Tässä luvussa tarkastellaan integroitua lähestymistapaa sytokiinijärjestelmän arvioimiseen käyttämällä aiemmin kuvattuja nykyaikaisia tutkimusmenetelmiä.

Ensin hahmotellaan sytokiinijärjestelmän peruskäsitteet.

Sytokiineja pidetään tällä hetkellä proteiini-peptidimolekyyleinä, joita kehon eri solut tuottavat ja jotka suorittavat solujen ja järjestelmien välisiä vuorovaikutuksia. Sytokiinit ovat yleisiä solujen elinkaaren säätelijöitä, jotka säätelevät viimeksi mainitun erilaistumis-, proliferaatio-, toiminnallista aktivaatiota ja apoptoosia.

Immuunijärjestelmän solujen tuottamia sytokiineja kutsutaan immunosytokiineiksi; ne ovat liukoisten peptidivälittäjien luokka immuunijärjestelmä, välttämätön sen kehittymiselle, toiminnalle ja vuorovaikutukselle muiden kehon järjestelmien kanssa (Kovalchuk L.V. et al., 1999).

Säätelymolekyyleinä sytokiinit ovat tärkeässä roolissa synnynnäisen ja adaptiivisen immuniteetin reaktioiden toteuttamisessa, varmistavat niiden vuorovaikutuksen, kontrolloivat hematopoieesia, tulehdusta, haavan paranemista ja uusien muodostumista. verisuonet(angiogeneesi) ja monet muut tärkeät prosessit.

Tällä hetkellä niitä on useita erilaisia luokituksia sytokiinit, ottaen huomioon niiden rakenne, toiminnallinen aktiivisuus, alkuperä ja sytokiinireseptorien tyyppi. Perinteisesti niiden biologisten vaikutusten mukaisesti on tapana erottaa seuraavat sytokiiniryhmät.

1. Interleukiinit(IL-1-IL-33) - immuunijärjestelmän eritystä säätelevät proteiinit, jotka tarjoavat välittäjävuorovaikutuksia immuunijärjestelmässä ja sen yhteyden muihin kehon järjestelmiin. Interleukiinit jaetaan toiminnallisen aktiivisuutensa mukaan pro- ja anti-inflammatorisiin sytokiineihin, lymfosyyttien kasvutekijöihin, säätelysytokiineihin jne.

3. Tuumorinekroositekijät (TNF)- sytokiinit, joilla on sytotoksisia ja sääteleviä vaikutuksia: TNFa ja lymfotoksiinit (LT).

4. Hematopoieettisten solujen kasvutekijät- kantasolujen kasvutekijä (Kit - ligandi), IL-3, IL-7, IL-11, erytropoietiini, trobopoietiini, granulosyytti-makrofagipesäkkeitä stimuloiva tekijä - GM-CSF, granulosyytti-CSF - G-CSF, makrofagi-

ny CSF - M-CSF).

5. Kemokiinit- C, CC, CXC (IL-8), CX3C - eri solutyyppien kemotaksisen säätelijät.

6. Ei-lymfoidisten solujen kasvutekijät- eri kudosten solujen kasvun, erilaistumisen ja toiminnallisen aktiivisuuden säätelijät (fibroblastikasvutekijä - FGF, endoteelisolujen kasvutekijä, epidermaalinen kasvutekijä - orvaskeden EGF) ja transformoivat kasvutekijät (TGFβ, TGFα).

Viime vuosina on muun muassa tutkittu aktiivisesti makrofagien migraatiota estävää tekijää (migraatiota estävä tekijä - MIF), jota pidetään sytokiini- ja entsyymiaktiivisena neurohormonina (Suslov A.P., 2003; Kovalchuk L.V. et al. ,

Sytokiinit eroavat rakenteesta, biologisesta aktiivisuudesta ja muista ominaisuuksista. Erojen ohella sytokiineilla on kuitenkin yleiset ominaisuudet, ominaista tälle biosäätelymolekyylien luokalle.

1. Sytokiinit ovat yleensä glykosyloituja polypeptidejä, joiden molekyylipaino on keskimääräinen (alle 30 kD).

2. Immuunijärjestelmän solut ja muut solut (esim. endoteeli, fibroblastit jne.) tuottavat sytokiineja vasteena aktivoivalle ärsykkeelle (patogeeneihin liittyvät molekyylirakenteet, antigeenit, sytokiinit jne.) ja ne osallistuvat reaktioihin luontaisen ja adaptiivisen immuniteetin säätelemällä niiden voimaa ja kestoa. Jotkut sytokiinit syntetisoidaan konstitutiivisesti.

3. Sytokiinien eritys on lyhyt prosessi. Sytokiineja ei varastoida ennalta muodostetuina molekyyleinä, vaan niiden

synteesi alkaa aina geenin transkriptiosta. Solut tuottavat sytokiineja pieninä pitoisuuksina (pikogrammia millilitrassa).

4. Useimmissa tapauksissa sytokiinejä tuotetaan ja ne vaikuttavat lähellä sijaitseviin kohdesoluihin (lyhyen kantaman toiminta). Sytokiinien pääasiallinen vaikutuspaikka on solujen välinen synapsi.

5. Redundanssi Sytokiinijärjestelmä ilmenee siinä, että jokainen solutyyppi kykenee tuottamaan useita sytokiinejä ja eri solut voivat erittää jokaista sytokiinia.

6. Kaikille sytokiineille on tunnusomaista pleiotropia, tai toiminnan monikäyttöisyys. Siten tulehduksen merkkien ilmeneminen johtuu IL-1:n, TNFa:n, IL-6:n, IL-8:n vaikutuksesta. Toimintojen päällekkäisyys varmistaa sytokiinijärjestelmän luotettavan toiminnan.

7. Sytokiinien vaikutusta kohdesoluihin välittävät erittäin spesifiset, suuren affiniteetin kalvoreseptorit, jotka ovat transmembraanisia glykoproteiineja, jotka koostuvat yleensä useammasta kuin yhdestä alayksiköstä. Reseptorien solunulkoinen osa on vastuussa sytokiinien sitoutumisesta. On reseptoreita, jotka poistavat ylimääräiset sytokiinit patologisesta fokuksesta. Nämä ovat niin kutsuttuja houkutusreseptoreita. Liukoiset reseptorit ovat kalvoreseptorin solunulkoinen domeeni, jonka entsyymi erottaa. Liukoiset reseptorit pystyvät neutraloimaan sytokiineja, osallistumaan niiden kuljettamiseen tulehduskohtaan ja niiden poistoon kehosta.

8. Sytokiinit toimivat verkkoperiaatteella. He voivat toimia yhdessä. Monet toiminnot, jotka alun perin katsottiin yhdelle sytokiinille, näyttävät johtuvan useiden sytokiinien koordinoidusta toiminnasta. (synergia Toiminnot). Esimerkkejä sytokiinien synergistisesta vuorovaikutuksesta ovat tulehdusreaktioiden stimulaatio (IL-1, IL-6 ja TNFa) sekä IgE:n synteesi.

(IL-4, IL-5 ja IL-13).

Jotkut sytokiinit indusoivat muiden sytokiinien synteesiä (ryöpytä). Sytokiinien peräkkäinen toiminta on välttämätöntä tulehdus- ja immuunireaktioiden kehittymiselle. Joidenkin sytokiinien kyky tehostaa tai heikentää muiden sytokiinien tuotantoa määrittää tärkeitä positiivisia ja negatiivisia säätelymekanismeja.

Sytokiinien antagonistinen vaikutus tunnetaan, esimerkiksi IL-6:n tuotanto vasteena TNFa-pitoisuuden nousulle voi olla

negatiivinen säätelymekanismi tämän välittäjän tuotannon säätelemiseksi tulehduksen aikana.

Kohdesolutoimintojen sytokiinisäätely suoritetaan käyttämällä autokriinisiä, parakriinisiä tai endokriinisiä mekanismeja. Jotkut sytokiinit (IL-1, IL-6, TNFa jne.) pystyvät osallistumaan kaikkien näiden mekanismien toteuttamiseen.

Solun vaste sytokiinin vaikutukselle riippuu useista tekijöistä:

Solutyypistä ja niiden alkuperäisestä toiminnallisesta aktiivisuudesta;

Sytokiinin paikallisesta pitoisuudesta;

Muiden välittäjämolekyylien läsnäolosta.

Siten tuottajasolut, sytokiinit ja niiden spesifiset reseptorit kohdesoluissa muodostavat yhden välittäjäverkoston. Se on joukko sääteleviä peptidejä, eivät yksittäiset sytokiinit, jotka määräävät solun lopullisen vasteen. Tällä hetkellä sytokiinijärjestelmää pidetään yleisenä säätelyjärjestelmänä koko organismin tasolla, mikä varmistaa suojaavien reaktioiden kehittymisen (esimerkiksi infektion aikana).

Viime vuosina on syntynyt ajatus sytokiinijärjestelmästä, joka yhdistää:

1) tuottajasolut;

2) liukoiset sytokiinit ja niiden antagonistit;

3) kohdesolut ja niiden reseptorit (kuva 7.1).

Häiriöt sytokiinijärjestelmän eri osissa johtavat useiden sytokiinien kehittymiseen patologiset prosessit, ja siksi tämän sääntelyjärjestelmän vikojen tunnistaminen on tärkeää oikean diagnoosin ja riittävän hoidon määräämisen kannalta.

Ensin tarkastellaan sytokiinijärjestelmän pääkomponentteja.

Sytokiinia tuottavat solut

I. Pääasiallinen sytokiinia tuottavien solujen ryhmä adaptiivisessa immuunivasteessa ovat lymfosyytit. Leposolut eivät eritä sytokiinejä. Antigeenin tunnistamisen ja reseptorivuorovaikutusten (CD28-CD80/86 T-lymfosyyteille ja CD40-CD40L B-lymfosyyteille) osallistuessa tapahtuu soluaktivaatio, joka johtaa sytokiinigeenien transkriptioon, translaatioon ja glykosyloituneiden peptidien erittymiseen solujen väliseen tilaan.

Riisi. 7.1. Sytokiinijärjestelmä

CD4 T-auttajasoluja edustavat alapopulaatiot: Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh, jotka eroavat toisistaan erittyneiden sytokiinien kirjossa vasteena erilaisille antigeeneille.

Th0 tuottaa laajan valikoiman sytokiinejä hyvin pieninä pitoisuuksina.

Erilaistumisen suunta Th0 määrittää kahden immuunivasteen muodon kehittymisen, joissa vallitsevat humoraaliset tai solumekanismit.

Antigeenin luonne, sen pitoisuus, sijainti solussa, antigeeniä esittelevien solujen tyyppi ja tietty sytokiinisarja säätelevät Th0-erilaistumisen suuntaa.

Dendriittisolut antavat antigeenin sisäänoton ja prosessoinnin jälkeen antigeenisiä peptidejä Th0-soluille ja tuottavat sytokiinejä, jotka säätelevät niiden erilaistumisen suuntaa efektorisoluiksi. Yksittäisten sytokiinien rooli tässä prosessissa on esitetty kuvassa. 7.2. IL-12 indusoi IFNy:n synteesiä T-lymfosyyttien ja hGC:n toimesta. IFN varmistaa Th1:n erilaistumisen, joka alkaa erittää sytokiinejä (IL-2, IFN, IL-3, TNFa, lymfotoksiinit), jotka säätelevät reaktioiden kehittymistä solunsisäisiin patogeeneihin

(viivästynyt yliherkkyys (DTH) ja erilaiset solun sytotoksisuustyypit).

IL-4 varmistaa Th0:n erilaistumisen Th2:ksi. Aktivoitu Th2 tuottaa sytokiinejä (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 jne.), jotka määräävät B-lymfosyyttien lisääntymisen, niiden edelleen erilaistumisen plasmasoluiksi ja vasta-ainereaktioiden kehittymisen, pääasiassa solunulkoisia patogeenejä vastaan. .

IFN säätelee negatiivisesti Th2-solujen toimintaa ja päinvastoin Th2:n erittämä IL-4, IL-10 inhiboi Th1:n toimintaa (kuvio 7.3). Molekyylimekanismi tämä säätely liittyy transkriptiotekijöihin. IFNu:n määräämä T-betin ja STAT4:n ilmentyminen ohjaa T-solujen erilaistumista Th1-reittiä pitkin ja tukahduttaa Th2:n kehittymisen. IL-4 indusoi GATA-3:n ja STAT6:n ilmentymistä, mikä siten varmistaa naiivien Th0:n muuntumisen Th2-soluiksi (kuvio 7.2).

Viime vuosina on kuvattu erityinen auttaja-T-solujen (Th17) alapopulaatio, joka tuottaa IL-17:ää. IL-17-perheen jäseniä voidaan ilmentää aktivoidut solut muisti (CD4CD45RO), y5T-solut, NKT-solut, neutrofiilit, monosyytit IL-23:n, IL-6:n, makrofagien ja dendriittisolujen tuottaman TGFp:n vaikutuksen alaisena. Pääasiallinen erilaistumistekijä ihmisillä on ROR-C, hiirillä se on ROR-y l IL-17:n keskeinen rooli kroonisen tulehduksen ja autoimmuunipatologian kehittymisessä on osoitettu (katso kuva 7.2).

Lisäksi T-solut kateenkorvassa voivat erilaistua luonnollisiksi säätelysoluiksi (Tregs), jotka ilmentävät CD4 + CD25 + -pintamarkkereita ja transkriptiotekijää FOXP3. Nämä solut pystyvät tukahduttamaan Th1- ja Th2-solujen välittämän immuunivasteen suoran solujen välisen kontaktin ja TGFp- ja IL-10-synteesin kautta.

Th0-kloonien ja niiden erittämien sytokiinien erilaistumiskaaviot on esitetty kuvassa. 7.2 ja 7.3 (katso myös väriliite).

T-sytotoksiset solut (CD8+), luonnolliset tappajasolut, ovat heikkoja sytokiinien, kuten interferonien, TNF-a:n ja lymfotoksiinien, tuottajia.

Yhden Th-alapopulaatioiden liiallinen aktivaatio voi määrittää yhden immuunivasteen muunnelman kehittymisen. Th-aktivaation krooninen epätasapaino voi johtaa immunopatologisten tilojen muodostumiseen, jotka liittyvät

mi allergiat, autoimmuunipatologia, krooniset tulehdusprosessit jne.

Riisi. 7.2. Erilaiset T-lymfosyyttien alaryhmät, jotka tuottavat sytokiinejä

II. Synnynnäisessä immuunijärjestelmässä pääasialliset sytokiinien tuottajat ovat myeloidisolut. Käyttämällä Toll-like reseptoreita (TLR) ne tunnistavat eri patogeenien samankaltaisia molekyylirakenteita, niin sanottuja patogeeneihin liittyviä molekyylikuvioita (PAMP), esimerkiksi gramnegatiivisten bakteerien lipopolysakkaridi (LPS), lipoteikoiinihapot, Gramin peptidoglykaanit. -positiiviset mikro-organismit, flagelliini, DNA, jossa on runsaasti metyloitumattomia CpG-toistoja, jne. Tämän seurauksena

Tämä vuorovaikutus TLR:n kanssa laukaisee solunsisäisen signaalinsiirtokaskadin, joka johtaa geenien ilmentymiseen kahdelle pääryhmälle sytokiinit: proinflammatorinen ja tyypin 1 IFN (kuva 7.4, katso myös väriinsertti). Pääasiassa nämä sytokiinit (IL-1, -6, -8, -12, TNFa, GM-CSF, IFN, kemokiinit jne.) indusoivat tulehduksen kehittymistä ja osallistuvat kehon suojaamiseen bakteeri- ja virusinfektioilta.

Riisi. 7.3. Th1- ja Th2-solujen erittämien sytokiinien spektri

III. Solut, jotka eivät liity immuunijärjestelmään (sidekudossolut, epiteeli, endoteeli) erittävät konstitutiivisesti autokriinisiä kasvutekijöitä (FGF, EGF, TGFr jne.). ja sytokiinit, jotka tukevat hematopoieettisten solujen proliferaatiota.

