastavate tsütokiinide ekspressioon määrab organismi reaktiivsuse koos järgnevate kliiniliste ilmingute tekkega. Laste IBD tsütokiinide taseme uuringut ei ole veel läbi viidud. See töö on esimene osa teaduslikust uuringust, mis on pühendatud IBD tsütokiinide seisundi uurimisele lastel. Käesoleva töö eesmärgiks oli uurida makrofaagide humoraalset aktiivsust UC ja CD-ga laste veres sisalduvate (IL1a, IL8) tasemete ning nende dünaamika määramisega teraapia ajal. Aastatel 2000–2002 uuriti Venemaa Kliinilise Lastehaigla gastroenteroloogia osakonnas 34 UC-ga last ja 19 CD-ga last vanuses 4-16 aastat. Diagnoos kinnitati anamnestiliselt, endoskoopiliselt ja morfoloogiliselt. Põletikueelsete tsütokiinide IL1a, IL8 tasemete uuring viidi läbi ensüümi immuunanalüüsi (ELISA) abil. IL1a, IL8 kontsentratsiooni määramiseks kasutati ettevõtte Cytokin LLC (Peterburg, Venemaa) toodetud testsüsteeme. Analüüs viidi läbi Riikliku Kõrgpuhaste Biopreparaatide Teadusliku Uurimise Instituudi immunofarmakoloogia laboris (laborijuhataja, meditsiiniteaduste doktor, prof A.S. Simbirtsev). Uuringu käigus saadud tulemused näitasid ägenemise perioodil olulist IL1a, IL8 taseme tõusu, mis oli UC-ga lastel rohkem väljendunud kui CD-ga lastel. Väljaspool ägenemist põletikueelsete tsütokiinide tase väheneb, kuid ei jõua normi. UC korral tõusis IL-1a, IL-8 tase ägenemise perioodil 76,2% ja 90% lastest ning remissiooniperioodil vastavalt 69,2% ja 92,3%. CD korral suureneb IL-1a, IL-8 tase ägenemise perioodil 73,3% ja 86,6% lastest ning remissiooniperioodil vastavalt 50% ja 75%.

Olenevalt haiguse tõsidusest said lapsed ravi aminosalitsülaatide või glükokortikoididega. Ravi iseloom mõjutas oluliselt tsütokiinitasemete dünaamikat. Aminosalitsülaatravi ajal ületas põletikueelsete tsütokiinide tase UC ja CD-ga laste rühmas oluliselt kontrollrühma oma. Samal ajal täheldati kõrgemat esinemissagedust UC-ga laste rühmas. UC korral on aminosalitsülaatidega ravi ajal IL1a ja IL8 sisaldus tõusnud vastavalt 82,4% ja 100% lastest, glükokortikoidravi korral aga 60% lastest mõlema tsütokiini puhul. CD-s on IL1a ja IL8 tõus aminosalitsülaatravi ajal kõigil lastel ning glükokortikoidravi ajal vastavalt 55,5% ja 77,7% lastest. Seega näitavad selle uuringu tulemused enamiku UC ja CD-ga laste olulist osalust immuunsüsteemi makrofaagide lüli patogeneetilises protsessis. Selles uuringus saadud andmed ei erine põhimõtteliselt täiskasvanud patsientide uurimisel saadud andmetest. Erinevused IL1a ja IL8 tasemetes UC ja CD-ga patsientidel on kvantitatiivsed, kuid mitte kvalitatiivsed, mis viitab nende muutuste mittespetsiifilisusele, mis on tingitud kroonilise põletikulise protsessi käigust. Seetõttu pole neil näitajatel diagnostilist väärtust. IL1a ja IL8 taseme dünaamilise uuringu tulemused kinnitavad glükokortikoidravimitega ravi suuremat efektiivsust võrreldes aminosalitsiilidega. Esitatud andmed on IBD-ga laste tsütokiinide seisundi uuringu esimese etapi tulemus. Probleemi edasine uurimine on vajalik, võttes arvesse teiste põletikueelsete ja põletikuvastaste tsütokiinide näitajaid.

Lämmastikoksiidi ja tsütokiinide roll ägeda kopsukahjustuse sündroomi tekkes.

Seda probleemi uurivad T.A. Shumatova, V.B. Šumatov, E.V. Markelova, L.G. Ägeda kopsukahjustuse sündroom (täiskasvanu respiratoorse distressi sündroom, ARDS) on üks raskemaid ägeda hingamispuudulikkuse vorme, mis tekivad patsientidel raske trauma, sepsise, peritoniidi, pankreatiidi, suure verekaotuse, aspiratsiooni taustal, pärast ulatuslikke kirurgilisi sekkumisi ja 50–60% juhtudest surmaga lõppevatel juhtudel. Andmed ARDS-i patogeneesi, sündroomi varajase diagnoosimise ja prognoosi kriteeriumide väljatöötamise kohta on vähesed, pigem vastuolulised, mis ei võimalda välja töötada ühtset diagnostilist ja terapeutilist kontseptsiooni. On kindlaks tehtud, et ARDS põhineb kopsukapillaaride ja alveolaarsete epiteeli endoteeli kahjustusel, vere reoloogiliste omaduste rikkumisel, mis põhjustab interstitsiaalse ja alveolaarkoe turset, põletikku, atelektaasid ja pulmonaalset hüpertensiooni. Viimaste aastate kirjanduses on ilmunud piisavalt teavet rakkude ja kudede metabolismi universaalse regulaatori - lämmastikoksiidi kohta. Huvi lämmastikoksiidi (NO) vastu tuleneb eelkõige sellest, et see on seotud paljude funktsioonide reguleerimisega, sealhulgas veresoonte toonuse, südame kontraktiilsuse, trombotsüütide agregatsiooni, neurotransmissiooni, ATP ja valkude sünteesi ning immuunkaitse reguleerimisega. Lisaks on NO-l olenevalt molekulaarse sihtmärgi valikust ja sellega interaktsiooni omadustest ka kahjulik mõju. Arvatakse, et rakkude aktivatsiooni käivitav mehhanism on tasakaalustamata tsütokineemia. Tsütokiinid on lahustuvad peptiidid, mis toimivad immuunsüsteemi vahendajatena ja tagavad rakulise koostöö, positiivse ja negatiivse immunoregulatsiooni. Püüdsime süstematiseerida kirjanduses leiduvat teavet NO ja tsütokiinide rolli kohta ägeda kopsukahjustuse sündroomi tekkes. NO on vees ja rasvlahustuv gaas. Selle molekul on ebastabiilne vaba radikaal, difundeerub kergesti kudedesse, imendub ja hävib nii kiiresti, et võib mõjutada ainult oma lähikeskkonna rakke. NO molekulil on kõik klassikalistele sõnumitoojatele omased omadused: see toodetakse kiiresti, toimib väga madalatel kontsentratsioonidel ja pärast välise signaali peatumist muutub see kiiresti muudeks ühenditeks, oksüdeerudes stabiilseteks anorgaanilisteks lämmastikoksiidideks: nitrititeks ja nitraadideks. NO eluiga kudedes on erinevate allikate kohaselt 5 kuni 30 sekundit. NO peamised molekulaarsed sihtmärgid on rauda sisaldavad ensüümid ja valgud: lahustuv guanülaattsüklaas, nitroksiidi süntaas (NOS), hemoglobiin, mitokondriaalsed ensüümid, Krebsi tsükli ensüümid, valkude ja DNA süntees. NO süntees organismis toimub aminohappe L-arginiini lämmastikku sisaldava osa ensümaatiliste transformatsioonide teel spetsiifilise NOS ensüümi mõjul ja seda vahendab kaltsiumiioonide interaktsioon kalmoduliiniga. Ensüüm inaktiveeritakse madalatel kontsentratsioonidel ja on maksimaalselt aktiivne 1 µM vaba kaltsiumi juures. On tuvastatud kaks NOS-i isovormi: konstitutiivne (cNOS) ja indutseeritud (iNOS), mis on erinevate geenide produktid. Kaltsium-kalmoduliinist sõltuv cNOS on rakus pidevalt olemas ja soodustab väikese koguse NO vabanemist vastusena retseptorile ja füüsilisele stimulatsioonile. Selle isovormi mõjul moodustunud NO toimib kandjana mitmetes füsioloogilistes reaktsioonides. Kaltsiumist kalmoduliinist sõltumatu iNOS moodustub erinevates rakutüüpides vastusena põletikueelsetele tsütokiinidele, endotoksiinidele ja oksüdantidele. See NOS-i isovorm transkribeeritakse 17. kromosoomi spetsiifiliste geenide poolt ja see soodustab suurte NO-koguste sünteesi. Ensüüm jaguneb ka kolme tüüpi: NOS-I (neuronaalne), NOS-II (makrofaag), NOS-III (endoteliaalne). NO-d sünteesivate ensüümide perekonda leiti paljudes kopsurakkudes: bronhide epiteelirakkudes, alveolotsüütides, alveolaarsetes makrofaagides, nuumrakkudes, bronhide arterite ja veenide endoteliotsüütides, bronhide ja veresoonte siledates müotsüütides, mitte- adrenergilised mittekolinergilised neuronid. Inimeste ja imetajate bronhide ja alveolaarsete epiteelirakkude konstitutiivne võime NO-d sekreteerida on kinnitatud paljudes uuringutes. On kindlaks tehtud, et inimese hingamisteede ülemised osad ja ka alumised lõigud on seotud NO moodustumisega. Trahheostoomiga patsientidel läbi viidud uuringud on näidanud, et trahheostoomi kaudu väljahingatavas õhus on gaasi hulk palju väiksem kui nina- ja suuõõnes. Kunstliku kopsuventilatsiooni saavatel patsientidel on endogeense NO süntees oluliselt mõjutatud. Uuringud kinnitavad, et NO vabanemine toimub bronhodilatatsiooni ajal ja seda kontrollib vaguse närvisüsteem. On saadud andmeid, et NO moodustumine inimese hingamisteede epiteelis suureneb hingamisteede põletikuliste haiguste korral. Gaasi sünteesi suurendab indutseeritud NOS-i aktiveerimine tsütokiinide, samuti endotoksiinide ja lipopolüsahhariidide mõjul.