Sytokiinit ja niiden antagonistit on kuvattu yksityiskohtaisesti useissa monografioissa (Kovalchuk L.V. et ai., 2000; Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.,

Riisi. 7.4 TLR-välitteinen sytokiinituotannon induktio synnynnäisillä immuunisoluilla

Sytokiinien liiallinen ilmentyminen ei ole turvallista elimistölle ja voi johtaa liiallisen tulehdusreaktion, akuutin vaiheen vasteen, kehittymiseen. Erilaiset inhibiittorit osallistuvat proinflammatoristen sytokiinien tuotannon säätelyyn. Siten on kuvattu useita aineita, jotka sitoutuvat epäspesifisesti sytokiiniin IL-1 ja estävät sen biologisen vaikutuksen ilmentymisen (a2-makroglobuliini, komplementin C3-komponentti, uromoduliini). Spesifisiä IL-1:n estäjiä ovat liukoiset houkutusreseptorit, vasta-aineet ja IL-1-reseptorin antagonisti (IL-1RA). Tulehduksen kehittyessä IL-1RA-geenin ilmentyminen lisääntyy. Mutta jopa normaalisti tätä antagonistia on veressä korkeina pitoisuuksina (jopa 1 ng/ml tai enemmän), mikä estää endogeenisen IL-1:n toiminnan.

Kohdesolut

Sytokiinien vaikutus kohdesoluihin välittyy spesifisten reseptorien kautta, jotka sitovat sytokiineja erittäin suurella affiniteetilla, ja yksittäiset sytokiinit voivat käyttää

yhteiset reseptorialayksiköt. Jokainen sytokiini sitoutuu spesifiseen reseptoriinsa.

Sytokiinireseptorit ovat transmembraanisia proteiineja ja ne on jaettu viiteen päätyyppiin. Yleisin on ns. hematopoietiinityyppiset reseptorit, joissa on kaksi solunulkoista domeenia, joista toinen sisältää yhteisen aminohappotähteiden sekvenssin kahdesta tryptofaanin ja seriinin toistosta, minkä tahansa aminohapon erottamana (WSXWS-motiivi). Toisella reseptorilla voi olla kaksi ekstrasellulaarista domeenia, joissa on suuri määrä konservoituneita kysteiinejä. Nämä ovat IL-10- ja IFN-perheen reseptoreita. Kolmatta tyyppiä edustavat TNF-ryhmään kuuluvat sytokiinireseptorit. Neljäs sytokiinireseptorityyppi kuuluu immunoglobuliinireseptorien superperheeseen, jossa on solunulkoisia domeeneja, jotka muistuttavat rakenteeltaan immunoglobuliinimolekyylien domeeneja. Viides reseptorityyppi, joka sitoo kemokiiniperheen molekyylejä, on transmembraaniproteiinit, jotka läpäisevät solukalvon 7 kohdassa. Sytokiinireseptorit voivat esiintyä liukoisessa muodossa säilyttäen kyvyn sitoa ligandeja (Ketlinsky S.A. et ai., 2008).

Sytokiinit voivat vaikuttaa kohdesolujen proliferaatioon, erilaistumiseen, toiminnalliseen aktiivisuuteen ja apoptoosiin (katso kuva 7.1). Sytokiinien biologisen aktiivisuuden ilmentyminen kohdesoluissa riippuu erilaisten solunsisäisten järjestelmien osallistumisesta signaalin siirtoon reseptorilta, mikä liittyy kohdesolujen ominaisuuksiin. Signaali apoptoosille suoritetaan muun muassa käyttämällä tiettyä TNF-reseptoriperheen aluetta, niin kutsuttua "kuoleman" domeenia (kuva 7.5, katso värilisäke). Erilaistumis- ja aktivointisignaalit välittyvät solunsisäisten proteiinien Jak-STAT - signaalimuuntimien ja transkriptioaktivaattoreiden kautta (kuva 7.6, katso väriliite). G-proteiinit osallistuvat kemokiinien signaalinsiirtoon, mikä lisää solujen migraatiota ja adheesiota.

Kattava sytokiinijärjestelmän analyysi sisältää seuraavan.

I. Tuottajasolujen arviointi.

1. Ilmaisun määrittäminen:

Patogeenin tai antigeenin tunnistavat reseptorit TCR, TLR) geenien ja proteiinimolekyylien tasolla (PCR, virtaussytometriamenetelmä);

Adapterimolekyylit, jotka johtavat signaalin, joka laukaisee sytokiinigeenien transkription (PCR jne.);

Riisi. 7.5 Signaalin siirto TNF-reseptorilta

Riisi. 7.6 Jak-STAT - sytokiinireseptorin tyypin 1 signalointireitti

sytokiinigeenit (PCR); sytokiinien proteiinimolekyylit (ihmisen mononukleaaristen solujen sytokiineja syntetisoivan toiminnan arviointi).

2. Tiettyjä sytokiinejä sisältävien solualapopulaatioiden kvantitatiivinen määritys: Th1, Th2 Th17 (sytokiinien solunsisäisen värjäyksen menetelmä); tiettyjä sytokiinejä erittävien solujen lukumäärän määrittäminen (ELISPOT-menetelmä, katso luku 4).

II. Sytokiinien ja niiden antagonistien arviointi kehon biologisissa ympäristöissä.

1. Sytokiinien biologisen aktiivisuuden testaus.

2. Sytokiinien kvantitatiivinen määritys ELISA:lla.

3. Sytokiinien immunohistokemiallinen värjäys kudoksissa.

4. Vastakkaisten sytokiinien (pro- ja anti-inflammatoristen), sytokiinien ja sytokiinireseptoriantagonistien suhteen määrittäminen.

III. Kohdesolujen arviointi.

1. Sytokiinireseptorien ilmentymisen määritys geenien ja proteiinimolekyylien tasolla (PCR, virtaussytometriamenetelmä).

2. Signalointimolekyylien määritys solunsisäisestä sisällöstä.

3. Kohdesolujen toiminnallisen aktiivisuuden määrittäminen.

Tällä hetkellä sytokiinijärjestelmän arvioimiseksi on kehitetty lukuisia menetelmiä, jotka tarjoavat monipuolista tietoa. Niiden joukossa ovat:

1) molekyyli biologisia menetelmiä;

2) menetelmät sytokiinien kvantitatiiviseksi määrittämiseksi immunomäärityksiä käyttäen;

3) sytokiinien biologisen aktiivisuuden testaus;

4) solunsisäinen sytokiinivärjäys;

5) ELISPOT-menetelmä, joka mahdollistaa sytokiinien havaitsemisen yhden sytokiinia tuottavan solun ympäriltä;

6) immunofluoresenssi.

Annamme lyhyen kuvauksen näistä menetelmistä.

Käyttämällä molekyylibiologiset menetelmät Voit tutkia sytokiinigeenien ilmentymistä, niiden reseptoreita, signalointimolekyylejä ja tutkia näiden geenien polymorfismia. Valmistunut viime vuosina iso luku teokset, jotka paljastivat sytokiinijärjestelmän molekyylien geenien muunnelmien alleelien ja taipumuksen välisiä assosiaatioita

useisiin sairauksiin. Sytokiinigeenien alleelisten varianttien tutkimus voi tarjota tietoa tietyn sytokiinin geneettisesti ohjelmoidusta tuotannosta. Herkimpänä pidetään reaaliaikaista polymeraasiketjureaktiota eli RT-PCR:ää (katso luku 6). Hybridisaatiomenetelmä paikan päällä mahdollistaa sytokiinigeenin ilmentymisen kudosten ja solujen sijainnin selvittämisen.

Sytokiinien kvantitatiivinen määritys biologisista nesteistä ja perifeerisen veren mononukleaarisoluviljelmistä ELISA:lla voidaan karakterisoida seuraavasti. Koska sytokiinit ovat paikallisia välittäjiä, on tarkoituksenmukaisempaa mitata niiden tasot asiaankuuluvissa kudoksissa kudosproteiinien uuttamisen jälkeen tai luonnollisissa nesteissä, kuten kyynelissä, onteloissa, virtsassa, lapsivesiessä, aivo-selkäydinnesteessä jne. Seerumin tai muiden kehon nesteiden sytokiinitasot heijastavat immuunijärjestelmän tämänhetkistä tilaa, ts. sytokiinien synteesi kehon soluissa in vivo.

Perifeerisen veren mononukleaaristen solujen (PBMC) sytokiinituotannon tasojen määrittäminen osoittaa toimiva tila soluja. MNC:iden spontaani sytokiinien tuotanto viljelmässä osoittaa, että solut ovat jo aktivoituneita in vivo.(eri stimulanttien, mitogeenien) indusoima sytokiinien synteesi heijastaa solujen potentiaalista varakykyä reagoida antigeeniseen ärsykkeeseen (erityisesti vaikutukseen). lääkkeet). Sytokiinien vähentynyt indusoitu tuotanto voi toimia yhtenä immuunikatotilan merkkinä. Sytokiinit eivät ole spesifisiä tietylle antigeenille. Siksi tarttuvien, autoimmuunien ja allergiset sairaudet Tiettyjen sytokiinien tason määrittäminen on mahdotonta. Samanaikaisesti sytokiinitasojen arvioinnin avulla voidaan saada tietoa tulehdusprosessin vakavuudesta, sen siirtymisestä systeemiselle tasolle ja ennusteesta, immuunijärjestelmän solujen toiminnallisesta aktiivisuudesta, Th1- ja Th2-solujen suhteesta, joka kertoo. on erittäin tärkeä siinä erotusdiagnoosi useita infektio- ja immunopatologisia prosesseja.

Biologisissa väliaineissa sytokiinit voidaan kvantifioida käyttämällä erilaisia immuunimääritysmenetelmät, käyttämällä polyklonaalisia ja monoklonaalisia vasta-aineita (katso luku 4). ELISA:n avulla voit selvittää, mitkä sytokiinien tarkat pitoisuudet ovat bio-

kehon loogiset nesteet. Sytokiinien entsyymikytketyllä immunosorbenttidetektiolla on useita etuja muihin menetelmiin verrattuna (korkea herkkyys, spesifisyys, riippumattomuus antagonistien läsnäolosta, mahdollisuus tarkkaan automaattiseen tallennukseen, tallennuksen standardointi). Tällä menetelmällä on kuitenkin myös rajoituksensa: ELISA ei karakterisoi sytokiinien biologista aktiivisuutta ja voi antaa vääriä tuloksia ristireagoivien epitooppien vuoksi.

Biologinen testaus sytokiinien perusominaisuuksia ja niiden vaikutuksia kohdesoluihin koskevan tiedon perusteella. Sytokiinien biologisten vaikutusten tutkimus on johtanut neljän tyyppisen sytokiinitestauksen kehittämiseen:

1) indusoimalla kohdesolujen proliferaatiota;

2) sytotoksisella vaikutuksella;

3) indusoimalla luuytimen esiasteiden erilaistumista;

4) virusten vastainen vaikutus.

IL-1 määräytyy sen stimuloivan vaikutuksen perusteella mitogeenin aktivoimien hiiren tymosyyttien lisääntymiseen in vitro; IL-2 - sen kyvyn perusteella stimuloida lymfoblastien proliferatiivista aktiivisuutta; TNF-a:sta ja lymfotoksiineista testataan sytotoksisia vaikutuksia hiiren fibroblasteihin (L929). Pesäkkeitä stimuloivat tekijät arvioidaan niiden kyvyn perusteella tukea luuytimen esiasteiden kasvua pesäkkeinä agarissa. IFN:n antiviraalinen aktiivisuus havaitaan inhiboimalla virusten sytopaattista vaikutusta diploidisten ihmisen fibroblastien viljelmässä ja hiiren fibroblastien L-929 kasvainlinjassa.

On luotu solulinjoja, joiden kasvu riippuu tiettyjen sytokiinien läsnäolosta. Taulukossa Taulukko 7.1 tarjoaa luettelon sytokiinitestaukseen käytetyistä solulinjoista. Perustuen kykyyn indusoida herkkien kohdesolujen proliferaatiota, biotestaus suoritetaan IL-1:lle, IL-2:lle, IL-4:lle, IL-6:lle, IL-7:lle, IL-15:lle jne. Näille testausmenetelmille on kuitenkin tunnusomaista riittämättömän herkkyyden ja tietosisällön vuoksi. Inhibiittori- ja antagonistimolekyylit voivat peittää sytokiinien biologisen aktiivisuuden. Jotkut sytokiinit osoittavat yleistä biologista aktiivisuutta. Nämä menetelmät ovat kuitenkin ihanteellisia rekombinanttisytokiinien spesifisen aktiivisuuden testaamiseen.

Taulukko 7.1. Solulinjat, joita käytettiin sytokiinien biologisen aktiivisuuden testaamiseen

Pöydän loppu. 7.1

Lab 7-1

IL-1:n biologisen aktiivisuuden määrittäminen sen komitogeenisen vaikutuksen perusteella hiiren tymosyyttien lisääntymiseen

IL-1:n biologisen testauksen menetelmä perustuu sytokiinin kykyyn stimuloida hiiren tymosyyttien proliferaatiota.

IL-1 voidaan määrittää LPS:llä stimuloitujen monosyyttien viljelmässä sekä missä tahansa kehon biologisessa nesteessä. On tarpeen kiinnittää huomiota useisiin yksityiskohtiin.

1. Testaukseen käytetään C3H/HeJ-linjan hiirten tymosyyttejä, jotka on stimuloitu lisääntymään mitogeeneillä (konkanavaliini A - ConA ja fytohemagglutiniini - PHA). C3H/HeJ-tymosyyttejä ei valittu satunnaisesti: tämän sisäsiittoisen kannan hiiret eivät reagoi LPS:ään, joka voi olla läsnä testimateriaalissa ja aiheuttaa IL-1:n tuotannon.

2. Tymosyytit reagoivat IL-2:een ja mitogeeneihin, joten IL-2:n ja mitogeenien läsnäolo tulisi määrittää myös valmisteissa, jotka on testattu IL-1:n suhteen.

Käyttömenettely

1. Saadaan tymosyyttien suspensio konsentraatiolla 12 x 106/ml RPMI 1640 -elatusainetta, joka sisältää 10 % naudan sikiön seerumia ja 2-merkaptoetanolia (5 x 10-5 M).

2. Valmista sarja kaksinkertaisia laimennoksia koe- (biologisista ruumiinnesteistä) ja kontrollinäytteistä. Kontrollina käytetään IL-1:tä sisältäviä biologisia nesteitä tai näytteitä, jotka on saatu inkuboimalla yksitumaisia soluja ilman LPS:ää ja laboratoriostandardia, joka sisältää IL-1:tä. 96-kuoppaisilla pyöreäpohjaisilla levyillä 50 µl kutakin laimennosta siirretään 6 kuoppaan.

3. Lisää 50 μl puhdistettua PHA:ta (Wellcome) liuotettuna täydelliseen elatusaineeseen pitoisuudella 3 μg/ml kunkin laimennoksen kolmeen kuoppaan ja 50 μl elatusainetta kolmeen muuhun kuoppaan.

4. Lisää 50 μl tymosyyttisuspensiota kuhunkin kuoppaan ja inkuboi 48 tuntia 37 °C:ssa.

6. Ennen viljelyn lopettamista kuoppiin lisätään 50 μl liuosta (1 μCi/ml) ["3H]-tymidiiniä ja inkuboidaan vielä 20 tuntia.

7. Radioaktiivisuustason määrittämiseksi viljelysolut siirretään suodatinpaperille käyttämällä automaattista solukerääjää, suodattimet kuivataan ja leiman sisällyttäminen määritetään nestetuikelaskijalla.

8. Tulokset ilmaistaan stimulaatiotekijänä.

missä m cp on pulssien keskimääräinen lukumäärä 3 kaivossa.

Jos tymosyytit reagoivat stimulaatioon standardilla IL-1:llä, testinäytteen stimulaatioindeksi, joka ylittää 3, osoittaa luotettavasti IL-1-aktiivisuuden.

Biomääritys on ainoa menetelmä sytokiinien toiminnan arvioimiseksi, mutta tätä menetelmää on täydennettävä eri tyyppejä asianmukainen spesifisyyden kontrolli käyttämällä monoklonaalisia vasta-aineita. Tiettyjen monoklonaalisten vasta-aineiden lisääminen sytokiiniin viljelmään estää sytokiinin biologisen aktiivisuuden, mikä osoittaa, että signaali solulinjan proliferaatiolle on havaittavissa oleva sytokiini.

Biotestien käyttö interferonin havaitsemiseksi. IFN:n biologisen aktiivisuuden arviointiperiaate perustuu sen antiviraaliseen vaikutukseen, joka määräytyy testiviruksen proliferaation eston asteen mukaan soluviljelmässä.

Työssä voidaan käyttää IFN:n vaikutukselle herkkiä soluja: primäärisesti trypsinoituja kanan ja ihmisen alkion fibroblastisoluja, ihmisen diploidisten fibroblastien jatkuvia soluja ja hiiren soluviljelmää (L929).

IFN:n antiviraalista vaikutusta arvioitaessa on suositeltavaa käyttää viruksia lyhyt sykli lisääntyminen, korkea herkkyys IFN:n vaikutukselle: hiiren enkefalomyeliittivirus, hiiren vesikulaarinen stomatiittivirus jne.

Lab 7-2

Interferoniaktiivisuuden määrittäminen

1. Diploidisten ihmisen sikiön fibroblastien suspensio alustalla, jossa on 10 % naudan sikiön seerumia (solupitoisuus - 15-20 × 10 6 /ml), kaadetaan steriileille 96-kuoppaisille tasapohjaisille levyille, 100 µl per kuoppa ja laitetaan C02-inkubaattori 37 °C:n lämpötilassa.

2. Täydellisen yksikerroksisen kerroksen muodostumisen jälkeen kasvualusta poistetaan kuopista ja kuhunkin kuoppaan lisätään 100 μl ylläpitoelatusainetta.

3. IFN-aktiivisuuden titraus tutkituissa näytteissä suoritetaan kaksinkertaisten laimennosten menetelmällä fibroblastien yksikerroksella.

Samanaikaisesti näytteiden kanssa syötetään hiiren enkefalomyeliittivirusta (MEV) kuoppiin annoksella, joka aiheuttaa 100 % soluvaurion 48 tuntia infektion jälkeen.

4. Käytä kontrollia varten kuoppia, joissa on ehjiä (käsittelemättömiä) viruksella infektoituja soluja.

Jokaisessa tutkimuksessa vertailulääkkeinä käytetään IFN-vertailunäytteitä, joilla on tunnettu aktiivisuus.

5. Levyjä, joissa on näytelaimennuksia, inkuboidaan 24 tuntia 37 °C:n lämpötilassa ilmakehässä, jossa on 5 % CO 2 -pitoisuus.

6. IFN-aktiivisuuden taso määritetään testinäytteen maksimilaimennoksen käänteisluvulla, joka viivästyttää viruksen sytopaattista vaikutusta 50 %, ja ilmaistaan aktiivisuusyksikköinä 1 ml:aa kohti.

7. IFN-tyypin määrittämiseksi järjestelmään lisätään IFNa-, IFNp- tai IFNy-vastainen antiseerumi. Antiseerumi kumoaa vastaavan sytokiinin toiminnan, mikä mahdollistaa IFN-tyypin tunnistamisen.

Estotekijöiden migraation biologisen aktiivisuuden määrittäminen. Tällä hetkellä on muodostunut täysin uusia ajatuksia MIF:n luonteesta ja ominaisuuksista, jotka löydettiin viime vuosisadan 60-luvulla soluimmuniteetin välittäjänä ja jotka jäivät ilman asianmukaista huomiota useiden vuosien ajan (Bloom B.R., Bennet B., 1966; David J.R., 1966). Vasta viimeisten 10-15 vuoden aikana on käynyt selväksi: MIF on yksi tärkeimmistä biologisista välittäjistä kehossa, jolla on laaja valikoima biologisia toimintoja sytokiinina, hormonina ja entsyyminä. MIF:n vaikutus kohdesoluihin toteutuu CD74-reseptorin tai ei-klassisen endosytoosireitin kautta.

MIF:ää pidetään tärkeänä tulehduksen välittäjänä, joka aktivoi makrofagien toimintaa (sytokiinituotanto, fagosytoosi, sytotoksisuus jne.), sekä endogeenisenä immunosäätelyhormonina, joka moduloi glukokortikoidiaktiivisuutta.

MIF:n roolista monien tulehdussairauksien, kuten sepsiksen, nivelreuman (RA), munuaiskerästulehduksen jne., patogeneesissä kerääntyy yhä enemmän tietoa. RA:ssa MIF:n pitoisuus sairastuneiden nivelten nesteessä kasvaa merkittävästi, mikä korreloi taudin vaikeusasteen kanssa. MIF:n vaikutuksesta sekä makrofagien että nivelsolujen tulehdusta edistävien sytokiinien tuotanto lisääntyy.

MIF:n aktiivisuuden testaamiseen tunnetaan erilaisia menetelmiä, joissa vaeltavat solut (MIF:n kohdesolut) sijoitetaan lasikapillaariin (kapillaaritesti), agaroosipisaraan tai agaroosikuoppaan.

Esittelemme suhteellisen yksinkertaisen seulontamenetelmän, joka perustuu solumikroviljelmien (leukosyyttien tai makrofagien) muodostumiseen, pinta-alaltaan ja solujen lukumäärältään vakiona 96-kuoppaisen tasapohjaisen levyn kuoppien pohjalle, minkä jälkeen niitä viljellään ravintoalusta ja näiden mikroviljelmien alueen muutosten määrittäminen MIF:n vaikutuksen alaisena (Suslov A.P., 1989).

Lab 7-3

MIF-toiminnan määritelmä

MIF:n biologisen aktiivisuuden määrittäminen suoritetaan käyttämällä laitetta solumikroviljelmien muodostamiseen (kuva 7.7) - MIGROSKRIN (Venäjän lääketieteen akatemian epidemiologian ja mikrobiologian tutkimuslaitos N.F. Gamaleya).

1. Lisää 96-kuoppaisen levyn (Flow, UK tai vastaava) kuoppiin 100 µl näytettä laimennettuna elatusaineeseen, jossa MIF-aktiivisuus määritetään (jokainen laimennos 4 rinnakkain, koenäytteet). Viljelyalusta sisältää RPMI 1640:tä, 2 mM L-glutamiinia, 5 % naudan sikiön seerumia, 40 µg/ml gentamysiiniä.

2. Lisää 100 μl viljelyalustaa (4 rinnakkain) kontrollikuoppiin.

3. Valmistetaan peritoneaalisten makrofagien solususpensio, jota varten 2 hybridihiireen (CBAxC57B1/6)F1 ruiskutetaan vatsaonteloon 10 ml Hanks-liuosta, jossa on hepariinia (10 U/ml), ja vatsaa hierotaan hellävaraisesti 2-3 pöytäkirja. Sitten eläin lopetetaan katkaisemalla, vatsan seinämä lävistetään varovasti nivusalueelle ja erite imetään ulos neulan kautta ruiskulla. Peritoneaalisen eksudaatin solut pestään kahdesti Hanksin liuoksella sentrifugoimalla niitä 10-15 minuuttia 200 g:ssä. Sitten valmistetaan solususpensio, jonka konsentraatio on 10 ± 1 milj./ml RPMI 1640 -elatusainetta. Laskenta suoritetaan Goryaev-kammiossa.

4. Kokoa MIGROSKRIN-järjestelmä, joka on teline kärkien suuntaamiseen ja vakiokiinnitykseen soluviljelmillä tiukasti pystysuorassa asennossa tietyllä korkeudella 96-kuoppaisen viljelylevyn kuopan keskikohdan yläpuolella, ja sisältää myös 92 kärkeä automaattiset pipetit Costarista, USA:sta (kuva 7.7).

Aseta jalustan jalat tabletin kulmakoloihin. Solususpensio vedetään kärkiin automaattisella pipetillä - 5 μl kukin, huuhdellaan ylimääräisten solujen poistamiseksi pudottamalla ne kerran väliaineeseen ja työnnetään pystysuoraan järjestelmätelineen koloihin. Täytettyä telinettä kärjillä pidetään huoneenlämmössä 1 tunnin ajan täysin vaakasuoralla pinnalla. Tänä aikana suspensiosolut asettuvat kuoppien pohjalle, missä muodostuu standardisolumikroviljelmiä.

5. Jalusta kärkineen poistetaan varovasti tabletista. Solumikroviljelmälevy asetetaan tarkasti vaakasuoraan asentoon CO 2 -inkubaattoriin, jossa sitä viljellään 20 h. Viljelyn aikana solut kulkeutuvat kuopan pohjaa pitkin.

6. Tulosten kvantitatiivinen tallennus inkubaation jälkeen suoritetaan käyttämällä kiikarin suurennuslasia arvioimalla visuaalisesti pesäkkeen koko okulaarin sisällä olevalla asteikolla. Mikrokulttuurit ovat ympyrän muotoisia. Tämän jälkeen tutkijat määrittävät pesäkkeiden keskimääräisen halkaisijan mittaamalla pesäkkeet 4 testi- tai kontrollikuoppaan. Mittausvirhe on ±1 mm.

Migraatioindeksi (MI) lasketaan kaavalla:

Näytteellä on MIF-aktiivisuutta, jos MI-arvot ovat samat

MIF-aktiivisuuden tavanomaiseksi yksiköksi (AU) pidetään käänteisarvoa, joka on yhtä suuri kuin näytteen (näytteen) suurimman laimennoksen arvo, jolla migraatioindeksi on 0,6 ± 0,2.

PEO:n biologinen aktiivisuus a arvioidaan sen sytotoksisen vaikutuksen perusteella transformoituneiden fibroblastien L-929 linjaan. Rekombinantti-TNF-a:aa käytetään positiivisena kontrollina ja soluja viljelyalustassa käytetään negatiivisena kontrollina.

Laske sytotoksinen indeksi (CI):

Missä a- elävien solujen lukumäärä kontrollissa; b- elävien solujen lukumäärä kokeessa.

Riisi. 7.7. Kaavio MIGROSKRIN - laitteet soluviljelmien migraation kvantitatiiviseen arviointiin

Solut värjätään väriaineella (metyleenisininen), joka sisältyy vain kuolleisiin soluihin.

TNF-aktiivisuuden standardiyksikkönä pidetään näytteen vastavuoroista laimennusta, joka vaaditaan 50 %:n solusytotoksisuuden saamiseksi. Näytteen ominaisaktiivisuus on aktiivisuuden suhde mielivaltaisina yksiköinä 1 ml:aa kohti näytteen sisältämän proteiinin pitoisuuteen.

Solunsisäinen sytokiinivärjäys. Muutokset eri sytokiineja tuottavien solujen suhteessa voivat heijastaa taudin patogeneesiä ja toimia sairauden ennusteen ja hoidon arvioinnin kriteerinä.

Solunsisäistä värjäysmenetelmää käytetään sytokiinien ilmentymisen määrittämiseen yksittäisen solun tasolla. Virtaussytometrian avulla voit laskea tiettyä sytokiinia ilmentävien solujen lukumäärän.

Listataan tärkeimmät vaiheet solunsisäisten sytokiinien määrittämisessä.

Stimuloimattomat solut tuottavat pieniä määriä sytokiinejä, joita ei pääsääntöisesti varastoida, joten tärkeä askel solunsisäisten sytokiinien arvioinnissa on lymfosyyttien stimulointi ja näiden tuotteiden vapautumisen soluista estäminen.

Yleisimmin käytetty sytokiini-indusoija on proteiinikinaasi C:n aktivaattori forboli-12-myristaatti-13-asetaatti (PMA) yhdessä kalsiumionoforisen ionomysiinin (IN) kanssa. Tämän yhdistelmän käyttö saa aikaan synteesin laaja valikoima sytokiinit: IFN, IL-4, IL-2, TNFa. FMA-IN:n käytön haittana on ongelma CD4-molekyylien tunnistamisessa lymfosyyttien pinnalla tällaisen aktivoinnin jälkeen. Myös T-lymfosyyttien sytokiinien tuotanto indusoidaan käyttämällä mitogeenejä (PHA). B-solut ja monosyytit stimuloivat

Mononukleaarisia soluja inkuboidaan sytokiinituotannon indusoijien ja niiden solunsisäisen kuljetuksen estäjän, brefeldiini A:n tai monensiinin, läsnä ollessa 2-6 tuntia.

Sitten solut suspendoidaan uudelleen puskuriliuokseen. Kiinnitystä varten lisää 2 % formaldehydiä ja inkuboi 10-15 minuuttia huoneenlämmössä.

Sitten soluja käsitellään saponiinilla, mikä lisää läpäisevyyttä solukalvo ja värjätty monoklonaalisilla vasta-aineilla, jotka ovat spesifisiä havaituille sytokiineille. Pintamarkkerien (CD4, CD8) alustava värjäys lisää solusta saatavan tiedon määrää ja mahdollistaa sen populaatiokuuluvuuden määrittämisen tarkemmin.

Edellä kuvattujen menetelmien soveltamisessa on joitain rajoituksia. Siten niiden avulla on mahdotonta analysoida yhden solun sytokiinien synteesiä, on mahdotonta määrittää sytokiinia tuottavien solujen lukumäärää alapopulaatiossa, on mahdotonta määrittää, ilmentävätkö sytokiinia tuottavat solut ainutlaatuisia markkereita, onko eri solut syntetisoivat erilaisia sytokiineja tai samat solut. Vastaus näihin kysymyksiin saadaan muilla tutkimusmenetelmillä. Sytokiinia tuottavien solujen esiintymistiheyden määrittämiseksi populaatiossa käytetään rajoittavaa laimennusmenetelmää ja ELISPOT-entsyymi-immunosorbenttimäärityksen varianttia (katso luku 4).

In situ -hybridisaatiomenetelmä. Menetelmä sisältää:

2) kiinnitys paraformaldehydillä;

3) mRNA:n havaitseminen käyttämällä leimattua cDNA:ta. Joissakin tapauksissa sytokiini-mRNA määritetään leikkeistä käyttämällä radioisotooppi-PCR:ää.

Immunofluoresenssi. Menetelmä sisältää:

1) elimen jäädyttäminen ja kryostaattileikkeiden valmistus;

2) kiinnitys;

3) leikkeiden käsittely fluoreseiinileimatuilla antisytokiinivasta-aineilla;

4) fluoresenssin visuaalinen havainnointi.

Nämä tekniikat (hybridisaatio paikan päällä ja immunofluoresenssi) ovat nopeita eivätkä riipu erittyvän tuotteen kynnyspitoisuuksista. Ne eivät kuitenkaan mittaa erittyvän sytokiinin määrää ja voivat olla teknisesti haastavia. Erilainen tarkka seuranta epäspesifisten reaktioiden varalta on tarpeen.

Esitettyjä sytokiinien arviointimenetelmiä käyttäen tunnistettiin patologisia prosesseja, jotka liittyvät sytokiinijärjestelmän häiriöihin eri tasoilla.

Siten sytokiinijärjestelmän arviointi on erittäin tärkeää kehon immuunijärjestelmän tilan karakterisoimiseksi. Sytokiinijärjestelmän eri tasojen tutkiminen antaa meille mahdollisuuden saada tietoa toiminnallisesta aktiivisuudesta eri tyyppejä immunokompetentit solut, tulehdusprosessin vakavuus, sen siirtyminen systeemiselle tasolle ja taudin ennuste.

Kysymyksiä ja tehtäviä

1. Listaa sytokiinien yleiset ominaisuudet.

2. Anna sytokiinien luokitus.

3. Listaa sytokiinijärjestelmän pääkomponentit.

4. Listaa solut, jotka tuottavat sytokiinejä.

5. Kuvaile sytokiinireseptoriperheet.

6. Mitkä ovat sytokiiniverkoston toimintamekanismit?

7. Selitä sytokiinien tuotanto synnynnäisessä immuunijärjestelmässä.

8. Mitkä ovat tärkeimmät lähestymistavat sytokiinijärjestelmän kattavaan arviointiin?

9. Mitä menetelmiä käytetään kehon nesteiden sytokiinien testaamiseen?

10. Mitkä ovat sytokiinijärjestelmän viat erilaisissa patologioissa?

11. Mitkä ovat tärkeimmät menetelmät IL-1:n, IFN:n, MIF:n, TNFa:n biologiseen testaukseen biologisissa nesteissä?

12. Kuvaile sytokiinien solunsisäisen sisällön määritysprosessia.

13. Kuvaile yksittäisen solun erittämien sytokiinien määritysprosessia.

14. Kuvaile sytokiinireseptorin tason vian tunnistamiseen käytettyjen menetelmien järjestys.

15. Kuvaa menetelmien järjestys, joita käytetään tunnistamaan vika sytokiinia tuottavien solujen tasolla.

16. Mitä tietoa voidaan saada tutkimalla sytokiinien tuotantoa mononukleaaristen solujen viljelmässä veriseerumissa?

"Sytokiinijärjestelmä. Luokittelu. Perus
ominaisuuksia. Toimintamekanismit. Sytokiinien tyypit
säätö. Tuottajasolut ja kohdesolut.
Tulehduksen ja immuunijärjestelmän sytokiinisäätely
vastaus."
Sykli 1 – immunologia.
Oppitunti nro 3 a.

Sytokiinit

Signalointi (biosäätely) molekyylit,
hallita lähes kaikkia prosesseja
keho - embryogeneesi, hematopoieesi,
kypsymis- ja erilaistumisprosessit
solut, solujen aktivaatio ja kuolema, initiaatio ja
ylläpitää erilaisia immuunivasteita,
tulehduksen kehittyminen, korjausprosessit,
kudosten uudelleenmuotoilu, työn koordinointi
immuno-neuro-endokriiniset järjestelmät tasolla
keho kokonaisuudessaan.