Praegu on teada üle saja tsütokiini, mis on traditsiooniliselt jagatud mitmeks rühmaks.

1. Interleukiinid (IL-1 - IL18) – sekretsiooni reguleerivad valgud, mis tagavad vahendajate interaktsiooni immuunsüsteemis ja selle seose teiste kehasüsteemidega.

2. Interferoonid (IFN-alfa, beeta, gamma) - viirusevastased tsütokiinid, millel on väljendunud immunoregulatoorne toime.

3. Kasvaja nekroosifaktorid (TNF alfa, beeta) – tsütotoksilise ja reguleeriva toimega tsütokiinid.

4. Kolooniaid stimuleerivad tegurid (G-CSF, M-CSF, GM-CSF) - vereloome rakkude kasvu ja diferentseerumise stimulaatorid, mis reguleerivad vereloomet.

5. Kemokiinid (IL-8, IL-16) – leukotsüütide kemoatraktandid.

6. Kasvufaktorid - erineva koega kuuluvuse (fibroblastide kasvufaktor, endoteelirakkude kasvufaktor, epidermise kasvufaktor) ja transformeerivate kasvufaktorite (TGF beeta) kasvu, diferentseerumise ja funktsionaalse aktiivsuse regulaatorid.

Need bioregulatoorsed molekulid määravad kindlaks põletikulise ja immuunvastuse tüübi ja kestuse, kontrollivad rakkude proliferatsiooni, vereloomet, angiogeneesi, haavade paranemist ja paljusid muid protsesse. Kõik teadlased rõhutavad, et tsütokiinidel puudub spetsiifilisus antigeenide suhtes. Kultiveeritud kopsumakrofaagide ja nuumrakkudega tehtud katsed on näidanud iNOS-i moodustumist vastusena gamma-interferoonile, interleukiin-1-le, kasvaja nekroosifaktorile ja lipopolüsahhariididele. Loomade ja inimeste alveolotsüütides on leitud iNOS-i ja cNOS-i ekspressiooni põletikueelsete tsütokiinide jaoks. Epiteelirakkude funktsiooni regulaatori epidermaalse kasvufaktori lisamine kultuurile vähendas ainult indutseeritud ensüümi aktiivsust. On teada, et olenevalt olemusest toimivad tsütokiinid autokriinselt – tootvatele rakkudele endile, parakriinselt – teistele sihtrakkudele või endokriinsetele – erinevatele rakkudele väljaspool nende tootmiskohta. Samal ajal võivad nad üksteisega suhelda vastavalt agonistlikule või antagonistlikule põhimõttele, muutes sihtrakkude funktsionaalset seisundit ja moodustades tsütokiinide võrgustiku. Seega ei ole tsütokiinid erinevad peptiidid, vaid terviklik süsteem, mille põhikomponentideks on produtseerivad rakud, tsütokiini valk ise, selle retseptor ja sihtrakk. On kindlaks tehtud, et ägeda kopsukahjustuse tekkega suureneb põletikueelsete tsütokiinide tase: IL-1, 6, 8, 12, TNF alfa, IFN alfa. Nende toime on seotud veresoonte laienemisega, nende läbilaskvuse suurenemisega ja vedeliku kogunemisega kopsukoesse. Lisaks on uuringud näidanud IFN gamma ja TNF alfa võimet indutseerida adhesioonimolekulide – ICAM-1 ekspressiooni inimese endoteliotsüütidel. Leukotsüütide, trombotsüütide ja endoteelirakkude külge kleepuvad adhesioonimolekulid moodustavad "rulluvaid" (pöörlevaid) neutrofiile ja aitavad kaasa fibriiniosakeste agregatsioonile. Need protsessid aitavad kaasa kapillaaride verevoolu häirimisele, suurendavad kapillaaride läbilaskvust ja kutsuvad esile lokaalse koeturse. Kapillaarverevoolu aeglustumist soodustab NO aktiveerumine, mis põhjustab arterioolide laienemist. Leukotsüütide edasist migratsiooni põletikukoldesse kontrollivad spetsiaalsed tsütokiinid - kemokiinid, mida toodavad ja sekreteerivad mitte ainult aktiveeritud makrofaagid, vaid ka endoteelirakud, fibroblastid ja siledad müotsüüdid. Nende põhiülesanne on varustada neutrofiile põletikukolletes ja aktiveerida nende funktsionaalset aktiivsust. Neutrofiilide peamine kemokiin on Il-8. Selle tugevaimad indutseerijad on bakteriaalsed lipopolüsahhariidid, IL-1 ja TNFalpha. R. Bahra et al. arvestage, et neutrofiilide transendoteliaalse migratsiooni iga etappi reguleerivad TNF-alfa stimuleerivad kontsentratsioonid. Ägeda kopsukahjustuse tekkimisel aktiveeruvad vaskulaarsed endoteliotsüüdid, bronhide epiteliotsüüdid ja alveolaarsed makrofaagid ning osalevad faaside vastastikustes suhetes. Selle tulemusena toimub ühelt poolt nende mobiliseerumine ja kaitseomaduste tugevnemine, teiselt poolt on võimalik rakkude endi ja ümbritsevate kudede kahjustamine. Mitmed uuringud on näidanud, et hapniku osalise redutseerimise produkt superoksiid, mis inaktiveerib NO vasoaktiivset toimet, võib koguneda põletikukoldesse. NO ja superoksiidi anioon reageerivad kiiresti, moodustades peroksünitriti, mis kahjustab rakke. See reaktsioon aitab kaasa NO eemaldamisele veresoonte ja bronhide seintelt, samuti alveolotsüütide pinnalt. Huvitavad on uuringud, mis näitavad, et traditsiooniliselt peetav peroksünitrit NO toksilisuse vahendajana võib avaldada füsioloogilist toimet ja indutseerida veresoonte lõdvestumist NO-vahendatud cGMP suurenemise kaudu veresoonte endoteelis. Peroksünitrit on omakorda võimas oksüdeerija, mis võib kahjustada alveolaarset epiteeli ja kopsupindaktiivset ainet. See põhjustab membraanide valkude ja lipiidide hävitamist, kahjustab endoteeli, suurendab trombotsüütide agregatsiooni ja osaleb endotokseemia protsessides. Selle suurenenud moodustumist täheldati ägeda kopsukahjustuse sündroomi korral. Teadlased usuvad, et indutseeritud ensüümi aktiveerimise tulemusena tekkiv NO on mõeldud organismi mittespetsiifiliseks kaitseks väga paljude patogeensete ainete eest, pärsib trombotsüütide agregatsiooni ja parandab lokaalset vereringet. On kindlaks tehtud, et ülemäärane NO kogus pärsib cNOS-i aktiivsust rakkudes interaktsiooni tõttu superoksiidiga ja võib-olla ka guanülaattsüklaasi desensibiliseerimise tulemusena, mille tulemuseks on cGMP vähenemine rakus ja rakusisese kaltsiumisisalduse suurenemine. Brett et al. ja Kooy jt, analüüsides nitrooksüdergiliste mehhanismide olulisust ARDS-i patogeneesis, avaldasid arvamust, et iNOS, peroksünitrit ja nitrotürosiin, mis on peroksünitriti valkudele avaldatava toime põhiprodukt, võivad mängida võtmerolli sündroomi tekkes. Cuthbertson et al. Arvestage, et ägeda kopsukahjustuse aluseks on NO ja peroksünitriti mõju elastaasile ja interleukiin-8-le. Kobayashi jt. samuti registreeriti ägeda kopsukahjustuse sündroomiga patsientidel iNOS, interleukiin-1, interleukiin-6, interleukiin-8 sisalduse suurenemine bronhoalveolaarvedelikus. Meldrum et al. näitas põletikuliste tsütokiinide tootmise vähenemist kopsumakrofaagide poolt ARDS-is kohaliku NO tootmise substraadi – L-arginiini – mõjul. On kindlaks tehtud, et ägeda kopsukahjustuse sündroomi tekkes mängib olulist rolli tsütokiinide - TNF alfa, IL-2, GM-CSF, CD3 lümfotsüütide vastaste monoklonaalsete antikehade toimest tingitud veresoonte läbilaskvus. veresoonte endoteelirakud ja immunotsüüdid. Kopsuveresoonte läbilaskvuse kiire ja tugev suurenemine viib neutrofiilide migreerumiseni kopsukoesse ja nende poolt tsütotoksiliste vahendajate vabanemiseni, mis viib kopsude patoloogiliste muutuste tekkeni. Ägeda kopsukahjustuse tekkimisel suurendab TNF alfa neutrofiilide adhesiooni veresoone seinale, suurendab nende migratsiooni kudedesse, soodustab struktuurseid ja metaboolseid muutusi endoteelirakkudes, häirib rakumembraanide läbilaskvust, aktiveerib teiste tsütokiinide ja eikosanoidide teket. ja põhjustab kopsuepiteelirakkude apoptoosi ja nekroosi. On saadud andmeid, mis näitavad, et LPS-i sisseviimisega indutseeritud makrofaagide apoptoos on suures osas seotud IFN-gamma-ga ja väheneb IL-4, IL-10, TGF beeta mõjul. Kuid Kobayashi et al. sai andmeid, mis näitavad, et gamma-IFN võib olla seotud hingamisteede limaskesta epiteeli parandamisega. Hagimoto uuringud sisaldavad teavet selle kohta, et bronhide ja alveolaarsete epiteelirakud sekreteerivad vastusena TNF alfa või Fas ligandile IL-8, IL-12. See protsess on seotud tuumafaktori Carr-B aktiveerimisega Fas ligandi poolt.

Arvatakse, et IL-8 on ägeda kopsukahjustuse patofüsioloogias üks olulisemaid tsütokiine. Miller et al. Bronhoalveolaarvedeliku uuringus ARDS-iga patsientidel sepsise taustal tuvastati IL-8 taseme oluline tõus võrreldes kardiogeense kopsutursega patsientidega. On oletatud, et kopsud on Il-8 esmane allikas ja seda kriteeriumi saab kasutada sündroomi diferentsiaaldiagnostikas. Grau et al. leiavad, et kopsukapillaaride endoteelirakud on tsütokiinide – IL-6, IL-8 – oluliseks allikaks ägeda kopsukahjustuse tekkes. Goodman et al. ARDS-iga patsientidel bronhoalveolaarse loputusvedeliku tsütokiinide taseme dünaamika uurimisel tuvastati IL-1 beeta, IL-8, monotsüütilise kemotaktilise peptiidi-1, epiteelirakkude neutrofiilide aktivaatori, makrofaagide põletikulise peptiidi -1 alfa sisaldus. Samal ajal usuvad autorid, et IL-1 beeta sisalduse suurenemine võib olla sündroomi ebasoodsa tulemuse marker. Bauer et al. Näidati, et ARDSV-ga patsientide bronhoalveolaarvedeliku IL-8 sisalduse kontrolli saab kasutada jälgimiseks, IL-8 taseme langus viitab protsessi ebasoodsale kulgemisele. Mitmed uuringud sisaldavad ka tõendeid selle kohta, et kopsuveresoonkonna endoteeli tsütokiinide tootmise tase mõjutab ägeda kopsukahjustuse teket ja mille kontrolli saab kliinilises praktikas rakendada varajaseks diagnoosimiseks. Põletikueelsete tsütokiinide taseme tõusu võimalikud negatiivsed tagajärjed ARDS-iga patsientidel on tõestatud Martini jt, Warneri jt uuringutega.. Tsütokiinide ja bakteriaalsete endotoksiinide poolt aktiveeritud alveolaarsed makrofaagid suurendavad NO sünteesi. Samuti suureneb bronhide ja alveolaarsete epiteelirakkude, neutrofiilide, nuumrakkude, endoteliotsüütide ja kopsuveresoonte silelihaste müotsüütide NO tootmise tase, tõenäoliselt tuumafaktori Carr-B aktiveerimise tõttu. Autorid usuvad, et indutseeritud NOS-i aktiveerimise tulemusena tekkiv lämmastikoksiid on mõeldud eelkõige organismi mittespetsiifiliseks kaitseks. Makrofaagidest vabanedes tungib NO kiiresti bakteritesse, seentesse, kus pärsib kolme elutähtsat ensüümide rühma: H-elektronide transporti, Krebsi tsüklit ja DNA sünteesi. NO osaleb organismi kaitses immuunvastuse viimastel etappidel ja seda peetakse piltlikult öeldes immuunsüsteemi "karistusmõõgaks". Rakku ebapiisavalt suurtes kogustes kuhjudes mõjub NO aga ka kahjustavalt. Seega käivitavad tsütokiinid ja NO ägeda kopsukahjustuse sündroomi kujunemisel järjestikuse reaktsiooniahela, mis väljendub mikrotsirkulatsiooni häiretes, kudede hüpoksia, alveolaarse ja interstitsiaalse turse ning kopsude metaboolse funktsiooni kahjustuses. Seetõttu võib väita, et tsütokiinide ja NO füsioloogiliste ja patofüsioloogiliste toimemehhanismide uurimine on paljulubav uurimisvaldkond, mis mitte ainult ei laienda ARDS-i patogeneesi mõistmist, vaid määrab ka sündroomi diagnostilised ja prognostilised markerid ning töötab välja võimalusi patogeneetiliselt põhjendatud teraapiaks, mille eesmärk on suremuse vähendamine.

Tsütokiinide määramise meetodid.

Ülevaade on pühendatud praegu kasutatavatele tsütokiinide uurimise peamistele meetoditele. Lühidalt iseloomustatakse meetodite võimalusi ja eesmärki. Esitatakse erinevate lähenemisviiside eelised ja puudused tsütokiini geeniekspressiooni analüüsimisel nukleiinhapete tasemel ja valgu tootmise tasemel. (Tsütokiinid ja põletikud. 2005. V. 4, nr 1. S. 22-27.)

Tsütokiinid on reguleerivad valgud, mis moodustavad universaalse vahendajate võrgustiku, mis on iseloomulik nii immuunsüsteemile kui ka teiste organite ja kudede rakkudele. Selle regulatoorsete valkude klassi kontrolli all toimuvad kõik rakulised sündmused: proliferatsioon, diferentseerumine, apoptoos ja rakkude spetsiifiline funktsionaalne aktiivsus. Iga tsütokiini mõju rakkudele iseloomustab pleiotroopia, erinevate vahendajate toimespekter kattub ja üldiselt sõltub raku funktsionaalne lõppseisund mitmete sünergistlikult toimivate tsütokiinide mõjust. Seega on tsütokiinisüsteem universaalne, polümorfne vahendajate reguleeriv võrgustik, mis on loodud proliferatsiooni-, diferentseerumis-, apoptoosi- ja rakuliste elementide funktsionaalse aktiivsuse kontrollimiseks keha vereloome-, immuun- ja teistes homöostaatilistes süsteemides. Tsütokiinide määramise meetodid 20-aastase intensiivse uurimise jooksul on läbinud väga kiire arengu ja esindavad tänapäeval tervet teaduslike teadmiste valdkonda. Töö alguses seisavad tsütokinoloogia teadlased meetodi valiku küsimuse ees. Ja siin peab uurija täpselt teadma, millist infot on tal vaja eesmärgi saavutamiseks hankida. Praeguseks on tsütokiinisüsteemi hindamiseks välja töötatud sadu erinevaid meetodeid, mis annavad selle süsteemi kohta mitmekesist teavet. Tsütokiine saab hinnata erinevates bioloogilistes keskkondades nende spetsiifilise bioloogilise aktiivsuse järgi. Neid saab kvantifitseerida, kasutades erinevaid immunoanalüüsi meetodeid, kasutades polü- ja monoklonaalseid antikehi. Lisaks tsütokiinide sekretoorsete vormide uurimisele saab uurida nende rakusisest sisaldust ja tootmist kudedes voolutsütomeetria, Western blot analüüsi ja in situ immunohistokeemia abil. Väga olulist teavet saab tsütokiini mRNA ekspressiooni, mRNA stabiilsuse, tsütokiini mRNA isovormide olemasolu ja looduslike antisenss-nukleotiidjärjestuste uurimisel. Tsütokiini geenide alleelsete variantide uurimine võib anda olulist teavet konkreetse vahendaja geneetiliselt programmeeritud kõrge või madala tootmise kohta. Igal meetodil on oma eelised ja puudused, oma eraldusvõime ja määramise täpsus. Teadmatus ja nende nüansside mittemõistmine teadlase poolt võib viia ta valejäreldusteni.