Sytokiinit

Liukoiset glykoproteiinit (yli 1300 molekyyliä, 550 kDa), jotka eivät ole luonteeltaan immunoglobuliinisia,
isäntäorganismin solujen vapauttama,
joilla on ei-entsymaattinen vaikutus alhaisella tasolla
pitoisuudet (pikomolaarisesta nanomolaariseen),
vaikuttavat tiettyjen reseptorien kautta
kohdesoluja säätelevät erilaisia toimintoja
kehon solut.
Tällä hetkellä tunnetaan noin 200 sytokiinia.

Sytokiinit ja elinkaari
soluja
Sytokiinit – biosäätely
hallitsevia molekyylejä
elinkaaren eri vaiheissa
solut:
erilaistumisprosessit.
leviämisprosessit.
toiminnallisia prosesseja
aktivointi.
solukuolemaprosessit.
Sytokiinit ja immuunivaste
Sytokiineilla on tärkeä rooli
suorittaa reaktioita, kuten
synnynnäinen ja
adaptiivinen immuniteetti.
Sytokiinit tarjoavat
suhde synnynnäisen ja
adaptiivinen immuuni
vastauksia.

Sytokiinien ominaisuudet

Lyhyt ajanjakso
puolikas elämä:
sytokiinit nopeasti
ovat inaktivoituja ja
tuhotaan.
Suurin osa sytokiineista
toimii paikallisesti
(parakriini - soluissa
mikroympäristö).
Sytokiineja on enemmän kuin niitä
reseptorit (monet sytokiinit
käytä yleistä
reseptorin alayksiköt).
kohdesoluja varten
signaalien siirto ytimeen
kohdesoluja
Pleiotropia on ainoa
molekyyli voi aiheuttaa
monia tehosteita
eri geenien aktivointi
kohdesoluja
Toimintojen lähentyminen - erilainen
sytokiinimolekyylit voivat
suorittaa kehossa
vastaavia toimintoja
Polysfäärismi - monia
sytokiinit voivat
tuottaa sama
sama solu vastauksena yhdelle
ärsyke

Sytokiinien pleiotropia gamma-interferoni esimerkkiä käyttäen

granulosyytit
endoteeli
aktivointi
aktivointi
Eritys
interferongamma
makrofagit
aktivointi
N.K.
aktivointi
monia solutyyppejä
edistäminen
antiviraalinen
toiminta
T-solujen aktivointi
monia solutyyppejä
erilaistuminen
Soluissa
ilmaisun induktio
MHC I tai MHCII

Sytokiinisäätelytyypit

Parakriininen säätely (in
useimmissa tapauksissa
sytokiinit toimivat paikallisesti
tulehduskohdassa).
Autokriininen säätely -
sytokiinia tuotetaan
solu, sille solu on tämän valmistaja
sytokiini ilmentää
seurauksena
sytokiini vaikuttaa soluun
tuottaa sitä.
Endokriininen säätely -
viivästetty toimenpide:
interleukiini 1 -beta -
endogeeninen pyrogeeni
(toimii keskustassa
lämpösäätely aivoissa
aivot),
interleukiini 6 vaikuttaa
hepatosyytit aiheuttaen synteesiä
akuutin vaiheen proteiinit,
kasvutekijöitä
vaikuttaa luuytimeen
aktivoida hematopoieesia jne.

10. Sytokiinijärjestelmän ymmärtäminen kliinisessä käytännössä

Tärkeä kliinisen käytännön kannalta
jäljitä päävirtapiiri
vuorovaikutuksia sisään
immunopatogeneesi
sairaudet:
1. Tuottajasolut
sytokiinit.
2. Sytokiinit ja niiden antagonistit.
3. Kohdesolut
ekspressoivat reseptoreita
sytokiinit.
4. Sytokiinien tuottama
vaikutuksia kehon tasolla.
Tavoite: kehittäminen ja toteutus
harjoitella uusia strategioita
sairauden hoito:
sytokiinihoito
(kliiniseen käyttöön
sytokiinilääkkeet),
tai
antisytokiinihoito
(kliiniseen käyttöön
sytokiiniantagonistit tai
monoklonaalisia vasta-aineita
sytokiinit).

11. Sytokiinien päätyypit – yleiset lyhenteet: interleukiinit

Aikaisemmin
sytokiiniluokitukset
heidän jakoaan käytettiin
soluperiaatteella
syntetisoivat sytokiinit:
lymfokiinit (sytokiinit,
erittyy pääasiassa
aktivoitu T
auttajalymfosyytit)
Ja
monokiinit (sytokiinit,
solujen erittämä
monosyytti-makrofagisarja)
Tämä lähestymistapa ei aina ole perusteltu,
kuin sytokiinit
tyypillisesti osittainen
päällekkäisiä toimintoja.
Tämän seurauksena se otettiin käyttöön
yksi termi "interleukiinit"
IL (tai IL):
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1
5,16,17 …..35
Termi "interleukiinit" tarkoittaa
"molekyylit, jotka ovat mukana
ihmissuhteet, keskustelut
leukosyyttien välillä."

12. Sytokiinien päätyypit – yleisesti hyväksytyt lyhenteet:

tuumorinekroositekijät
(TNF tai TNF)
TNF (kakektiini)
TNF- (lymfotoksiini)
Interferonit (IFN tai IFN)
IFN ja IFN
IFN
muuttava kasvu
tekijät:
Muuttuva
kasvutekijä -alfa
TGF-
Muuttuva
kasvutekijä - beeta -
TGF-
-kemokiinit:
IL-8
NAP-2 (neutrofiili – aktivoiva
proteiini-2)
PF -4 (verihiutaletekijä 4)

13. Sytokiinien päätyypit – yleisesti hyväksytyt lyhenteet:

Kolonia stimuloiva
tekijät:
G-CSF - granulosyyttipesäke
stimuloiva tekijä
GM - CSF – granulosyyttimakrofagipesäkkeitä stimuloiva
tekijä
M - CSF - makrofagipesäke
stimuloiva tekijä
Multi - CSF - IL - 3
"Lymfokiinit" - erittyvät sisään
pääasiassa aktivoitu T h
solut:
MAF - makrofagien aktivointi
tekijä
MCF - makrofagikemotaktinen
tekijä
MMIF-makrofagien migraatio
estotekijä
LMIF - leukosyyttien migraatio
estotekijä

14. Sytokiinien päätyypit – yleisesti hyväksytyt lyhenteet:

Polypeptidien kasvu
solutekijät:
FGF - hapan fibroblasti
kasvutekijä
b FGF – emäksinen fibroblasti
kasvutekijä
EGF - epidermaalinen kasvu
tekijä
NGF – hermokasvutekijä
PDGF - verihiutale - johdettu
kasvutekijä
VEGF – verisuonten endoteeli
kasvutekijä
Nykyaikaiset kotimaiset kirjat ja
aikakauslehtiä

15. Sytokiinien luokittelu niiden biologisten vaikutusten perusteella

1. Interleukiinit (IL-1 ÷
IL-35) - signaali
molekyylit,
välillä toimiminen
leukosyytit.
2. Nekroositekijät
kasvaimet - sytokiinit
sytotoksinen ja
sääntelevä
toiminta (TNF).
3. Interferonit -
antiviraalinen
sytokiinit:
Tyyppi 1 – IFN α, β jne.
2 tyyppiä –IFN γ
4. Kantasolujen kasvutekijät (IL-3, IL
-7, IL-11, erytropoietiini, trombopoietiini,
pesäkkeitä stimuloivat tekijät (CSF): GM-CSF (granulosyytti-makrofagi).
pesäkkeitä stimuloiva tekijä), G-CSF
(granulosyytti-CSF), M-CSF
(makrofagien CSF), säätelevät
hematopoieesi.
5. Kemokiinit (CC, CXC (IL-8), CX3C, C),
säätelee eri solujen kemotaksia.
6. Solujen kasvutekijät (kasvutekijä
fibroblastit, kasvutekijä
endoteelisolut, kasvutekijä
orvaskesi jne.), muuntamalla
kasvutekijä - osallistu sääntelyyn
kasvu, erilaisten solujen erilaistuminen.

16. Sytokiinien luokitus perustuen niiden rooliin tulehduksen säätelyssä

Pro-inflammatorinen
Syntetisoidaan
pääosin
aktivoidut solut
monosyytti/makrofagi
rivi ja nosta
tulehduksellinen aktiivisuus
käsitellä asiaa.
Pro-inflammatoriset sytokiinit
paljon enemmän kuin
tulehdusta ehkäisevä.
Anti-inflammatorinen
Pääasiassa T-soluja
sytokiinit, jotka vähentävät
tulehduksellinen aktiivisuus -
IL-10,
THF β (muuntava
kasvutekijä beeta);
ja myös -reseptori
interleukiini-1-antagonisti
(rautatie).

17. Sytokiinit, joilla on säätelevää (anti-inflammatorista) aktiivisuutta

sytokiini
Vaikutus
IL-10
tukahduttaa tuotantoa
sytokiinit, suppressoi
T-auttajatyypin 1 aktivointi
TRF - beta 1
(muuttuva
kasvutekijä beeta 1)
estää Thelper-tyyppien 1 ja 2 aktivoitumisen,
stimuloi kasvua
fibroblastit

18. 1. Synnynnäiset immuunisytokiinit

Pääasialliset tuottavat solut ovat solut
myelooinen
alkuperä.
Aktivoinnin jälkeen
kuvan tunnistava
reseptorit
alkaa
solunsisäinen
signaalivaihe,
johtavat
geenin aktivointi
tulehdusta edistävä
sytokiinit ja
tyypin 1 interferonit
(α; β jne.).

19. SYNTYVÄN IMMUUNITEETTIREEPTORIN TUNNISTAMINEN TAUTUOTTEIDEN

Patogeenit
Patogeeniin liittyvä
molekyylirakenteita tai kuvioita
(PAMP:t)
Kuviontunnistusreseptorit (PRR:t):
1. Liukoinen (komplementtijärjestelmä)
2. Kalvo (TLR:t – Toll-like reseptorit, CD14)
3. Solunsisäinen (NOD jne.).

20.

Maksun kaltaiset reseptorin signalointireitit
Toll-tyyppisten reseptorien dimeerit
Solu
kalvo
TIR-verkkotunnukset
OmaD88
IRAK-1
TRIF
IRAK-4
TRAF6
TAK1
IKKa
JNK
TBK
1
IKKb
IRF3
AP-1
NFkB
IL-1-perheen sytokiinigeenien ilmentyminen,
proinflammatoriset sytokiinit ja kemokiinit
ANTIBAKTERIAALINEN SUOJA
Interferonigeenin ilmentyminen
VIRUSTEN TORJUNTA

21. Proinflammatoristen sytokiinien toiminnallinen aktiivisuus niiden pitoisuudesta riippuen - paikallinen ja systeeminen vaikutus

Paikallisesti
Varhaisin vaikutus
tulehdusta edistävät sytokiinit
on lisätä liimaa
endoteelin ominaisuudet ja vetovoima
aktivoidut solut keskittymään
perifeerinen tulehdus
verta.
Pro-inflammatoriset sytokiinit
hallitsee paikallista tulehdusta
sen tyypillisiä ilmenemismuotoja
(turvotus, punoitus, ulkonäkö
kipuoireyhtymä).
Järjestelmätasolla
Keskittymisen lisääntyessä
tulehdusta edistävä
sytokiinit veressä,
ne toimivat käytännössä
kaikki elimet ja järjestelmät,
osallistumassa
homeostaasin ylläpitäminen
Esimerkki proinflammatoristen sytokiinien vaikutusten riippuvuudesta niihin
pitoisuudet veressä voivat toimia tuumorinekroositekijä-alfana

22.

TULEHDOTTAVIEN SYTOKIINIEN TASO VERIPLASMASSA
10-7 M
TNF
10-8 milj
10-9 milj
Paikallinen tulehdus
Järjestelmä
tulehduksellinen
reaktio
Septinen shokki
Fagosytoosin aktivointi ja
happituotteet
radikaaleja. Saada
molekyyliekspressio
tarttuminen endoteeliin.
Synteesin stimulointi
sytokiinit ja kemokiinit.
Lisääntynyt aineenvaihdunta
sidekudos.
Kuume.
Nousevat tasot
steroidihormonit.
Leukosytoosi.
Lisääntynyt synteesi
akuutti vaihe
proteiinit.
Vähentynyt supistumiskyky
sydänlihas ja verisuonten sileät lihassolut.
Lisääntynyt läpäisevyys
endoteeli. Rikkominen
mikroverenkiertoa. Putoaminen
verenpaine.
Hypoglykemia.

23. Joidenkin sytokiinien rooli tulehdusreaktioiden patogeneesissä: synnynnäisen immuunivasteen reaktioiden vahvistaminen

sytokiini
Vaikutus
IL-6
Akuutin vaiheen vaste (vaikutus hepatosyytteihin)
IL-8
Kemotaksistekijä neutrofiileille ja muille leukosyyteille
Nekroositekijä
kasvaimet -
alfa (TNF α)
Aktivoi neutrofiilejä, endoteelisoluja, hepatosyyttejä
(akuutin vaiheen proteiinien tuotanto), katabolinen
vaikutus – johtaa kakeksiaan
Interferonalfa (IFNa)
Aktivoi makrofageja, endoteelisoluja, luonnollisia
tappajat

24. Interleukiini-1-beeta: ominaisuudet

Kohdesolu
Vaikutus
Makrofagit,
fibroblastit,
osteoblastit,
epiteeli
Leviäminen, aktivointi
Osteoklastit
Luiden reabsorptioprosessien vahvistaminen
Hepatosyytit
Proteiinien synteesi tulehduksen akuutissa vaiheessa
Solut
hypotalamus
Prostaglandiinin synteesi ja sitä seuraavat
kehon lämpötilan nousu

25. Interleukiini-1-beeta: ominaisuudet

Kohdesolu
Vaikutus
T-lymfosyytit
Leviäminen, erilaistuminen,
sytokiinien synteesi ja eritys,
lisääntynyt ilmentymistaso
IL-2-reseptorit
B-lymfosyytit
Leviäminen, erilaistuminen
Neutrofiilit
Vapautuminen luuytimestä
kemotaksis, aktivaatio
Endoteeli
Adheesiomolekyylin ilmentymisen aktivointi

26. Sytokiinien toiminnan biologinen merkitys systeemisessä tulehduksessa

Kokonaisvaltaisella tasolla
kehon sytokiinit
kommunikoida välillä
immuuni, hermostunut,
endokriininen, hematopoieettinen ja
muut järjestelmät
homeostaasin säätely ja
auttaa saamaan heidät mukaan
singlen järjestäminen
puolustava reaktio.
Sytokiinit tarjoavat
"hälytys",
eli se on saapunut
aika ottaa kaikki varaukset käyttöön,
vaihtaa energiaa
virtaukset ja jälleenrakennustyöt
kaikki suoritettavat järjestelmät
yksi, mutta tärkein
selviytymistehtävä - taistelu
tuodun patogeenin kanssa.
Esimerkki proinflammatoristen sytokiinien monista vaikutuksista
interleukiini 1 beeta voi laukaista systeemisen tulehduksen

27.

INFa
IL-6
IL-12, IL-23
TNFa
IL-1p
IL-8
Sytokiinien synteesi
Säätö
lämpötila,
käyttäytyminen,
hormonisynteesi
Lymfosyyttien aktivointi
IL-1p
Molekyylien ilmentyminen
adheesio endoteelisoluihin,
prokoagulanttitoiminta,
sytokiinien synteesi
Proteiinin tuotanto
tulehduksen akuutti vaihe
PG
Aktivointi
hematopoieesi
LT
EI
Fagosytoosin aktivointi
iNOS:n ja aineenvaihdunnan aktivointi
arakidonihappo

28. IL-1 ja TNF-

IL-1 ja TNF-
Interleukiini-1 – beeta (IL-1)
ja nekroositekijä
kasvaimet - alfa (TNF-)
olla tärkeässä roolissa
tulehdusreaktiot,
esittelystä lähtien
reseptorin antagonisti
interleukiini 1 (IL-1 ra) ja
myös monoklonaalinen
vasta-aineita tai liukoisia
TNF-reseptorit
lohkot terävät ja
krooninen
tulehdusreaktiot sisään
kokeita päällä
eläimet.
.
Jotkut heistä ovat tällaisia
antagonisteja ja
monoklonaalinen
vasta-aineita jo
käytetty
klinikka - esim.
sepsiksen hoidossa,
reuma
niveltulehdus, systeeminen
lupus erythematosus ja
muut sairaudet
henkilö.