Tsütokiinide bioloogilise aktiivsuse määramine.

Avastuse ajalugu ja esimesed sammud tsütokiinide uurimisel olid tihedalt seotud immunokompetentsete rakkude ja rakuliinide kasvatamisega. Seejärel näidati mitmete lahustuvate valgufaktorite regulatiivset toimet (bioloogilist aktiivsust) lümfotsüütide proliferatiivsele aktiivsusele, immunoglobuliinide sünteesile ja immuunvastuste kujunemisele in vitro mudelites. Üks esimesi meetodeid vahendajate bioloogilise aktiivsuse määramiseks on inimese lümfotsüütide migratsioonifaktori ja selle inhibeerimise teguri määramine. Kuna hakati uurima tsütokiinide bioloogilisi mõjusid, ilmnesid ka erinevad meetodid nende bioloogilise aktiivsuse hindamiseks. Seega määrati IL-1, hinnates hiire tümotsüütide proliferatsiooni in vitro, IL-2 - võimet stimuleerida lümfoblastide proliferatiivset aktiivsust, IL-3 - vereloomekolooniate kasvuga in vitro, IL-4 - vastavalt võimele stimuleerida lümfoblastide proliferatiivset aktiivsust. komitogeenne toime Ia valkude suurenenud ekspressiooni, IgG1 ja IgE moodustumise indutseerimise kaudu jne. Nende meetodite loetelu võib jätkata, seda ajakohastatakse pidevalt, kui avastatakse lahustuvate tegurite uusi bioloogilisi aktiivsusi. Nende peamine puudus on mittestandardsed meetodid, nende ühendamise võimatus. Tsütokiinide bioloogilise aktiivsuse määramise meetodite edasiarendamine tõi kaasa suure hulga ühe või teise tsütokiini suhtes tundlike rakuliinide või multisensitiivsete liinide loomise. Enamikku neist tsütokiinidele reageerivatest rakkudest võib nüüd leida kaubanduslikult saadavate rakuliinide loendist. Näiteks kasutatakse D10S rakuliini IL-1a ja b testimiseks, CTLL-2 rakuliini kasutatakse IL-2 ja IL-15 jaoks, CTLL-2 rakuliini kasutatakse IL-3, IL-4 jaoks. , IL-5, IL-9, IL-13, GM-CSF - rakuliin TF-1, IL-6 jaoks - rakuliin B9, IL-7 jaoks - rakuliin 2E8, TNFa ja TNFb - rakuliin L929, IFNg jaoks - rakuliin WiDr, IL-18 jaoks - rakuliin KG-1. Kuid sellisel lähenemisel immunoaktiivsete valkude uurimisele on koos tuntud eelistega, nagu küpsete ja aktiivsete valkude tegeliku bioloogilise aktiivsuse mõõtmine, kõrge reprodutseeritavus standardiseeritud tingimustes, omad puudused. Nende hulka kuuluvad ennekõike rakuliinide tundlikkus mitte ühe tsütokiini, vaid mitme seotud tsütokiini suhtes, mille bioloogilised toimed kattuvad. Lisaks ei saa välistada võimalust indutseerida sihtrakkude poolt teiste tsütokiinide tootmist, mis võivad testiparameetrit moonutada (reeglina on need proliferatsioon, tsütotoksilisus, kemotaksis). Me ei tea veel kõiki tsütokiine ja mitte kõiki nende mõjusid, seega ei hinda me mitte tsütokiini ennast, vaid kogu spetsiifilist bioloogilist aktiivsust. Seega on bioloogilise aktiivsuse hindamine erinevate vahendajate koguaktiivsusena (ebapiisav spetsiifilisus) selle meetodi üks puudusi. Lisaks ei ole tsütokiinitundlike liinide abil võimalik tuvastada aktiveerimata molekule ja nendega seotud valke. See tähendab, et sellised meetodid ei kajasta paljude tsütokiinide tegelikku tootmist. Teine oluline rakuliinide kasutamise puudus on vajadus rakukultuuri labori järele. Lisaks nõuavad palju aega kõik protseduurid rakkude kasvatamiseks ja nende inkubeerimiseks uuritud valkude ja söötmega. Samuti tuleb märkida, et rakuliinide pikaajaline kasutamine nõuab uuendamist või uuesti sertifitseerimist, kuna kultiveerimise tulemusena võivad need muteeruda ja muutuda, mis võib viia nende tundlikkuse muutumiseni vahendajate suhtes ja bioloogilise aktiivsuse määramise täpsuse vähenemiseni. See meetod sobib aga ideaalselt rekombinantsete vahendajate spetsiifilise bioloogilise aktiivsuse testimiseks.

Tsütokiinide kvantitatiivne määramine antikehade abil.

Immunokompetentsete ja teiste rakutüüpide toodetud tsütokiinid vabanevad rakkudevahelisse ruumi parakriinsete ja autokriinsete signaalide interaktsioonide jaoks. Nende valkude kontsentratsiooni järgi vereseerumis või konditsioneeritud keskkonnas saab hinnata patoloogilise protsessi olemust ja teatud rakufunktsioonide üle- või puudulikkust patsiendil. Tsütokiinide määramise meetodid spetsiifiliste antikehade abil on praegu nende valkude kõige levinumad tuvastamissüsteemid. Need meetodid läbisid terve rea modifikatsioone, kasutades erinevaid märgiseid (radioisotoop, fluorestsents, elektrokemoluminestsents, ensümaatiline jne). Kui radioisotoopide meetoditel on mitmeid puudusi, mis on seotud radioaktiivse märgise kasutamisega ja märgistatud reaktiivide kasutamise piiratud ajaga (poolväärtusaeg), siis kõige laialdasemalt kasutatakse ensüümi immuunanalüüsi meetodeid. Need põhinevad ensümaatilise reaktsiooni lahustumatute saaduste visualiseerimisel, mis neelavad teadaoleva lainepikkusega valgust koguses, mis on samaväärne analüüdi kontsentratsiooniga. Mõõdetavate ainete sidumiseks kasutatakse tahkele polümeeralusele kaetud antikehi ja visualiseerimiseks ensüümidega konjugeeritud antikehi, tavaliselt leeliselise fosfataasi või mädarõika peroksidaasiga. Meetodi eelised on ilmsed: see on kõrge määramistäpsus standardtingimustes reaktiivide säilitamiseks ja protseduuride läbiviimiseks, kvantitatiivne analüüs ja reprodutseeritavus. Puudusteks on määratud kontsentratsioonide piiratud vahemik, mille tulemusena loetakse kõik teatud läve ületavad kontsentratsioonid sellega võrdseks. Tuleb märkida, et meetodi täitmiseks kuluv aeg varieerub sõltuvalt tootja soovitustest. Kuid igal juhul räägime mitmest tunnist, mis kulub inkubeerimiseks ja reaktiivide pesemiseks. Lisaks määratakse tsütokiinide varjatud ja seotud vormid, mis oma kontsentratsioonis võivad oluliselt ületada vabu vorme, mis vastutavad peamiselt vahendaja bioloogilise aktiivsuse eest. Seetõttu on soovitav kasutada seda meetodit koos vahendaja bioloogilise aktiivsuse hindamise meetoditega. Immunoanalüüsi meetodi teine ​​modifikatsioon, mis on leidnud laialdast rakendust, on elektrokemiluminestsentsmeetod (ECL) valkude määramiseks ruteeniumi ja biotiiniga märgistatud antikehadega. Sellel meetodil on radioisotoopide ja ensüümide immunoanalüüsidega võrreldes järgmised eelised: teostamise lihtsus, lühike protseduuri aeg, pesemisprotseduuride puudumine, väike proovi maht, suur tsütokiini kontsentratsioonide vahemik seerumis ja konditsioneeritud söötmes, meetodi ja selle kõrge tundlikkus. reprodutseeritavus. Vaadeldav meetod on vastuvõetav kasutamiseks nii teadusuuringutes kui ka kliinilistes uuringutes. Järgmine meetod tsütokiinide hindamiseks bioloogilises keskkonnas põhineb voolufluoromeetria tehnoloogial. See võimaldab teil üheaegselt hinnata kuni sadat proovis olevat valku. Praegu on kaubanduslikud komplektid loodud kuni 17 tsütokiini määramiseks. Kuid selle meetodi eelised määravad ka selle puudused. Esiteks on see mitme valgu määramiseks optimaalsete tingimuste valimise töömahukus ja teiseks tsütokiinide tootmine toimub erinevatel aegadel tootmise tippudega. Seetõttu ei ole suure hulga valkude samaaegne määramine alati informatiivne. Immuunanalüüsi meetodite üldine nõue, kasutades nn. "sandwich" on antikehade paari hoolikas valik, mis võimaldab määrata kas analüüsitava valgu vaba või seotud vormi, mis seab antud meetodile piirangud ja mida tuleb saadud andmete tõlgendamisel alati arvestada. Need meetodid määravad tsütokiinide koguproduktsiooni erinevate rakkude poolt, samal ajal kui immunokompetentsete rakkude antigeenispetsiifilist tsütokiinide tootmist saab hinnata ainult esialgselt. Praeguseks on välja töötatud ELISpot (Enzyme-Liked ImmunoSpot) süsteem, mis need puudused suures osas kõrvaldab. Meetod võimaldab poolkvantitatiivselt hinnata tsütokiinide tootmist üksikute rakkude tasemel. Selle meetodi kõrge eraldusvõime võimaldab hinnata antigeeniga stimuleeritud tsütokiinide tootmist, mis on spetsiifilise immuunvastuse hindamiseks väga oluline. Järgmine, teaduslikel eesmärkidel laialdaselt kasutatav meetod on tsütokiinide rakusisene määramine voolutsütomeetria abil. Selle eelised on ilmsed. Me saame fenotüüpiliselt iseloomustada tsütokiini tootvate rakkude populatsiooni ja/või määrata üksikute rakkude poolt toodetud tsütokiinide spektrit ning seda tootmist on võimalik suhteliselt iseloomustada. Kirjeldatud meetod on aga üsna keeruline ja nõuab kalleid seadmeid. Järgmised meetodid, mida kasutatakse peamiselt teaduslikel eesmärkidel, on immunohistokeemilised meetodid, mis kasutavad märgistatud monoklonaalseid antikehi. Eelised on ilmsed – tsütokiinide tootmise määramine otse kudedes (in situ), kus toimuvad mitmesugused immunoloogilised reaktsioonid. Vaadeldavad meetodid on aga väga töömahukad ega anna täpseid kvantitatiivseid andmeid.