29. Kasvutekijät

sytokiini
GM-CSF
(granulosyytti-makrofagi
pesäkkeitä stimuloiva tekijä)
M-CSF
(Makrofagipesäkkeitä stimuloiva
tekijä)
G-CSF
(granulosyyttipesäkkeitä stimuloiva
tekijä)
Vaikutus
stimuloi kasvua ja
erilaistuminen
progenitorisolut
monosyytit ja
polymorfonukleaariset leukosyytit

30.

31.

HANKITUN IMMUUNITEETIN SÄÄNTELY
Sytokiinit – kasvu ja erilaistuminen
kaikentyyppisten T- ja B-lymfosyyttien tekijät
Päätoiminnot: T-auttajakloonien erilaistumisen säätely, kudostulehdustyyppien, efektori-T-solujen ja vasta-aineluokkien määritys
Th1 - solutyyppi makrofagien osallistuessa
ja T-lymfosyytit (granulooma

Tuberkuloosiin; sarkoidoosiin, kosketusihottuma, Crohnin tauti)
Th2 - allerginen tyyppi histamiinia ja prostaglandiineja sisältävä vaste
T h 17 – neutrofiilinen tulehdus
Tfn (follikulaariset T-auttajasolut) - humoraalinen immuunivaste
T reg –T h säätelevä (rajoittaa kaikentyyppisten immuunivasteiden voimakkuutta ja
tulehdus)

Sytokiinit ovat luonteeltaan immuunijärjestelmän solujen tuottamia proteiineja (kutsutaan usein "tekijöiksi" kirjallisuudessa). Ne osallistuvat immuunijärjestelmän vastasyntyneiden solujen erilaistumiseen ja antavat niille tietyt ominaisuudet, jotka ovat immuunisolujen monimuotoisuuden lähde, ja varmistavat myös solujen välisen vuorovaikutuksen. Jotta tämä prosessi olisi helpompi ymmärtää, immuunisolujen tuotantoprosessia voidaan verrata tehtaaseen. Ensimmäisessä vaiheessa identtiset kennoaihiot lähtevät kuljettimelta, sitten toisessa vaiheessa käyttämällä erilaisia ryhmiä sytokiinit, jokainen solu on varustettu erityisillä toiminnoilla ja lajitellaan ryhmiin myöhempää osallistumista varten immuuniprosesseihin. Näin T-lymfosyytit, B-lymfosyytit, neutrofiilit, basofiilit, eosinofiilit ja monosyytit saadaan identtisistä soluista.

Tieteen kannalta kiinnostava on sytokiinin soluun kohdistuvan vaikutuksen erikoisuus, joka saa aikaan muiden sytokiinien tuotannon kyseisessä solussa. Eli yksi sytokiini laukaisee reaktion muiden tuottamiseksi sytokiinit.

Sytokiinit, riippuen niiden vaikutuksesta immuunisoluihin, jaetaan kuuteen ryhmään:

Interferonit
Interleukiinit
Pesäkkeitä stimuloivat tekijät
Kasvutekijät
Kemokiinit
Kasvainnekroositekijät

Interferonit ovat sytokiineja, joita solut tuottavat vasteena virusinfektiolle tai muille ärsykkeille. Nämä proteiinit (sytokiinit) estävät virusten lisääntymisen muissa soluissa ja osallistuvat immuunisolujen väliseen vuorovaikutukseen.

Ensimmäinen tyyppi (sillä on antiviraalisia ja kasvaimia estäviä vaikutuksia):

interferoni-alfa

interferoni beeta

Interferoni-gamma

Interferoneilla alfa ja beeta on samanlainen vaikutusmekanismi, mutta niitä tuottavat eri solut.

Interferoni-alfaa tuottavat yksitumaiset fagosyytit. Tästä seuraa sen nimi - " leukosyyttien interferoni».

Interferoni-beetaa tuottavat fibroblastit. Siitä sen nimi - " fibroblastiinterferoni».

Ensimmäisen tyypin interferoneilla on omat tehtävänsä:

Lisää interleukiinien (IL1) tuotantoa
Vähennä pH-tasoa solujen välisessä ympäristössä lämpötilan noustessa
Sitoutuu terveisiin soluihin ja suojaa niitä viruksilta
Pystyy estämään solujen lisääntymistä (kasvua) estämällä aminohapposynteesin
Yhdessä luonnollisten tappajasolujen kanssa ne indusoivat tai tukahduttavat (tilanteesta riippuen) antigeenien muodostumista

Interferoni-gammaa tuottavat T-lymfosyytit ja luonnolliset tappajasolut. Se kantaa nimeä - " immuuni interferoni»

Toisen tyypin interferonilla on myös tehtäviä:

Aktivoi T-lymfosyyttejä, B-lymfosyyttejä, makrofageja, neutrofiilejä,
Estää tymosyyttien lisääntymistä,
Vahvistaa soluimmuniteettia ja autoimmuniteettia,
Säätelee normaalien ja infektoituneiden solujen apoptoosia.

Interleukiinit(lyhennetty IL) ovat sytokiinejä, jotka säätelevät leukosyyttien välistä vuorovaikutusta. Tiede on tunnistanut 27 interleukiinia.

Pesäkkeitä stimuloivat tekijät ovat sytokiineja, jotka säätelevät luuytimen kantasolujen ja verisolujen esiasteiden jakautumista ja erilaistumista. Nämä sytokiinit ovat vastuussa lymfosyyttien kyvystä muodostaa klooneja, ja ne pystyvät myös stimuloimaan luuytimen ulkopuolella olevien solujen toimintaa.

Kasvutekijät – säätelevät solujen kasvua, erilaistumista ja toimivuutta eri kudoksissa

Tähän mennessä on löydetty seuraavat kasvutekijät:

muuntavat kasvutekijät alfa ja beeta
epidermaalinen kasvutekijä
fibroblastien kasvutekijä
verihiutaleperäinen kasvutekijä
hermosolujen kasvutekijä
insuliinin kaltainen kasvutekijä
hepariinia sitova kasvutekijä
endoteelisolujen kasvutekijä

Kasvutekijäbeetan muuntamisen toimintoja pidetään eniten tutkituina. Se on vastuussa T-lymfosyyttien kasvun ja aktiivisuuden tukahduttamisesta, vaimentaa joitain makrofagien, neutrofiilien ja B-lymfosyyttien toimintoja. Vaikka tämä tekijä on luokiteltu kasvutekijäksi, se on itse asiassa mukana käänteisessä prosessissa, eli se vaimentaa immuunivastetta (suppressoi immuunipuolustukseen osallistuvien solujen toimintoja), kun infektio on eliminoitu ja immuunisolujen työskentely loppuu. ei enää tarpeellista. Tämän tekijän vaikutuksesta kollageenin synteesi ja immunoglobuliini-IgA:n tuotanto tehostuvat haavan paranemisen aikana ja muistisoluja syntyy.

Kemokiinit ovat sytokiineja, joilla on alhainen molekyylipaino. Niiden päätehtävänä on houkutella leukosyyttejä verenkierrosta tulehduskohtaan sekä säädellä leukosyyttien liikkuvuutta.

Kasvainnekroositekijät(lyhennettynä TNF) ovat kahden tyyppisiä sytokiinejä (TNF-alfa ja TNF-beeta). Niiden toiminnan tulokset: kakeksian kehittyminen (kehon äärimmäinen uupumus entsyymin toiminnan hidastumisesta, mikä edistää rasvan kertymistä kehoon); kehitystä myrkyllinen shokki; immuunijärjestelmän solujen apoptoosin (solukuoleman) estäminen, kasvaimen ja muiden solujen apoptoosin induktio; verihiutaleiden aktivointi ja haavan paraneminen; angiogeneesin (vaskulaarinen proliferaatio) ja fibrogeneesin (kudoksen rappeutuminen sidekudokseksi), granulomatoosin (granuloomien muodostuminen - fagosyyttien proliferaatio ja transformaatio) estäminen ja monet muut tulokset.

Tšeljabinskin valtionyliopisto

Aiheesta: "Sytokiinit"

Täydentäjä: Ustyuzhanina D.V.

Lohko BB 202-1

Tšeljabinsk

Sytokiinien yleiset ominaisuudet

Sytokiinien vaikutusmekanismi

Rikkomisen mekanismi

Interleukiinit

Interferonit

TNF: Tuumorinekroositekijä

Pesäkkeitä stimuloivat tekijät

1. Sytokiinit

Sytokiinit ovat spesifisiä proteiineja, joiden avulla immuunijärjestelmän eri solut voivat vaihtaa tietoja keskenään ja koordinoida toimia. Solun pinnan reseptoreihin vaikuttavien sytokiinien joukko ja määrät - "sytokiinimiljöö" - edustavat vuorovaikutteisten ja usein muuttuvien signaalien matriisia. Nämä signaalit ovat monimutkaisia sytokiinireseptoreiden laajan valikoiman vuoksi ja koska jokainen sytokiini voi aktivoida tai tukahduttaa useita prosesseja, mukaan lukien oma synteesi ja muiden sytokiinien synteesi sekä sytokiinireseptorien muodostuminen ja esiintyminen solun pinnalla. Eri kudoksilla on oma terve "sytokiiniympäristönsä". Yli sata erilaista sytokiinia on löydetty.

Sytokiinit eroavat hormoneista siinä, että niitä eivät tuota endokriiniset rauhaset, vaan erityyppiset solut; Lisäksi ne hallitsevat paljon laajempaa kohdesolujen määrää kuin hormonit.

Sytokiinit sisältävät joitain kasvutekijöitä, kuteninterferonit, tuumorinekroositekijä (TNF) , riviinterleukiinitpesäkkeitä stimuloiva tekijä (CSF) ja monet muut.

Sytokiineihin kuuluvat interferonit, pesäkkeitä stimuloivat tekijät (CSF), kemokiinit, transformoivat kasvutekijät; tuumorinekroositekijä; interleukiinit, joilla on historiallisesti vakiintuneet sarjanumerot, ja jotkut muut endogeeniset välittäjät. Interleukiinit, joiden sarjanumerot alkavat 1:stä, eivät kuulu samaan sytokiinien alaryhmään, jotka liittyvät yhteisiin toimintoihin. Ne puolestaan voidaan jakaa tulehdusta edistäviin sytokiineihin, lymfosyyttien kasvu- ja erilaistumistekijöihin sekä yksittäisiin säätelysytokiineihin.

Luokittelu rakenteen mukaan:

Toiminnallinen luokitus:

Sytokiinireseptorien luokitus

Sytokiinien rakenteellinen ja toiminnallinen luokitus

Sytokiiniperheet	Alaryhmät ja ligandit	Biologiset perustoiminnot
Interferonitminätyyppi	IFN ,  ,  ,  ,  ,  , IL-28, IL-29 (IFN )	Antiviraalinen vaikutus, antiproliferatiivinen, immunomoduloiva vaikutus
Hematopoieettisten solujen kasvutekijät	Kantasolutekijä (pakki- ligandi, terästekijä), Flt-3 ligandi, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11	Erilaisten progenitorisolujen proliferaation ja erilaistumisen stimulointi luuytimessä, hematopoieesin aktivointi
	Liganditgp140: IL-3, IL-5, GM-CSF
	Erytropoietiini, trombopoietiini
Interleukiini-1 superperhe ja FRF	FRF-perhe: Hapan FGF, emäksinen FGF, FGF3 – FGF23	Fibroblastien ja epiteelisolujen lisääntymisen aktivointi
Interleukiini-1 superperhe ja FRF	IL-1 perhe (F1-11): IL-1α, IL-1β, IL-1-reseptorin antagonisti, IL-18, IL-33 jne.	Tulehdusta edistävä vaikutus, spesifisen immuniteetin aktivointi
Tuumorinekroositekijäperhe	TNF, lymfotoksiinit α ja β,Fas-ligandi jne.	Proinflammatorinen vaikutus, apoptoosin säätely ja immunokompetenttien solujen solujen välinen vuorovaikutus
Interleukiini-6 perhe	Liganditgp130: IL-6, IL-11, IL-31, onkostatiini-M, kardiotropiini-1,Leukemiaa estävä tekijä, Siliaryneurotrofinen tekijä	Pro-inflammatoriset ja immunosäätelyvaikutukset
Kemokiinit	SS, SXS (IL-8), SX3S, S	Eri tyyppisten leukosyyttien kemotaksisen säätely
Interleukiini-10 perhe	IL-10,19,20,22,24,26	Immunosuppressiivinen vaikutus
Cinterleukiini-12 perhe	IL-12,23,27	Auttaja-T-lymfosyyttien erilaistumisen säätely
T-auttajakloonien sytokiinit ja lymfosyyttien säätelytoiminnot	T-auttaja tyyppi 1: IL-2, IL-15, IL-21, IFN	Solujen immuniteetin aktivointi
	Tyypin 2 auttaja-T-solut: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13	Humoraalisen immuniteetin aktivointi, immunomoduloiva vaikutus
	IL-2-reseptorin y-ketjun ligandit: IL-4 IL-13 IL-7 TSLP	Erilaisten lymfosyyttien, DC:iden, NK-solujen, makrofagien jne. erilaistumisen, lisääntymisen ja toiminnallisten ominaisuuksien stimulointi.
Interleukin 17 perhe	IL-17 A, B, C, D, E, F	Pro-inflammatoristen sytokiinien synteesin aktivointi
Hermokasvutekijän, verihiutaleperäisen kasvutekijän ja muuntavien kasvutekijöiden superperhe	Hermokasvutekijäperhe: NGF, aivoista peräisin oleva neurotrofinen tekijä	Tulehduksen, angiogeneesin, hermosolujen toiminnan säätely, alkion kehitys ja kudosten uusiutuminen
	Verihiutaleperäiset kasvutekijät (PDGF), angiogeeniset kasvutekijät (VEGF)
	TRF-perhe: TRF , aktiviinit,inhibiinit,Nodal, Luumorfogeeninenproteiinit, Mullerilainenestäväaine
Epidermaalinen kasvutekijä perhe	ERF, TRFα jne.
Insuliinin kaltaisten kasvutekijöiden perhe	IRF-minä, IRF-II	Eri solutyyppien lisääntymisen stimulointi

Sytokiinien yleiset ominaisuudet:

1. Sytokiinit ovat polypeptidejä tai proteiineja, usein glykosyloituja. Useimpien niiden MW on 5-50 kDa. Biologisesti aktiiviset sytokiinimolekyylit voivat koostua yhdestä, kahdesta, kolmesta tai useammasta identtisestä tai erilaisesta alayksiköstä. 2. Sytokiineilla ei ole antigeenispesifistä biologista vaikutusta. Ne vaikuttavat synnynnäisen ja hankitun immuniteetin reaktioihin osallistuvien solujen toiminnalliseen toimintaan. T- ja B-lymfosyyteihin vaikuttamalla sytokiinit pystyvät kuitenkin stimuloimaan antigeenin aiheuttamia prosesseja immuunijärjestelmässä. 3. Sytokiinigeeneille on kolme ilmentymisvaihtoehtoa: a) vaihespesifinen ilmentyminen tietyissä alkionkehityksen vaiheissa, b) konstitutiivinen ilmentyminen useiden normaalien fysiologisten toimintojen säätelyyn, c) indusoituva ilmentymistyyppi, joka on tyypillistä useimmille sytokiinit. Solut eivät todellakaan syntetisoi useimpia tulehdusreaktion ja immuunivasteen ulkopuolella olevia sytokiinejä. Sytokiinigeenien ilmentyminen alkaa vasteena patogeenien tunkeutumiseen kehoon, antigeeniselle ärsytykselle tai kudosvaurioille. Yksi voimakkaimmista proinflammatoristen sytokiinien synteesin indusoijista ovat patogeeneihin liittyvät molekyylirakenteet. T-solusytokiinien synteesin laukaisemiseksi tarvitaan solujen aktivointi spesifisellä antigeenillä T-soluantigeenireseptorin osallistuessa. 4. Sytokiinit syntetisoidaan vasteena stimulaatiolle lyhyen ajan. Synteesi keskeytyy useiden autosäätelymekanismien vuoksi, mukaan lukien lisääntynyt RNA:n epävakaus ja prostaglandiinien, kortikosteroidihormonien ja muiden tekijöiden välittämien negatiivisten takaisinkytkentäsilmukoiden olemassaolo. 5. Saman sytokiinin voivat tuottaa erilaista histogeneettistä alkuperää olevat kehon solutyypit eri elimissä. 6. Sytokiinit voivat liittyä niitä syntetisoivien solujen kalvoihin, ja niillä on täysi spektri biologista aktiivisuutta kalvomuodossa ja niiden biologinen vaikutus ilmenee solujen välisessä kosketuksessa. 7. Sytokiinien biologiset vaikutukset välittyvät spesifisten solureseptorikompleksien kautta, jotka sitovat sytokiineja erittäin suurella affiniteetilla, ja yksittäiset sytokiinit voivat käyttää yhteisiä reseptorialayksiköitä. Sytokiinireseptorit voivat esiintyä liukoisessa muodossa säilyttäen kyvyn sitoa ligandeja. 8. Sytokiineilla on pleiotrooppisia biologisia vaikutuksia. Sama sytokiini voi vaikuttaa monen tyyppisiin soluihin aiheuttaen erilaisia vaikutuksia kohdesolutyypistä riippuen. Sytokiinien toiminnan pleiotropia varmistetaan sytokiinireseptorien ilmentymisellä eri alkuperää ja toimintoa omaavissa solutyypeissä sekä signaalin välityksellä käyttämällä useita erilaisia solunsisäisiä lähettiläitä ja transkriptiotekijöitä. 9. Sytokiineille on ominaista biologisen toiminnan vaihdettavuus. Useat erilaiset sytokiinit voivat aiheuttaa saman biologisen vaikutuksen tai niillä voi olla samanlainen aktiivisuus. Sytokiinit indusoivat tai tukahduttavat itsensä, muiden sytokiinien ja niiden reseptorien synteesiä. 10. Vasteena aktivaatiosignaalille solut syntetisoivat samanaikaisesti useita sytokiinejä, jotka osallistuvat sytokiiniverkoston muodostukseen. Biologiset vaikutukset kudos- ja kehon tasolla riippuvat muiden sytokiinien läsnäolosta ja pitoisuudesta, joilla on synergistisiä, additiivisia tai vastakkaisia vaikutuksia. 11. Sytokiinit voivat vaikuttaa kohdesolujen lisääntymiseen, erilaistumiseen ja toiminnalliseen aktiivisuuteen. 12. Sytokiinit vaikuttavat soluihin eri tavoin: autokriininen - soluun, joka syntetisoi ja erittää tätä sytokiinia; parakriini - soluissa, jotka sijaitsevat lähellä tuottajasolua, esimerkiksi tulehduksen fokuksessa tai imukudoselimessä; endokriininen - etänä kaikkien elinten ja kudosten soluissa verenkiertoon pääsyn jälkeen. Jälkimmäisessä tapauksessa sytokiinien toiminta muistuttaa hormonien toimintaa.