Tsütokiinide määramine ensüümi immuunanalüüsiga.

CJSC "Vector-Best" T.G. juhtimisel. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofejeva, M. Yu. Rukavishnikov töötab aktiivselt tsütokiinide määramise nimel. Tsütokiinid on polüpeptiidide vahendajate rühm, sageli glükosüülitud, molekulmassiga 8 kuni 80 kD. Tsütokiinid osalevad keha kaitsereaktsioonide ja selle homöostaasi moodustamises ja reguleerimises. Nad osalevad humoraalse ja rakulise immuunvastuse kõigis osades, sealhulgas immunokompetentsete eellasrakkude diferentseerumises, antigeeni esitlemises, rakkude aktiveerimises ja proliferatsioonis, adhesioonimolekulide ekspressioonis ja ägeda faasi vastuses. Mõned neist on võimelised avaldama palju bioloogilisi toimeid seoses erinevate sihtrakkudega. Tsütokiinide toime rakkudele toimub järgmistel viisidel: autokriinne - rakule, mis sünteesib ja sekreteerib seda tsütokiini; parakriin - rakkudel, mis asuvad tootjaraku lähedal, näiteks põletikukoldes või lümfoidorganis; endokriin-kaugjuhtimisega - mis tahes elundite ja kudede rakkudel pärast tsütokiini sisenemist vereringesse. Tsütokiinide tootmine ja vabanemine on tavaliselt mööduv ja rangelt reguleeritud. Tsütokiinid toimivad rakule, seondudes tsütoplasmaatilise membraani spetsiifiliste retseptoritega, põhjustades seeläbi reaktsioonide kaskaadi, mis viib mitmete nende poolt reguleeritud geenide aktiivsuse esilekutsumiseni, võimendamiseni või pärssimiseni. Tsütokiine iseloomustab funktsioneerimise kompleksne võrgulaad, mille puhul ühe neist tootmine mõjutab paljude teiste aktiivsuse teket või avaldumist. Tsütokiinid on lokaalsed vahendajad, mistõttu on soovitav mõõta nende taset vastavates kudedes pärast koevalkude ekstraheerimist vastavate elundite biopsiaproovidest või looduslikest vedelikest: uriin, pisaravedelik, igemetaskuvedelik, bronhoalveolaarne loputus, tupesekretsioon, ejakulaat, õõnsustest loputusvedelik, saadud lisateave keha immuunsüsteemi, ajusüsteemi seisundi kohta. uurides vererakkude võimet toota tsütokiine in vitro. Tsütokiinide tase plasmas peegeldab immuunsüsteemi hetkeseisu ja kaitsereaktsioonide arengut in vivo. Tsütokiinide spontaanne tootmine perifeerse vere mononukleaarsete rakkude kultuuris võimaldab hinnata vastavate rakkude seisundit. Tsütokiinide suurenenud spontaanne tootmine näitab, et rakud on juba in vivo antigeeni poolt aktiveeritud. Tsütokiinide indutseeritud tootmine võimaldab hinnata vastavate rakkude potentsiaalset võimet reageerida antigeensele stimulatsioonile. Näiteks vähenenud in vitro tsütokiinide induktsioon võib olla immuunpuudulikkuse seisundi üheks tunnuseks. Seetõttu on kogu organismi immunoreaktiivsuse ja immuunsüsteemi üksikute osade talitluse iseloomustamise seisukohalt olulised mõlemad võimalused tsütokiinide taseme uurimiseks nii ringlevas veres kui ka nende tootmisel rakukultuuridega. Kuni viimase ajani tegelesid Venemaal tsütokiinide uurimisega mõned teadlaste rühmad, kuna bioloogilised uurimismeetodid on väga töömahukad ja imporditud immunokeemilised komplektid on väga kallid. Kodumaiste ensüümi immuunanalüüsi komplektide tulekuga näitavad praktikud üles kasvavat huvi tsütokiiniprofiili uurimise vastu. Praegu seisneb tsütokiinide taseme hindamise diagnostiline tähtsus nende kontsentratsiooni suurenemise või vähenemise fakti väljaselgitamises konkreetse haigusega patsiendil. Veelgi enam, haiguse raskusastme hindamiseks ja haiguse kulgu ennustamiseks on soovitatav määrata nii põletikuvastaste kui ka põletikuvastaste tsütokiinide kontsentratsioon patoloogia dünaamikas. Näiteks tsütokiinide sisaldus perifeerses veres määratakse ägenemise ajastuse järgi, peegeldab peptilise haavandi ja muude seedetrakti haiguste patoloogilise protsessi dünaamikat. Varaseimatel ägenemise perioodidel domineerib interleukiin-1 beeta (IL-1 beeta), interleukiin-8 (IL-8) sisalduse suurenemine, seejärel interleukiin-6 (IL-6), gamma-interferooni (gamma) kontsentratsioon. -IFN) ja kasvaja nekroosifaktor suurendab -alfa (alfa-TNF). Interleukiin-12 (IL-12), gamma-IFN, alfa-TNF kontsentratsioon saavutas maksimumi haiguse kõrgpunktis, samas kui ägeda faasi markerite sisaldus lähenes sel perioodil normaalväärtustele. Ägenemise haripunktis ületas alfa-TNF tase oluliselt interleukiin-4 (IL-4) sisaldust nii vereseerumis kui ka vahetult haavandipiirkonna kahjustatud koes, misjärel hakkas see järk-järgult langema. Ägeda faasi nähtuste taandudes intensiivistusid reparatsiooniprotsessid, suurenes IL-4 kontsentratsioon. Tsütokiiniprofiili muutes saab hinnata keemiaravi tõhusust ja otstarbekust. Tsütokiinravi läbiviimisel, näiteks ravi ajal alfa-interferooniga (alfa-IFN), on vaja kontrollida nii selle sisaldust ringlevas veres kui ka alfa-IFN-i vastaste antikehade tootmist. On teada, et suure hulga nende antikehade tekkega ei lakka interferoonravi mitte ainult oma efektiivsusest, vaid võib põhjustada ka autoimmuunhaigusi. Hiljuti on välja töötatud ja praktikas kasutusele võetud uusi ravimeid, mis ühel või teisel viisil muudavad organismi tsütokiinide seisundit. Näiteks reumatoidartriidi raviks pakutakse välja alfa-TNF-i vastastel antikehadel põhinevat ravimit, mis on ette nähtud sidekoe hävitamises osaleva alfa-TNF eemaldamiseks. Kuid nii meie andmetel kui ka kirjanduse põhjal ei ole kõigil kroonilise reumatoidartriidiga patsientidel alfa-TNF taseme tõus, seetõttu võib selle patsientide rühma puhul alfa-TNF taseme langus immuunsüsteemi tasakaalustamatust veelgi süvendada. Seega hõlmab õige tsütokiiniteraapia keha tsütokiinide seisundi kontrolli ravi ajal. Põletikueelsete tsütokiinide kaitsev roll avaldub lokaalselt, põletikukoldes, kuid nende süsteemne tootmine ei too kaasa nakkusvastase immuunsuse teket ega takista bakteriaalse toksilise šoki teket, mis on mäda-septiliste tüsistustega kirurgiliste patsientide varajase suremuse põhjuseks. Kirurgiliste infektsioonide patogeneesi aluseks on tsütokiinide kaskaadi käivitamine, mis hõlmab ühelt poolt põletikueelseid ja teiselt poolt põletikuvastaseid tsütokiine. Nende kahe vastandliku rühma tasakaal määrab suuresti mäda-septiliste haiguste kulgemise ja tulemuse. Kuid nende rühmade ühe tsütokiini (näiteks alfa-TNF või IL-4) kontsentratsiooni määramine veres ei kajasta piisavalt kogu tsütokiinide tasakaalu. Seetõttu on vajalik mitme vahendaja (vähemalt 2-3 vastandliku alarühma) taseme ühekordne hindamine. CJSC "Vector-Best" on välja töötanud ja kaubanduslikult toodetud reaktiivide komplektid järgmiste kvantitatiivseks määramiseks: kasvaja nekroosifaktor-alfa (tundlikkus - 2 pg/ml, 0-250 pg/ml); gamma-interferoon (tundlikkus - 5 pg / ml, 0-2000 pg / ml); interleukiin-4 (tundlikkus - 2 pg / ml, 0-400 pg / ml); interleukiin-8 (tundlikkus - 2 pg / ml, 0-250 pg / ml); interleukiin-1 retseptori antagonist (IL-1RA) (tundlikkus - 20 pg / ml, 0-2500 pg / ml); alfa-interferoon (tundlikkus - 10 pg / ml, 0-1000 pg / ml); autoimmuunsed antikehad alfa-interferoonile (tundlikkus - 2 ng / ml, 0-500 ng / ml). Kõik komplektid on mõeldud nende tsütokiinide kontsentratsiooni määramiseks inimese bioloogilistes vedelikes ja kultuuri supernatantides, kui uuritakse inimese rakukultuuride võimet toota tsütokiine in vitro. Analüüsi põhimõte on tahkefaasilise kolmeastmelise (inkubatsiooniaeg - 4 tundi) või kaheetapilise (inkubatsiooniaeg - 3,5 tundi) ensüümi immuunanalüüsi "võileiva" versioon plaatidel. Analüüs nõuab 100 µl kehavedelikku või kultuuri supernatanti süvendi kohta. Tulemuste arvestamine – spektrofotomeetriliselt lainepikkusel 450 nm. Kõigis komplektides on kromogeeniks tetrametüülbensidiin. Meie komplektide säilivusaega on pikendatud 18 kuuni alates väljaandmise kuupäevast ja 1 kuuni pärast kasutamise algust. Kirjanduse andmete analüüs näitas, et tervete inimeste vereplasma tsütokiinide sisaldus sõltub nii nende määramiseks kasutatavatest komplektidest kui ka nende inimeste elupiirkonnast. Seetõttu analüüsisime meie piirkonna elanike normaalsete tsütokiinide kontsentratsioonide määramiseks juhuslikke plasmaproove (80 kuni 400 proovi) praktiliselt tervetelt veredoonoritelt, erinevate sotsiaalsete rühmade esindajatelt vanuses 18–60 aastat, ilma raske somaatilise patoloogia kliiniliste ilminguteta ja HBsAg, B-hepatiidi viiruse ja HIV antikehade puudumine.

Kasvaja nekroosifaktor-alfa.

TNF-alfa on pleiotroopne põletikueelne tsütokiin, mis koosneb kahest piklikust b-ahelast molekulmassiga 17 kDa ning täidab immuunvastuse ja põletiku reguleerivaid ja efektorfunktsioone. Peamised alfa-TNF tootjad on monotsüüdid ja makrofaagid. Seda tsütokiini eritavad ka lümfotsüüdid ja vere granulotsüüdid, looduslikud tapjad, T-lümfotsüütide rakuliinid. Alfa-TNF-i peamised indutseerijad on viirused, mikroorganismid ja nende ainevahetusproduktid, sealhulgas bakteriaalne lipopolüsahhariid. Lisaks võivad indutseerijate rolli mängida ka mõned tsütokiinid, nagu IL-1, IL-2, granulotsüütide-makrofaagide kolooniaid stimuleeriv faktor, alfa- ja beeta-IFN. Alfa-TNF bioloogilise aktiivsuse põhisuunad: avaldab selektiivset tsütotoksilisust teatud kasvajarakkude suhtes; aktiveerib granulotsüüte, makrofaage, endoteelirakke, hepatotsüüte (ägeda faasi valkude tootmine), osteoklaste ja kondrotsüüte (luu- ja kõhrekoe resorptsioon), teiste põletikueelsete tsütokiinide sünteesi; stimuleerib: neutrofiilide, fibroblastide, endoteelirakkude (angiogenees), hematopoeetiliste rakkude, T- ja B-lümfotsüütide proliferatsiooni ja diferentseerumist; suurendab neutrofiilide voolu luuüdist verre; omab kasvaja- ja viirusevastast toimet in vivo ja in vitro; osaleb mitte ainult kaitsereaktsioonides, vaid ka põletikuga kaasnevate hävitamise ja parandamise protsessides; toimib ühe kudede hävitamise vahendajana, mis on levinud pikaajalise kroonilise põletiku korral.

Riis. 1. Alfa-TNF taseme jaotus

tervete doonorite plasmas.

Posttraumaatilise seisundi, kopsufunktsiooni häirete, raseduse normaalse kulgemise, onkoloogiliste haiguste ja bronhiaalastma korral täheldatakse vereseerumis alfa-TNF taseme tõusu. Viirusliku C-hepatiidi kroonilise vormi ägenemise ajal täheldatakse normaalsest 5–10 korda kõrgemat alfa-TNF taset. Seedetrakti haiguste ägenemise perioodil ületab alfa-TNF kontsentratsioon seerumis normi võrra keskmiselt 10 korda ja mõnel patsiendil 75–80 korda. Alfa-TNF kõrge kontsentratsioon on leitud hulgiskleroosi ja tserebrospinaalse meningiidiga patsientide tserebrospinaalvedelikus ning reumatoidartriidiga patsientidel sünoviaalvedelikus. See viitab alfa-TNF osalemisele mitmete autoimmuunhaiguste patogeneesis. Alfa-TNF tuvastamise sagedus vereseerumis isegi raske põletiku korral ei ületa 50%, indutseeritud ja spontaanse tootmise korral - kuni 100%. Alfa-TNF kontsentratsioonide vahemik oli 0–6 pg/ml, keskmine 1,5 pg/ml (joonis 1).

Gamma interferoon.

Riis. 2. Gamma-INF taseme jaotus

tervete doonorite plasmas.

Interleukiin-4

IL-4 on glükoproteiin molekulmassiga 18–20 kD, loomulik põletiku inhibiitor. Koos gamma-IFN-iga on IL-4 võtmetähtsusega tsütokiin, mida toodavad T-rakud (peamiselt TH-2 lümfotsüüdid). See toetab TH-1/TH-2 tasakaalu. IL-4 bioloogilise aktiivsuse põhisuunad: suurendab eosinofiiliat, nuumrakkude akumulatsiooni, IgG4 sekretsiooni, TH-2 rakkude poolt vahendatud humoraalset immuunvastust; omab kohalikku kasvajavastast toimet, stimuleerides tsütotoksiliste T-lümfotsüütide populatsiooni ja tuumori infiltratsiooni eosinofiilide poolt; inhibeerib põletikuliste tsütokiinide (alfa-TNF, IL-1, IL-8) ja prostaglandiinide vabanemist aktiveeritud monotsüütidest, tsütokiinide tootmist TH-1 lümfotsüütide poolt (IL-2, gamma-IFN jne).