Samaa sytokiinia voivat tuottaa eri histogeneettistä alkuperää olevat kehon solutyypit eri elimissä ja ne voivat vaikuttaa monenlaisiin soluihin aiheuttaen erilaisia vaikutuksia kohdesolutyypistä riippuen.

Kolme muunnelmaa sytokiinien biologisen vaikutuksen ilmentymisestä.

Ilmeisesti sytokiinien säätelyjärjestelmän muodostuminen tapahtui evoluutionaalisesti monisoluisten organismien kehittymisen myötä ja johtui tarpeesta muodostaa solujen välisen vuorovaikutuksen välittäjiä, joihin voi sisältyä hormoneja, neuropeptidejä, adheesiomolekyylejä ja joitain muita. Tässä suhteessa sytokiinit ovat yleisin säätelyjärjestelmä, koska ne pystyvät osoittamaan biologista aktiivisuutta sekä kaukaa tuottajasolun erittämisen jälkeen (paikallisesti ja systeemisesti) että solujen välisen kosketuksen aikana, koska ne ovat biologisesti aktiivisia kalvomuodossa. Tämä sytokiinijärjestelmä eroaa adheesimolekyyleistä, jotka suorittavat kapeampia toimintoja vain solujen suoran kosketuksen aikana. Samanaikaisesti sytokiinijärjestelmä eroaa hormoneista, joita syntetisoivat pääasiassa erikoistuneet elimet ja jotka vaikuttavat verenkiertojärjestelmään joutuessaan. Sytokiinien rooli kehon fysiologisten toimintojen säätelyssä voidaan jakaa 4 pääkomponenttiin: 1. Alkion synnyn, elinten muodostumisen ja kehityksen säätely, mm. immuunijärjestelmän elimiä.2. Tiettyjen normaalien fysiologisten toimintojen säätely.3. Kehon puolustusreaktioiden säätely paikallisella ja systeemisellä tasolla.4. Kudosten regeneraatioprosessien säätely.

Johdanto.

1. Sytokiinien yleiset ominaisuudet ja luokitus.

1.1. Vaikutusmekanismit.

1.2 Sytokiinien ominaisuudet.

1.3 Sytokiinien rooli kehon fysiologisten toimintojen säätelyssä.

2. Sytokiinien erityistutkimukset.

2.1 Sytokiinien merkitys paksusuolen tulehduksellisten sairauksien patogeneesissä lapsilla.

2.2 Typpioksidin ja sytokiinien rooli akuutin keuhkovaurio-oireyhtymän kehittymisessä.

3. Sytokiinien määritysmenetelmät

3.1.Sytokiinien biologisen aktiivisuuden määrittäminen

3.2.Sytokiinien kvantitatiivinen määritys vasta-aineita käyttäen

3.3 Sytokiinien määritys entsyymi-immunomäärityksellä.

3.3.1 Kasvainnekroositekijä-alfa.

3.3.2 Gammainterferoni.

3.3.3 Interleukiini-4

3.3.4 Interleukiini-8

3.3.5 Interleukiini-1-reseptorin antagonisti.

3.3.6 Alfa-interferoni.

3.3.7 Alfa INF:n vasta-aineet.

4. Sytokiineihin perustuvat immunotrooppiset lääkkeet.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta.

Johtopäätös.

Johdanto.

On kulunut vähän aikaa ensimmäisten sytokiinien kuvauksesta. Heidän tutkimuksensa johti kuitenkin laajan tietämyksen tunnistamiseen - sytokinologiaan, joka on olennainen osa erilaisia tietoaloja, ja ennen kaikkea immunologiaa, joka antoi voimakkaan sysäyksen näiden välittäjien tutkimukselle. Sytokinologia läpäisee kaikki kliiniset tieteenalat sairauksien etiologiasta ja patogeneesistä erilaisten patologisten tilojen ehkäisyyn ja hoitoon. Tästä johtuen tieteellisten tutkijoiden ja kliinikkojen on navigoitava säätelymolekyylien monimuotoisuudessa ja heillä on oltava selkeä käsitys kunkin sytokiinin roolista tutkittavissa prosesseissa. Kaikilla immuunijärjestelmän soluilla on erityisiä toimintoja ja ne toimivat selkeästi koordinoidussa vuorovaikutuksessa, jonka tarjoavat erityiset biologisesti aktiiviset aineet - sytokiinit - immuunireaktioiden säätelijät. Sytokiinit ovat spesifisiä proteiineja, joiden avulla immuunijärjestelmän eri solut voivat vaihtaa tietoja keskenään ja koordinoida toimia. Solun pinnan reseptoreihin vaikuttavien sytokiinien joukko ja määrät - "sytokiinimiljöö" - edustavat vuorovaikutteisten ja usein muuttuvien signaalien matriisia. Nämä signaalit ovat monimutkaisia sytokiinireseptoreiden laajan valikoiman vuoksi ja koska jokainen sytokiini voi aktivoida tai tukahduttaa useita prosesseja, mukaan lukien oma synteesi ja muiden sytokiinien synteesi sekä sytokiinireseptorien muodostuminen ja esiintyminen solun pinnalla. Työmme tavoitteena on tutkia sytakiineja, niiden toimintoja ja ominaisuuksia sekä niiden mahdollista käyttöä lääketieteessä. Sytokiinit ovat pieniä proteiineja (molekyylipaino 8 - 80 KDa), jotka vaikuttavat autokriinisesti (eli niitä tuottavaan soluun) tai parakriinisesti (lähellä sijaitseviin soluihin). Näiden erittäin aktiivisten molekyylien muodostuminen ja vapautuminen on ohimenevää ja tiukasti säädeltyä.

Kirjallisuusarvostelu.

Sytokiinien yleiset ominaisuudet ja luokitus.

Sytokiinit ovat ryhmä solujen välisen vuorovaikutuksen polypeptidivälittäjiä, jotka osallistuvat ensisijaisesti kehon puolustusreaktioiden muodostumiseen ja säätelyyn taudinaiheuttajien kulkeutumisen ja kudosten eheyden häiriintymisen aikana sekä useiden normaalien fysiologisten toimintojen säätelyyn. Sytokiinit voidaan erottaa uudeksi itsenäiseksi säätelyjärjestelmäksi, joka on olemassa hermoston ja endokriinisten järjestelmien kanssa homeostaasin ylläpitämiseksi, ja kaikki kolme järjestelmää ovat läheisesti yhteydessä toisiinsa ja toisistaan riippuvaisia. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana useimpien sytokiinien geenit on kloonattu ja on saatu rekombinanttianalogeja, jotka toistavat täysin luonnollisten molekyylien biologiset ominaisuudet. Nykyään tunnetaan yli 200 yksittäistä sytokiiniperheeseen kuuluvaa ainetta. Sytokiinien tutkimuksen historia alkoi 1900-luvun 40-luvulla. Silloin kuvattiin kakektiinin, veren seerumissa olevan tekijän, joka voi aiheuttaa kakeksiaa tai painon laskua, ensimmäiset vaikutukset. Myöhemmin tämä välittäjä eristettiin ja sen osoitettiin olevan identtinen tuumorinekroositekijän (TNF) kanssa. Tuolloin sytokiinien tutkimus perustui periaatteeseen, että havaittiin mikä tahansa biologinen vaikutus, joka toimi lähtökohtana vastaavan välittäjän nimeämiselle. Näin interferonia (IFN) kutsuttiin 50-luvulla, koska se kykenee häiritsemään tai lisäämään vastustuskykyä toistuvan virusinfektion aikana. Interleukiini-1:tä (IL-1) kutsuttiin alun perin myös endogeeniseksi pyrogeeniksi, toisin kuin bakteeriperäisiä lipopolysakkarideja, joita pidettiin eksogeenisinä pyrogeeneinä. Sytokiinien tutkimuksen seuraava vaihe, joka juontaa juurensa 60-70 vuoteen, liittyy luonnollisten molekyylien puhdistamiseen ja niiden biologisen toiminnan kattavaan karakterisointiin. Tähän aikaan sisältyi T-solukasvutekijän, joka tunnetaan nykyään nimellä IL-2, ja joukon muita molekyylejä, jotka stimuloivat T-, B-lymfosyyttien ja muun tyyppisten leukosyyttien kasvua ja toiminnallista aktiivisuutta. Vuonna 1979 ehdotettiin termiä "interleukiinit" nimeämään ja systematisoimaan niitä, toisin sanoen välittäjiä, jotka kommunikoivat leukosyyttien välillä. Pian kuitenkin kävi selväksi, että sytokiinien biologiset vaikutukset ulottuvat paljon immuunijärjestelmän ulkopuolelle, ja siksi aiemmin ehdotetusta termistä "sytokiinit" tuli hyväksyttävämpi ja se on säilynyt tähän päivään asti. Vallankumouksellinen käänne sytokiinien tutkimuksessa tapahtui 80-luvun alussa hiiren ja ihmisen interferonigeenien kloonauksen ja rekombinanttimolekyylien tuotannon jälkeen, jotka replikoivat täysin luonnollisten sytokiinien biologiset ominaisuudet. Tämän jälkeen oli mahdollista kloonata muiden tämän perheen välittäjien geenejä. Tärkeä virstanpylväs sytokiinien historiassa oli rekombinanttien interferonien ja erityisesti rekombinantin IL-2:n kliininen käyttö syövän hoidossa. 90-lukua leimasi sytokiinireseptorien alayksikkörakenteen löytäminen ja "sytokiiniverkoston" käsitteen muodostuminen, ja 2000-luvun alkua leimasi monien uusien sytokiinien löytäminen geneettisen analyysin avulla. Sytokiineihin kuuluvat interferonit, pesäkkeitä stimuloivat tekijät (CSF), kemokiinit, transformoivat kasvutekijät; tuumorinekroositekijä; interleukiinit, joilla on historiallisesti vakiintuneet sarjanumerot, ja jotkut muut endogeeniset välittäjät. Interleukiinit, joiden sarjanumerot alkavat 1:stä, eivät kuulu samaan sytokiinien alaryhmään, jotka liittyvät yhteisiin toimintoihin. Ne puolestaan voidaan jakaa tulehdusta edistäviin sytokiineihin, lymfosyyttien kasvu- ja erilaistumistekijöihin sekä yksittäisiin säätelysytokiineihin. Nimi "interleukiini" annetaan äskettäin löydetylle välittäjälle, jos seuraavat Kansainvälisen immunologisten yhdistysten liiton nimistökomitean kehittämät kriteerit täyttyvät: molekyylikloonaus ja tutkittavan tekijän geenin ilmentyminen, ainutlaatuisen nukleotidin läsnäolo. ja vastaava aminohapposekvenssi ja neutraloivien monoklonaalisten vasta-aineiden tuotanto. Lisäksi uuden molekyylin tulee olla immuunijärjestelmän solujen (lymfosyytit, monosyytit tai muun tyyppiset leukosyytit) tuottamaa, sillä on oltava tärkeä biologinen tehtävä immuunivasteen säätelyssä sekä lisätoimintoja, minkä vuoksi sitä ei voida antaa toimiva nimi. Lopuksi uuden interleukiinin luetellut ominaisuudet on julkaistava vertaisarvioidussa tieteellisessä julkaisussa. Sytokiinien luokittelu voidaan suorittaa niiden biokemiallisten ja biologisten ominaisuuksien sekä niiden reseptorityyppien mukaan, joiden kautta sytokiinit suorittavat biologisia toimintojaan. Sytokiinien luokittelu rakenteen mukaan (taulukko 1) ei huomioi ainoastaan aminohapposekvenssiä, vaan ensisijaisesti proteiinin tertiaarista rakennetta, joka heijastaa tarkemmin molekyylien evolutionaarista alkuperää.

Taulukko 1. Sytokiinien luokitus rakenteen mukaan.

Geenikloonaus ja sytokiinireseptorien rakenteen analyysi osoittivat, että aivan kuten itse sytokiinit, nämä molekyylit voidaan jakaa useisiin tyyppeihin aminohapposekvenssien samankaltaisuuden ja solunulkoisten domeenien järjestäytymisen erityispiirteiden mukaan (taulukko 2). Yhtä suurimmista sytokiinireseptoriperheistä kutsutaan htai tyypin I sytokiinireseptoriperheeksi. Tämän reseptoriryhmän rakenteellinen piirre on 4 kysteiinin ja aminohapposekvenssin Trp-Ser-X-Trp-Ser (WSXWS) läsnäolo molekyylissä, joka sijaitsee lyhyen matkan päässä solukalvosta. Luokan II sytokiinireseptorit ovat vuorovaikutuksessa interferonien ja IL-10:n kanssa. Molemmilla ensimmäisillä reseptorityypeillä on homologiaa toistensa kanssa. Seuraavat reseptoriryhmät tarjoavat vuorovaikutuksen tuumorinekroositekijäperheen ja IL-1-perheen sytokiinien kanssa. Tällä hetkellä tunnetaan yli 20 erilaista kemokiinireseptoria, jotka ovat vuorovaikutuksessa vaihtelevalla affiniteettiasteella yhden tai useamman kemokiiniperheen ligandin kanssa. Kemokiinireseptorit kuuluvat rodopsiinireseptorien superperheeseen, niillä on 7 transmembraanidomeenia ja ne välittävät signaaleja G-proteiineja käyttämällä.

Taulukko 2. Sytokiinireseptorien luokittelu.