Riis. 3. IL-4 taseme jaotus plasmas

terved doonorid.

IL-4 kõrgenenud taset nii seerumis kui ka stimuleeritud lümfotsüütides võib täheldada allergiliste haiguste korral (eriti ägenemise ajal), nagu bronhiaalastma, allergiline riniit, heinapalavik, atoopiline dermatiit ja seedetrakti haigused. IL-4 tase on märkimisväärselt suurenenud ka kroonilise C-hepatiidi (CHC) patsientidel. CHC ägenemise perioodidel suureneb selle kogus peaaegu 3 korda võrreldes normiga ja CHC remissiooni ajal väheneb IL-4 tase, eriti rekombinantse IL-2 ravi taustal. IL-4 kontsentratsioonide vahemik oli 0–162 pg/ml, keskmine 6,9 ​​pg/ml, normaalvahemik 0–20 pg/ml (joonis 3).

Interleukiin-8

IL-8 viitab kemokiinidele, on valk molekulmassiga 8 kD. IL-8 toodavad mononukleaarsed fagotsüüdid, polümorfonukleaarsed leukotsüüdid, endoteelirakud ja muud rakutüübid vastusena mitmesugustele stiimulitele, sealhulgas bakteritele ja viirustele ning nende ainevahetusproduktidele, sealhulgas põletikueelsetele tsütokiinidele (nt IL-1, TNF-alfa). Interleukiin-8 peamine roll on suurendada leukotsüütide kemotaksist. See mängib olulist rolli nii ägeda kui ka kroonilise põletiku korral. Bakteriaalsete infektsioonide, krooniliste kopsuhaiguste ja seedetrakti haigustega patsientidel täheldatakse IL-8 kõrgenenud taset. Sepsisega patsientidel suureneb IL-8 tase plasmas ja selle kõrge kontsentratsioon korreleerub suurenenud suremusega. IL-8 sisalduse mõõtmise tulemusi saab kasutada ravikuuri jälgimiseks ja haiguse tagajärgede ennustamiseks. Seega leiti IL-8 suurenenud sisaldus pisaravedelikus kõigil patsientidel, kellel oli soodne sarvkesta haavandite kulg. Kõigil sarvkesta haavandi keerulise kuluga patsientidel oli IL-8 kontsentratsioon 8 korda kõrgem kui haiguse soodsa kulgemisega patsientidel. Seega võib põletikueelsete tsütokiinide (eriti IL-8) sisaldust sarvkesta haavandi pisaravedelikus kasutada selle haiguse kulgemise prognostilise kriteeriumina.

Riis. 4. IL-8 taseme jaotus in

tervete doonorite plasma (Novosibirsk).

Meie ja kirjanduse andmetel on IL-8 tervete inimeste vereseerumis äärmiselt haruldane; IL-8 spontaanset tootmist vere mononukleaarsete rakkude poolt täheldatakse 62% -l ja indutseeritud - 100% tervetest doonoritest. IL-8 kontsentratsioonivahemik oli 0–34 pg/ml, keskmine 2 pg/ml, normaalvahemik 0–10 pg/ml (joonis 4).

Riis. 5. IL-8 taseme jaotus plasmas

terved doonorid (Rubtsovsk).

Interleukiin-1 retseptori antagonist.

IL-1RA kuulub tsütokiinide hulka ja on oligopeptiid molekulmassiga 18–22 kD. IL-1RA on IL-1 endogeenne inhibiitor, mida toodavad makrofaagid, monotsüütide, neutrofiilid, fibroblastid ja epiteelirakud. IL-1RA inhibeerib interleukiinide IL-1alfa ja IL-1beeta bioloogilist aktiivsust, konkureerides nendega rakuretseptoriga seondumise pärast.

Riis. 6. IL-1RA taseme jaotus

tervete doonorite plasmas

IL-1RA tootmist stimuleerivad paljud tsütokiinid, viirusproduktid ja ägeda faasi valgud. IL-1RA võib aktiivselt ekspresseerida põletikukolletes paljude krooniliste haiguste korral: reumatoid- ja juveniilne krooniline artriit, süsteemne erütematoosluupus, isheemilised ajukahjustused, põletikuline soolehaigus, bronhiaalastma, püelonefriit, psoriaas jt. Sepsise korral täheldatakse IL-1RA suurimat tõusu - mõnel juhul kuni 55 ng / ml ja leiti, et IL-1RA kõrgenenud kontsentratsioonid korreleeruvad soodsa prognoosiga. IL-1RA kõrget taset täheldatakse kõrge rasvumusega naistel ja see tase väheneb märgatavalt 6 kuu jooksul pärast rasvaimu. IL-1RA kontsentratsioonivahemik oli 0–3070 pg/ml, keskmine oli 316 pg/ml. Normaalne vahemik on 50–1000 pg/mL (joonis 6).

Alfa interferoon.

Alfa-IFN on monomeerne glükosüülimata valk molekulmassiga 18 kDa, mida sünteesivad peamiselt leukotsüüdid (B-lümfotsüüdid, monotsüüdid). Seda tsütokiini võivad vastusena sobivale stimulatsioonile toota ka praktiliselt iga rakutüüp; rakusisesed viirusinfektsioonid võivad olla võimsad alfa-IFN sünteesi stimulaatorid. Alfa-IFN indutseerijate hulka kuuluvad: viirused ja nende tooted, mille hulgas on juhtival kohal viiruse replikatsiooni käigus tekkiv kaheahelaline RNA, samuti bakterid, mükoplasmad ja algloomad, tsütokiinid ja kasvufaktorid (nagu IL-1, IL-2, alfa-TNF, kolooniaid stimuleerivad faktorid jne). Keha mittespetsiifilise antibakteriaalse immuunvastuse esialgne kaitsereaktsioon hõlmab alfa- ja beeta-IFN indutseerimist. Sel juhul toodavad seda antigeeni esitlevad rakud (makrofaagid), mis on bakterid kinni püüdnud. Interferoonid (sealhulgas alfa-IFN) mängivad olulist rolli viirusevastase immuunvastuse mittespetsiifilises osas. Need suurendavad viirusevastast resistentsust, indutseerides rakkudes ensüümide sünteesi, mis pärsivad viiruste nukleiinhapete ja valkude moodustumist. Lisaks on neil immunomoduleeriv toime, need suurendavad peamise histo-sobivuse kompleksi antigeenide ekspressiooni rakkudes. Alfa-IFN sisalduse muutus leiti viirusliku etioloogiaga hepatiidi ja maksatsirroosi korral. Viirusnakkuste ägenemise ajal suureneb selle tsütokiini kontsentratsioon enamikul patsientidest märkimisväärselt ja taastumise perioodil langeb see normaalsele tasemele. On näidatud seost seerumi alfa-IFN taseme ning gripiinfektsiooni raskuse ja kestuse vahel.

Riis. 7. Alfa-INF taseme jaotus

tervete doonorite plasmas.

Enamiku autoimmuunhaiguste, nagu polüartriit, reumatoidartriit, spondüloos, psoriaatiline artriit, rheumaatiline polümüalgia ja sklerodermia, süsteemne erütematoosluupus ja süsteemne vaskuliit põdevate patsientide seerumis on täheldatud alfa-IFN kontsentratsiooni tõusu. Selle interferooni kõrget taset täheldatakse ka mõnel patsiendil peptilise haavandi ja sapikivitõve ägenemise ajal. Alfa-IFN kontsentratsioonide vahemik oli 0–93 pg/ml, keskmine 20 pg/ml. Normaalne vahemik on kuni 45 pg/ml (joonis 7).

Alfa-IFN-i vastased antikehad.

Alfa-IFN-i vastaseid antikehi saab tuvastada somaatilise erütematoosluupusega patsientide seerumis. Alfa-IFN-i vastaste antikehade spontaanset indutseerimist täheldatakse ka erinevate vähivormidega patsientide seerumis. Mõnel juhul leiti alfa-IFN-i vastaseid antikehi HIV-nakkusega patsientide seerumis, samuti ägedas faasis meningiidiga patsientide tserebrospinaalvedelikus ja seerumis, kroonilise polüartriidiga patsientide seerumis.