Monet sytokiinireseptorit koostuvat 2-3 alayksiköstä, joita eri geenit koodaavat ja jotka ilmentyvät itsenäisesti. Lisäksi korkean affiniteetin reseptorin muodostuminen edellyttää kaikkien alayksiköiden samanaikaista vuorovaikutusta. Esimerkki tällaisesta sytokiinireseptorien järjestäytymisestä on IL-2-reseptorikompleksin rakenne. Yllättävää oli havainto, että IL-2-reseptorikompleksin yksittäiset alayksiköt ovat yhteisiä IL-2:lle ja useille muille sytokiineille. Siten p-ketju on samanaikaisesti IL-15-reseptorin komponentti ja y-ketju toimii IL-2-, IL-4-, IL-7-, IL-9-, IL-reseptorien yhteisenä alayksikkönä. 15 ja IL-21. Tämä tarkoittaa, että kaikki mainitut sytokiinit, joiden reseptorit koostuvat myös 2-3 yksittäisestä polypeptidistä, käyttävät y-ketjua reseptoriensa komponenttina, lisäksi signaalinvälityksestä vastaavana komponenttina. Kaikissa tapauksissa kunkin sytokiinin vuorovaikutuksen spesifisyyden tarjoavat muut rakenteeltaan erilaiset alayksiköt. Sytokiinireseptorien joukossa on 2 yleisempää reseptorialayksikköä, jotka välittävät signaaleja vuorovaikutuksen jälkeen eri sytokiinien kanssa. Tämä on pc-reseptorin alayksikkö (gp140), joka on yhteinen IL-3-, IL-5- ja GM-CSF-reseptoreille, ja gp130-reseptorialayksikkö, joka on yhteinen IL-6-perheen jäsenille. Yhteisen signalointialayksikön läsnäolo sytokiinireseptoreissa toimii yhtenä lähestymistavana niiden luokittelussa, koska sen avulla voimme löytää yhteistä sekä ligandien rakenteessa että biologisissa vaikutuksissa.

Taulukossa 3 on esitetty yhdistetty rakenteellinen ja toiminnallinen luokittelu, jossa kaikki sytokiinit on jaettu ryhmiin ottaen ensisijaisesti huomioon niiden biologinen aktiivisuus sekä edellä mainitut sytokiinimolekyylien ja niiden reseptorien rakenteelliset ominaisuudet.

Taulukko 3. Sytokiinien rakenteellinen ja toiminnallinen luokitus.

Sytokiiniperheet	Alaryhmät ja ligandit	Biologiset perustoiminnot
Tyypin I interferonit	IFN a,b,d,k,w,t, IL-28, IL-29 (IFN l)	Antiviraalinen vaikutus, antiproliferatiivinen, immunomoduloiva vaikutus
Hematopoieettisten solujen kasvutekijät	Kantasolutekijä (kit-ligandi, terästekijä), Flt-3-ligandi, G-CSF, M-CSF, IL-7, IL-11 gp140 ligandit: IL-3, IL-5, GM-CSF	Erilaisten progenitorisolujen proliferaation ja erilaistumisen stimulointi luuytimessä, hematopoieesin aktivointi Erytropoietiini, trombopoietiini
Interleukiini-1 ja FGF-superperhe	FRF-perhe: Hapan FGF, emäksinen FGF, FGF3 – FGF23 IL-1-perhe (F1-11): IL-1α, IL-1β, IL-1-reseptorin antagonisti, IL-18, IL-33 jne.	Fibroblastien ja epiteelisolujen lisääntymisen aktivointi Tulehdusta edistävä vaikutus, spesifisen immuniteetin aktivointi
Tuumorinekroositekijäperhe	TNF, lymfotoksiinit α ja β, Fas-ligandi jne.	Proinflammatorinen vaikutus, apoptoosin säätely ja immunokompetenttien solujen solujen välinen vuorovaikutus
Interleukiini-6 perhe	gp130 ligandit: IL-6, IL-11, IL-31, onkostatiini-M, kardiotropiini-1, leukemiaa estävä tekijä, siliaarisen neurotrofinen tekijä	Pro-inflammatoriset ja immunosäätelyvaikutukset
Kemokiinit	SS, SXS (IL-8), SX3S, S	Eri tyyppisten leukosyyttien kemotaksisen säätely
Interleukiini-10 perhe	IL-10,19,20,22,24,26	Immunosuppressiivinen vaikutus
Interleukiini-12 perhe		Auttaja-T-lymfosyyttien erilaistumisen säätely
T-auttajakloonien sytokiinit ja lymfosyyttien säätelytoiminnot	T-auttaja tyyppi 1: IL-2, IL-15, IL-21, IFNg Tyypin 2 auttaja-T-solut: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 IL-2-reseptorin y-ketjun ligandit: IL-7 TSLP	Solujen immuniteetin aktivointi Humoraalisen immuniteetin aktivointi, immunomoduloiva vaikutus Erilaisten lymfosyyttien, DC:iden, NK-solujen, makrofagien jne. erilaistumisen, lisääntymisen ja toiminnallisten ominaisuuksien stimulointi.
Interleukin 17 perhe	IL-17A, B, C, D, E, F	Pro-inflammatoristen sytokiinien synteesin aktivointi
Hermokasvutekijän, verihiutaleperäisen kasvutekijän ja muuntavien kasvutekijöiden superperhe	Hermokasvutekijäperhe: NGF, aivoista peräisin oleva neurotrofinen tekijä Verihiutaleperäiset kasvutekijät (PDGF), angiogeeniset kasvutekijät (VEGF) TRF-perhe: TRFb, aktiviinit, inhibiinit, solmukudos, luun morfogeeniset proteiinit, Mullerin estoaine	Tulehduksen, angiogeneesin, hermosolujen toiminnan, alkionkehityksen ja kudosten regeneraation säätely
Epidermaalinen kasvutekijä perhe	ERF, TRFα jne.
Insuliinin kaltaisten kasvutekijöiden perhe	IRF-I, IRF-II	Eri solutyyppien lisääntymisen stimulointi

Ensimmäinen ryhmä sisältää tyypin I interferonit ja on yksinkertaisin organisaatiossa, koska kaikilla siihen sisältyvillä molekyyleillä on samanlainen rakenne ja suurelta osin samat toiminnot, jotka liittyvät virustorjuntaan. Toiseen ryhmään kuuluivat hematopoieettisten solujen kasvu- ja erilaistumistekijät, jotka stimuloivat hematopoieettisten esisolujen kehitystä kantasolusta alkaen. Tähän ryhmään kuuluvat sytokiinit, jotka ovat kapeasti spesifisiä hematopoieettisten solujen yksittäisille erilaistumislinjoille (erytropoietiini, trombopoietiini sekä IL-7, joka vaikuttaa T-B-lymfosyyttien esiasteisiin), sekä sytokiinit, joilla on laajempi biologinen aktiivisuus. kuten IL-3, IL-11, pesäkkeitä stimuloivat tekijät. Tämän sytokiiniryhmän sisällä eristetään gp140-ligandit, joilla on yhteinen reseptorialayksikkö, samoin kuin trombopoietiini ja erytropoietiini, koska molekyylien rakenteellinen organisaatio on samankaltainen. FGF- ja IL-1-superperheen sytokiineilla on korkea homologia-aste ja samanlainen proteiinirakenne, mikä vahvistaa niiden yhteisen alkuperän. Kuitenkin, mitä tulee biologisen aktiivisuuden ilmenemismuotoihin, FGF eroaa monessa suhteessa IL-1-perheen agonisteista. IL-1-molekyylien perheellä on tällä hetkellä toiminnallisten nimien lisäksi merkinnät F1-F11, jossa F1 vastaa IL-1a:aa, F2 vastaa IL-1p:aa, F3 vastaa IL-1-reseptorin antagonistia, F4 vastaa IL-18:aa. . Loput perheenjäsenet löydettiin geneettisen analyysin tuloksena ja niillä on melko korkea homologia IL-1-molekyylien kanssa, mutta niiden biologisia toimintoja ei ole täysin selvitetty. Seuraaviin sytokiiniryhmiin kuuluvat IL-6-perheet (yhteisen reseptorialayksikön gp130 ligandit), tuumorinekroositekijä ja kemokiinit, joita edustaa suurin määrä yksittäisiä ligandeja ja jotka on lueteltu kokonaisuudessaan vastaavissa luvuissaan. Tuumorinekroositekijäperhe muodostuu pääasiassa ligandien ja niiden reseptorien rakenteen samankaltaisuuksien perusteella, ja se koostuu kolmesta ei-kovalenttisesti kytketystä identtisestä alayksiköstä, jotka muodostavat biologisesti aktiivisia molekyylejä. Samaan aikaan tähän perheeseen kuuluu biologisten ominaisuuksiensa vuoksi sytokiineja, joilla on varsin erilainen aktiivisuus. Esimerkiksi TNF on yksi näkyvimmistä tulehdusta edistävistä sytokiineista, Fas-ligandi aiheuttaa kohdesolujen apoptoosia ja CD40-ligandi tarjoaa stimuloivan signaalin T- ja B-lymfosyyttien solujen välisen vuorovaikutuksen aikana. Tällaiset erot rakenteellisesti samankaltaisten molekyylien biologisessa aktiivisuudessa määräytyvät ensisijaisesti niiden reseptorien ilmentymisen ja rakenteen ominaisuuksista, esimerkiksi solunsisäisen "kuoleman" domeenin läsnäolosta tai puuttumisesta, joka määrää solun apoptoosin. IL-10- ja IL-12-perheet ovat myös täydennetty viime vuosina uusilla jäsenillä, jotka ovat saaneet sarjanumerot interleukiinit. Tätä seuraa hyvin monimutkainen ryhmä sytokiinejä, jotka välittävät auttaja-T-lymfosyyttien toiminnallista aktiivisuutta. Tähän ryhmään kuuluminen perustuu kahteen perusperiaatteeseen: 1) kuuluminen Th1:n tai Th2:n syntetisoimiin sytokiineihin, mikä määrää pääasiallisesti humoraalisten tai solutyyppi immunologiset reaktiot, 2) yhteisen reseptorialayksikön läsnäolo - IL-2-reseptorikompleksin gammaketju. Gammaketjuligandeista eristettiin lisäksi IL-4, jolla on myös yhteiset reseptorialayksiköt IL-13:n kanssa, mikä suurelta osin määrää näiden sytokiinien osittain päällekkäisen biologisen aktiivisuuden. IL-7, jolla on yhteinen reseptorirakenne TSLP:n kanssa, eristettiin samalla tavalla. Yllä olevan luokituksen edut liittyvät sytokiinien biologisten ja biokemiallisten ominaisuuksien samanaikaiseen huomioimiseen. Tämän lähestymistavan toteutettavuuden vahvistaa tällä hetkellä uusien sytokiinien löytäminen genomin geneettisen analyysin avulla ja rakenteellisesti samankaltaisten geenien etsimisellä. Tämän menetelmän ansiosta tyypin I interferonien perhe IL-1, IL-10, IL-12 on laajentunut merkittävästi ja IL-17:n sytokiinianalogien uusi perhe on ilmaantunut, joka koostuu jo 6 jäsenestä. Ilmeisesti lähitulevaisuudessa uusien sytokiinien ilmaantuminen tapahtuu paljon hitaammin, koska ihmisen genomin analyysi on melkein valmis. Muutokset ovat mitä todennäköisimmin mahdollisia selvittämällä ligandi-reseptori-vuorovaikutusten muunnelmia ja biologisia ominaisuuksia, mikä mahdollistaa sytokiinien luokittelun saamisen lopulliseen muotoonsa.

Toimintamekanismit.

B. Sytokiinireseptorit. Sytokiinit ovat hydrofiilisiä signalointiaineita, joiden toimintaa välittävät plasmakalvon ulkopinnalla olevat erityiset reseptorit. Sytokiinien sitoutuminen reseptoriin (1) johtaa useiden välivaiheiden (2-5) kautta tiettyjen geenien transkription aktivoitumiseen (6) Sytokiinireseptoreissa itsessään ei ole tyrosiinikinaasiaktiivisuutta (muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta). Sytokiiniin (1) sitoutumisen jälkeen reseptorimolekyylit yhdistyvät muodostaen homodimeerejä. Lisäksi ne voivat muodostaa heterodimeerejä yhdistymällä signaalinkuljetusproteiineihin [STP] tai stimuloida itse STP:iden dimerisaatiota (2). Luokan I sytokiinireseptorit voivat aggregoitua kolmen tyyppisten BPS:ien kanssa: GP130-, βc- tai γc-proteiinien kanssa. Nämä apuproteiinit eivät itse pysty sitomaan sytokiinejä, mutta ne välittävät signaalin tyrosiinikinaaseille (3) Monien sytokiinien biologisen aktiivisuuden identtiset spektrit selittyvät sillä, että erilaiset sytokiini-reseptorikompleksit voivat aktivoida saman BPS:n.

Esimerkkinä sytokiinin signaloinnista kaavio osoittaa, kuinka IL-6-reseptori (IL-6) stimuloi ligandiin (1) sitoutuessaan GP130:n dimerisaatiota (2). Kalvoproteiinidimeeri GP130 sitoo ja aktivoi JA-perheen sytoplasmisia tyrosiinikinaaseja (Janus-kinaasit, joissa on kaksi aktiivista kohtaa) (3). Januskinaasit fosforyloivat sytokiinireseptoreita, BPS:ää ja erilaisia sytoplasmaproteiineja, jotka välittävät edelleen signaalin; ne myös fosforyloivat transkriptiotekijöitä - signaalimuuntajia ja transkription aktivaattoreita [PSAT (signaalimuuntimet ja transkription aktivaattorit)]. Nämä proteiinit kuuluvat BPS-perheeseen, jonka rakenteessa on SH3-domeeni, joka tunnistaa fosfotyrosiinitähteet (ks. s. 372). Siksi niillä on kyky assosioitua fosforyloituneen sytokiinireseptorin kanssa. Jos PSAT-molekyylin (4) fosforylaatio sitten tapahtuu, tekijä aktivoituu ja muodostaa dimeerin (5). Tumaan translokaation jälkeen dimeeri sitoutuu transkriptiotekijänä aloitetun geenin promoottoriin (ks. s. 240) ja indusoi sen transkription (6) Jotkut sytokiinireseptorit voivat menettää solunulkoisen ligandia sitovan domeeninsa proteolyysin vuoksi (ei näy kaaviossa). Domeeni pääsee vereen, jossa se kilpailee sitoutumisesta sytokiiniin, mikä vähentää sytokiinin pitoisuutta veressä.Sytokiinit muodostavat yhdessä säätelyverkoston (sytokiinikaskadin), jolla on monitoiminen vaikutus. Sytokiinien päällekkäisyys johtaa siihen, että monien niistä vaikuttavat synergistiset vaikutukset ja jotkut sytokiinit ovat antagonisteja. Usein kehossa voidaan havaita kokonainen sytokiinisarja monimutkaisella palautteellaan.

Sytokiinien ominaisuudet.

Sytokiinien yleiset ominaisuudet, joiden ansiosta nämä välittäjät voidaan yhdistää itsenäiseksi säätelyjärjestelmäksi.

2. Sytokiineilla ei ole antigeenispesifistä biologista vaikutusta. Ne vaikuttavat synnynnäisen ja hankitun immuniteetin reaktioihin osallistuvien solujen toiminnalliseen toimintaan. T- ja B-lymfosyyteihin vaikuttamalla sytokiinit pystyvät kuitenkin stimuloimaan antigeenin aiheuttamia prosesseja immuunijärjestelmässä.

3. Sytokiinigeeneille on kolme ilmentymisvaihtoehtoa: a) vaihespesifinen ilmentyminen tietyissä alkionkehityksen vaiheissa, b) konstitutiivinen ilmentyminen useiden normaalien fysiologisten toimintojen säätelyyn, c) indusoituva ilmentymistyyppi, joka on tyypillistä useimmille sytokiinit. Solut eivät todellakaan syntetisoi useimpia tulehdusreaktion ja immuunivasteen ulkopuolella olevia sytokiinejä. Sytokiinigeenien ilmentyminen alkaa vasteena patogeenien tunkeutumiseen kehoon, antigeeniselle ärsytykselle tai kudosvaurioille. Yksi voimakkaimmista proinflammatoristen sytokiinien synteesin indusoijista ovat patogeeneihin liittyvät molekyylirakenteet. T-solusytokiinien synteesin laukaisemiseksi tarvitaan solujen aktivointi spesifisellä antigeenillä T-soluantigeenireseptorin osallistuessa.

4. Sytokiinit syntetisoidaan vasteena stimulaatiolle lyhyen ajan. Synteesi keskeytyy useiden autosäätelymekanismien vuoksi, mukaan lukien lisääntynyt RNA:n epävakaus ja prostaglandiinien, kortikosteroidihormonien ja muiden tekijöiden välittämien negatiivisten takaisinkytkentäsilmukoiden olemassaolo.

5. Saman sytokiinin voivat tuottaa erilaista histogeneettistä alkuperää olevat kehon solutyypit eri elimissä.

6. Sytokiinit voivat liittyä niitä syntetisoivien solujen kalvoihin, ja niillä on täysi spektri biologista aktiivisuutta kalvomuodossa ja niiden biologinen vaikutus ilmenee solujen välisessä kosketuksessa.

7. Sytokiinien biologiset vaikutukset välittyvät spesifisten solureseptorikompleksien kautta, jotka sitovat sytokiineja erittäin suurella affiniteetilla, ja yksittäiset sytokiinit voivat käyttää yhteisiä reseptorialayksiköitä. Sytokiinireseptorit voivat esiintyä liukoisessa muodossa säilyttäen kyvyn sitoa ligandeja.