Riis. 8. Alfa-IFN-i vastaste antikehade taseme jaotus

tervete doonorite plasmas.

Alfa-IFN on üks tõhusamaid viiruse- ja kasvajavastaseid terapeutilisi ravimeid, kuid selle pikaajaline kasutamine võib viia spetsiifiliste alfa-IFN-i vastaste antikehade tekkeni. See vähendab ravi efektiivsust ja mõnel juhul põhjustab erinevaid kõrvalmõjusid: gripilaadsest autoimmuunhaiguste tekkeni. Seda silmas pidades on INF-ravi ajal oluline kontrollida alfa-IFN-i vastaste antikehade taset patsiendi kehas. Nende moodustumine sõltub ravis kasutatava ravimi tüübist, ravi kestusest ja haiguse tüübist. Alfa-IFN-i vastaste antikehade kontsentratsioonide vahemik oli 0–126 ng/ml, keskmine 6,2 ng/ml. Normaalne vahemik on kuni 15 ng/mL (joonis 8). Tsütokiinide taseme hindamine CJSC "Vector-Best" poolt kaubanduslikult toodetud reaktiivide komplektide abil võimaldab uut lähenemist organismi immuunsüsteemi seisundi uurimisele kliinilises praktikas.

Tsütokiinidel põhinevad immunotroopsed ravimid.

Huvitav töö. S. Simbirtseva, Venemaa Tervishoiuministeeriumi ülipuhaste biopreparaatide riiklik uurimisinstituut, Peterburi). Tsütokiinid saab eraldada uude sõltumatusse keha põhifunktsioonide reguleerimise süsteemi, mis eksisteerib koos närvi- ja endokriinse regulatsiooniga ning on seotud peamiselt homöostaasi säilitamisega patogeenide sissetoomise ja kudede terviklikkuse rikkumise ajal. Selle uue reguleerivate molekulide klassi lõi loodus miljonite aastate pikkuse evolutsiooni käigus ja sellel on piiramatu potentsiaal ravimitena kasutamiseks. Immuunsüsteemis vahendavad tsütokiinid seost mittespetsiifiliste kaitsereaktsioonide ja spetsiifilise immuunsuse vahel, toimides mõlemas suunas. Keha tasandil suhtlevad tsütokiinid immuun-, närvi-, endokriin-, vereloome- ja muude süsteemide vahel ning aitavad neid kaasata kaitsereaktsioonide korraldamisse ja reguleerimisse. Tsütokiinide intensiivset uurimist on alati ajendanud paljutõotav väljavaade nende kliiniliseks kasutamiseks laialt levinud haiguste, sealhulgas vähi, nakkus- ja immuunpuudulikkuse haiguste ravis. Venemaal on registreeritud mitmeid tsütokiinipreparaate, sealhulgas interferoonid, kolooniaid stimuleerivad tegurid, interleukiinid ja nende antagonistid, tuumori nekroosifaktor. Kõik tsütokiinipreparaadid võib jagada looduslikeks ja rekombinantseteks. Looduslikud on erineva puhastusastmega preparaadid, mis on saadud stimuleeritud eukarüootsete rakkude, peamiselt inimrakkude söötmest. Peamised puudused on madal puhastusaste, standardimise võimatus komponentide suure arvu tõttu ja verekomponentide kasutamine tootmises. Ilmselt on tsütokiiniteraapia tulevik seotud biotehnoloogia uusimate edusammude abil saadud geneetiliselt muundatud ravimitega. Viimase kahe aastakümne jooksul on enamiku tsütokiinide geene kloonitud ja saadud rekombinantseid analooge, mis kordavad täielikult looduslike molekulide bioloogilisi omadusi. Kliinilises praktikas on tsütokiinidel kolm peamist kasutusvaldkonda:

1) tsütokiiniteraapia organismi kaitsereaktsioonide aktiveerimiseks, immunomodulatsiooniks või endogeensete tsütokiinide puuduse kompenseerimiseks;

2) antitsütokiinide immunosupressiivne ravi, mille eesmärk on tsütokiinide ja nende retseptorite bioloogilise toime blokeerimine;

3) tsütokiini geeniteraapia kasvajavastase immuunsuse tugevdamiseks või tsütokiinisüsteemi geneetiliste defektide korrigeerimiseks.

Kliinikus võib süsteemseks ja lokaalseks kasutamiseks kasutada mitmeid tsütokiine. Süsteemne manustamine õigustab end juhtudel, kui immuunsuse tõhusamaks aktiveerimiseks on vaja tagada tsütokiinide toime mitmes elundis või aktiveerida erinevates kehaosades paiknevad sihtrakud. Muudel juhtudel on paiksel manustamisel mitmeid eeliseid, kuna see võimaldab saavutada toimeaine kõrge lokaalse kontsentratsiooni, sihitud sihtorganit ja vältida soovimatuid süsteemseid ilminguid. Praegu peetakse tsütokiine üheks kõige lootustandvamaks ravimiks kliinilises praktikas.

Järeldus.

Seega ei ole praegu kahtlust, et tsütokiinid on immunopatogeneesi kõige olulisemad tegurid. Tsütokiinide taseme uurimine võimaldab saada teavet erinevat tüüpi immunokompetentsete rakkude funktsionaalse aktiivsuse, I ja II tüüpi T-abistaja aktivatsiooniprotsesside suhte kohta, mis on väga oluline mitmete nakkuslike ja immunopatoloogiliste protsesside diferentsiaaldiagnostikas. Tsütokiinid on spetsiifilised valgud, millega immuunsüsteemi rakud saavad omavahel infot vahetada ja suhelda. Tänaseks on avastatud üle saja erineva tsütokiini, mis tinglikult jagunevad põletikueelseteks (põletikku provotseerivateks) ja põletikuvastasteks (põletikku ennetavateks). Niisiis jagunevad tsütokiinide mitmekesised bioloogilised funktsioonid kolme rühma: nad kontrollivad immuunsüsteemi arengut ja homöostaasi, kontrollivad vererakkude kasvu ja diferentseerumist (vereloomesüsteem) ning osalevad keha mittespetsiifilistes kaitsereaktsioonides, mis mõjutavad põletikku, vere hüübimist, vererõhku.

Kasutatud kirjanduse loetelu.

S.V. Belmer, A.S. Simbirtsev, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mihhailov. /Vene Riiklik Meditsiiniülikool, Riiklik Koloproktoloogia Uurimiskeskus, Moskva ja Riiklik Väga puhaste bioloogiliste toodete uurimisinstituut, Peterburi.

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

T.G. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofejeva, M. Yu. Rukavishnikov, materjalid firmalt ZAO Vector-Best.

A.S.Simbirtsev, Venemaa Tervishoiuministeeriumi ülipuhaste biopreparaatide riiklik uurimisinstituut, Peterburi.

Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S. Riiklik Väga puhaste biopreparaatide uurimisinstituut, Peterburi.

T. A. Šumatova, V. B. Šumatov, E. V. Markelova, L. G. Sukhoteplaya. Vladivostoki Riikliku Meditsiiniülikooli anestesioloogia ja intensiivravi osakond.

Töös kasutati materjale saidilt http://humbio.ru/humbio/spid/000402c2.htm

teatud nakkushaiguste patogeenid. Niisiis, norsulfasool...

1. Viirusevastase immuunsuse molekulaarsed ja rakulised mehhanismid, arengumustrid ja immunopatoloogia

   Abstraktne >> Meditsiin, tervis

   ... "sait" viitab konkreetsele saidile teatud polüpeptiid (antigeen), millega ... selle varases staadiumis. Tsütokiinid ja kemokiinid. muud tsütokiinid, lisaks interferoonidele, ... nende poolt ajaühikus toodetud tsütokiinid määrab vohamise intensiivsuse ja...

2. Luuüdi fibroosi põhjuste uurimine müeloproliferatiivsete haiguste korral, analüüsides trombotsüütide faktorite mõju mesenhümaalsetele tüvirakkudele

   Kodutöö >> Meditsiin, tervis

   Erinevad kontsentratsioonid; - kvantitatiivne määratlus valk katsesüsteemides, ... viivad pikaajalise toimeni tsütokiin, mis suurendab fibroosi protsessi ... trombotsüüdid. Samuti suurem sisu tsütokiin leitud uriinist...

3. Tuberkuloosi patogenees inimestel

   Abstraktne >> Meditsiin, tervis

   Kuid võimalik on ka toitumine. teatud mängib rolli aerogeenses infektsioonis ... mängib, erituvad makrofaagide ja monotsüütide poolt tsütokiin- kasvaja nekroosifaktor (TNFα). ... ioonid, igas rakus on teatud transpordisüsteem...