8. Sytokiineilla on pleiotrooppisia biologisia vaikutuksia. Sama sytokiini voi vaikuttaa monen tyyppisiin soluihin aiheuttaen erilaisia vaikutuksia kohdesolutyypistä riippuen (kuvio 1). Sytokiinien toiminnan pleiotropia varmistetaan sytokiinireseptorien ilmentymisellä eri alkuperää ja toimintoa omaavissa solutyypeissä sekä signaalin välityksellä käyttämällä useita erilaisia solunsisäisiä lähettiläitä ja transkriptiotekijöitä.

9. Sytokiineille on ominaista biologisen toiminnan vaihdettavuus. Useat erilaiset sytokiinit voivat aiheuttaa saman biologisen vaikutuksen tai niillä voi olla samanlainen aktiivisuus. Sytokiinit indusoivat tai tukahduttavat itsensä, muiden sytokiinien ja niiden reseptorien synteesiä.

10. Vasteena aktivaatiosignaalille solut syntetisoivat samanaikaisesti useita sytokiinejä, jotka osallistuvat sytokiiniverkoston muodostukseen. Biologiset vaikutukset kudos- ja kehon tasolla riippuvat muiden sytokiinien läsnäolosta ja pitoisuudesta, joilla on synergistisiä, additiivisia tai vastakkaisia vaikutuksia.

11. Sytokiinit voivat vaikuttaa kohdesolujen lisääntymiseen, erilaistumiseen ja toiminnalliseen aktiivisuuteen.

12. Sytokiinit vaikuttavat soluihin eri tavoin: autokriininen - soluun, joka syntetisoi ja erittää tätä sytokiinia; parakriini - soluissa, jotka sijaitsevat lähellä tuottajasolua, esimerkiksi tulehduksen fokuksessa tai imukudoselimessä; endokriininen - etänä kaikkien elinten ja kudosten soluissa verenkiertoon pääsyn jälkeen. Jälkimmäisessä tapauksessa sytokiinien toiminta muistuttaa hormonien toimintaa (kuvio 2).

Riisi. 1. Saman sytokiinin voivat tuottaa eri histogeneettistä alkuperää olevat kehon solutyypit eri elimissä ja ne voivat vaikuttaa monenlaisiin soluihin aiheuttaen erilaisia vaikutuksia kohdesolutyypistä riippuen.

Riisi. 2. Kolme vaihtoehtoa sytokiinien biologisen vaikutuksen ilmentämiseksi.

Sytokiinien rooli kehon fysiologisten toimintojen säätelyssä.

Sytokiinien rooli kehon fysiologisten toimintojen säätelyssä voidaan jakaa 4 pääkomponenttiin:

1. Alkion synnyn, elinten muodostumisen ja kehityksen säätely, mm. immuunijärjestelmän elimiä.

2. Tiettyjen normaalien fysiologisten toimintojen säätely.

3. Kehon puolustusreaktioiden säätely paikallisella ja systeemisellä tasolla.

4. Kudosten regeneraatioprosessien säätely.

Yksittäisten sytokiinien geenien ilmentyminen tapahtuu vaihekohtaisesti tietyissä alkionkehityksen vaiheissa. Kantasolutekijät, transformoivat kasvutekijät, TNF-perheen sytokiinit ja kemokiinit säätelevät eri solujen erilaistumista ja migraatiota sekä immuunijärjestelmän elinten muodostumista. Tämän jälkeen joidenkin sytokiinien synteesi ei välttämättä käynnisty uudelleen, kun taas toiset jatkavat normaaleiden fysiologisten prosessien säätelyä tai osallistuvat suojareaktioiden kehittymiseen.

Huolimatta siitä tosiasiasta, että useimmat sytokiinit ovat tyypillisiä indusoituvia välittäjiä, eivätkä solut syntetisoi niitä tulehdus- ja immuunivasteen ulkopuolella postnataalisella jaksolla, jotkut sytokiinit eivät kuulu tämän säännön piiriin. Konstitutiivisen geeniekspression seurauksena osa niistä syntetisoituu jatkuvasti ja niitä on liikkeessä riittävän suuria määriä sääteleen yksittäisten solutyyppien lisääntymistä ja erilaistumista läpi elämän. Esimerkkejä tämän tyyppisestä sytokiinien fysiologisesta toimintojen säätelystä voivat olla jatkuvasti korkea erytropoietiinitaso ja jonkin verran CSF:ää hematopoieesin varmistamiseksi. Kehon puolustusreaktioiden säätely sytokiinien avulla ei tapahdu vain immuunijärjestelmässä, vaan myös puolustusreaktioiden organisoimisen kautta koko organismin tasolla johtuen lähes kaikkien tulehduksen ja immuunivasteen kehittymisen näkökohdista. Tämä koko sytokiinijärjestelmän kannalta tärkein toiminto liittyy sytokiinien biologisen toiminnan kahteen pääsuuntaan - suojaukseen tartunnanaiheuttajia vastaan ja vaurioituneiden kudosten palauttamiseen. Sytokiinit säätelevät ensisijaisesti paikallisten suojareaktioiden kehittymistä kudoksissa, joissa on mukana erityyppisiä verisoluja, endoteelia, sidekudosta ja epiteeliä. Suojaus paikallisella tasolla kehittyy muodostumalla tyypillinen tulehdusreaktio sen klassisine ilmenemismuotoineen: hyperemia, turvotuksen kehittyminen, kivun ja toimintahäiriön ilmaantuminen. Sytokiinien synteesi alkaa, kun patogeenit tunkeutuvat kudoksiin tai häiritsevät niiden eheyttä, mikä tapahtuu yleensä rinnakkain. Sytokiinien tuotanto on osa soluvastetta, joka liittyy myelomonosyyttisolujen erilaisten patogeenien samankaltaisten rakenteellisten komponenttien tunnistamiseen, joita kutsutaan patogeeneihin liittyviksi molekyylimalleiksi. Esimerkkejä tällaisista patogeenien rakenteista ovat gramnegatiivisten bakteerien lipopolysakkaridit, grampositiivisten mikro-organismien peptidoglykaanit, flagelliini tai DNA, jossa on runsaasti CpolyG-sekvenssejä, mikä on tyypillistä kaikentyyppisten bakteerien DNA:lle. Leukosyytit ekspressoivat vastaavia kuviontunnistusreseptoreita, joita kutsutaan myös Toll-like reseptoreiksi (TLR) ja jotka ovat spesifisiä tietyille mikro-organismien rakennemalleille. Mikro-organismien tai niiden komponenttien vuorovaikutuksen jälkeen TLR:n kanssa laukeaa solunsisäinen signaalinsiirtokaskadi, mikä johtaa leukosyyttien toiminnallisen aktiivisuuden lisääntymiseen ja sytokiinigeenien ilmentymiseen.

TLR:n aktivoituminen johtaa kahden pääryhmän sytokiinien synteesiin: proinflammatoriset sytokiinit ja tyypin I interferonit, pääasiassa IFNa/β. Avaintapahtuma on IL-1- ja IL-6-perheistä proinflammatoristen sytokiinien kompleksin synteesi. TNF ja kemokiinit, jotka stimuloivat useimpia tulevia tulehdusvasteen kehittymisen tapahtumia ja tarjoavat viuhkamaisen laajennuksen erityyppisten tulehduksen ylläpitämiseen ja säätelyyn osallistuvien solujen aktivoitumiseen, mukaan lukien kaikentyyppiset leukosyytit, dendriittisolut, T ja B-lymfosyytit, NK-solut, endoteelisolut ja epiteelisolut, fibroblastit ja muut. Tämä varmistaa peräkkäiset vaiheet tulehdusvasteen kehittymisessä, joka on synnynnäisen immuniteetin toteuttamisen päämekanismi. Lisäksi dendriittisolut alkavat syntetisoida IL-12-perheen sytokiinejä, jotka stimuloivat auttaja-T-lymfosyyttien erilaistumista, mikä toimii eräänlaisena siltana spesifisten immuunireaktioiden kehittymisen alkuun, jotka liittyvät spesifisten antigeenien tunnistamiseen. mikro-organismien rakenteet.

Toinen, yhtä tärkeä mekanismi, joka liittyy IFN:n synteesiin, varmistaa antiviraalisen suojan toteuttamisen. Tyypin I interferoneilla on neljä pääasiallista biologista ominaisuutta:

1. Suora antiviraalinen vaikutus estämällä transkription.

2. Solujen lisääntymisen estäminen, välttämätön viruksen leviämisen estämiseksi.

3. Niiden NK-solujen toimintojen aktivointi, joilla on kyky hajottaa viruksen infektoimia kehon soluja.

4. Luokan I tärkeimpien histoyhtehostettu ekspressio, joka on tarpeen virusantigeenien esittelyn tehokkuuden lisäämiseksi infektoituneiden solujen toimesta sytotoksisille T-lymfosyyteille. Tämä johtaa viruksen infektoituneiden solujen spesifisen tunnistamisen aktivoitumiseen T-lymfosyyttien toimesta - viruksen infektoituneiden kohdesolujen hajoamisen ensimmäinen vaihe.

Tämän seurauksena suoran antiviraalisen vaikutuksen lisäksi aktivoituvat sekä synnynnäisen (NK-solut) että hankitun (T-lymfosyytit) immuniteetin mekanismit. Tämä on esimerkki siitä, kuinka yksi pieni sytokiinimolekyyli, jonka molekyylipaino on 10 kertaa pienempi kuin vasta-ainemolekyylien MW, pystyy pleiotrooppisen biologisen vaikutuksen ansiosta aktivoimaan täysin erilaisia suojareaktiomekanismeja, joilla pyritään saavuttamaan yksi tavoite - poistamaan virus, joka on päässyt kehoon.

Kudostasolla sytokiinit ovat vastuussa tulehduksen kehittymisestä ja sitten kudosten uusiutumisesta. Sytokiinit vaikuttavat lähes kaikkiin homeostaasin säätelyyn osallistuviin elimiin ja järjestelmiin, kun kehittyy systeeminen tulehdusreaktio (akuutin vaiheen vaste). Pro-inflammatoristen sytokiinien vaikutus keskushermostoon johtaa ruokahalun laskuun ja muutokseen koko käyttäytymisreaktioiden kompleksissa. Ruoan etsinnän väliaikainen lopettaminen ja seksuaalisen aktiivisuuden vähentäminen on hyödyllistä energiansäästön kannalta vain yhteen tehtävään - tunkeutuvan taudinaiheuttajan torjuntaan. Tämän signaalin antavat sytokiinit, koska niiden verenkiertoon pääsy tarkoittaa sitä paikallista suojaa ei pystynyt selviytymään taudinaiheuttajasta, ja tarvitaan systeemisen tulehdusvasteen sisällyttäminen. Yksi ensimmäisistä systeemisen tulehdusvasteen ilmenemismuodoista, joka liittyy sytokiinien vaikutukseen hypotalamuksen lämmönsäätelykeskukseen, on kehon lämpötilan nousu. Lämpötilan nousu on tehokas suojareaktio, koska korkeissa lämpötiloissa joidenkin bakteerien lisääntymiskyky heikkenee, mutta päinvastoin lymfosyyttien lisääntyminen lisääntyy.

Maksassa sytokiinien vaikutuksesta patogeenin torjumiseksi tarvittavien akuutin vaiheen proteiinien ja komplementtijärjestelmän komponenttien synteesi lisääntyy, mutta samalla albumiinin synteesi vähenee. Toinen esimerkki sytokiinien selektiivisestä vaikutuksesta on muutos veriplasman ionikoostumuksessa systeemisen tulehdusvasteen kehittymisen aikana. Tässä tapauksessa rauta-ionien taso laskee, mutta sinkki-ionien taso nousee, mutta on hyvin tunnettua, että bakteerisolun rauta-ionien riistäminen tarkoittaa sen lisääntymispotentiaalin vähentämistä (laktoferriinin vaikutus perustuu tähän). Toisaalta sinkkipitoisuuden nousu on välttämätöntä immuunijärjestelmän normaalille toiminnalle, erityisesti se on välttämätöntä biologisesti aktiivisen seerumin kateenkorvatekijän muodostumiselle - yksi tärkeimmistä kateenkorvan hormoneista, jotka varmistavat lymfosyyttien erilaistumisen. Sytokiinien vaikutus hematopoieettiseen järjestelmään liittyy hematopoieesin merkittävään aktivoitumiseen. Leukosyyttien määrän lisääminen on välttämätöntä menetyksen korvaamiseksi ja solujen, pääasiassa neutrofiilisten granulosyyttien, määrän lisäämiseksi märkivän tulehduksen kohdissa. Vaikutus veren hyytymisjärjestelmään tähtää hyytymisen tehostamiseen, mikä on välttämätöntä verenvuodon pysäyttämiseksi ja taudinaiheuttajan suoran estämiseksi.

Siten systeemisen tulehduksen kehittyessä sytokiinit osoittavat valtavan määrän biologisia aktiivisuuksia ja häiritsevät melkein kaikkien kehon järjestelmien toimintaa. Mikään tapahtuvista muutoksista ei kuitenkaan ole sattumanvaraista: niitä kaikkia tarvitaan joko suoraan suojareaktioiden aktivoimiseen tai ne ovat hyödyllisiä energiavirtojen vaihtamisen kannalta vain yhteen tehtävään - hyökkäävän taudinaiheuttajan torjuntaan. Yksittäisten geenien ilmentymisen, hormonaalisten muutosten ja käyttäytymisreaktioiden muutosten säätelyn muodossa sytokiinit varmistavat niiden kehon järjestelmien sisällyttämisen ja maksimaalisen tehokkuuden, joita tietyllä hetkellä tarvitaan suojaavien reaktioiden kehittymiseen. Koko organismin tasolla sytokiinit kommunikoivat immuuni-, hermosto-, endokriinisten, hematopoieettisten ja muiden järjestelmien välillä ja osallistuvat ne yhden suojareaktion organisoimiseen ja säätelyyn. Sytokiinit toimivat organisointijärjestelmänä, joka muodostaa ja säätelee koko kehon suojaavien reaktioiden kompleksia taudinaiheuttajien tuomisen aikana. Ilmeisesti tällainen säätelyjärjestelmä muodostettiin evoluutionaalisesti ja sillä on ehdottomia etuja makro-organismin optimaalisimman suojavasteen kannalta. Siksi ilmeisesti on mahdotonta rajoittaa suojareaktioiden käsitettä vain epäspesifisten resistenssimekanismien osallistumiseen ja spesifiseen immuunivasteeseen. Koko keho ja kaikki järjestelmät, jotka eivät ensi silmäyksellä liity immuniteetin ylläpitämiseen, osallistuvat yhteen suojaavaan reaktioon.

Erityiset sytokiinitutkimukset.

Sytokiinien merkitys paksusuolen tulehduksellisten sairauksien patogeneesissä lapsilla.

S.V. Bellmer, A.S. Simbirtsev, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mihailova. Venäjän valtio lääketieteen yliopisto Moskovan valtion koloproktologian tutkimuskeskus ja Pietarin valtion erittäin puhtaiden biologisten valmisteiden tutkimuslaitos tutkivat sytokiinien merkitystä paksusuolen tulehduksellisten sairauksien patogeneesissä lapsilla. Ruoansulatuskanavan krooniset tulehdukselliset sairaudet ovat tällä hetkellä yksi johtavista paikoista lasten ruoansulatuskanavan patologiassa. Erityisen tärkeitä ovat paksusuolen tulehdukselliset sairaudet (IBD), joiden ilmaantuvuus lisääntyy tasaisesti kaikkialla maailmassa. Pitkä kurssi, johon liittyy toistuvia ja joissakin tapauksissa kuolemaan johtavia relapseja, paikallisten ja systeemisten komplikaatioiden kehittyminen - kaikki tämä saa aikaan perusteellisen tutkimuksen taudin patogeneesistä etsimään uusia lähestymistapoja ITD:n hoitoon. Viime vuosikymmeninä haavaisen paksusuolitulehduksen (UC) ilmaantuvuus on ollut 510 tapausta vuodessa 100 000 asukasta kohti ja Crohnin taudin (CD) esiintyvyys 16 tapausta vuodessa 100 000 asukasta kohti. Levinneisyysluvut Venäjällä ja Moskovan alueella vastaavat keskimääräisiä eurooppalaisia tietoja, mutta ovat huomattavasti alhaisemmat kuin Skandinavian maissa, Amerikassa, Israelissa ja Englannissa. UC:n esiintyvyys on 19,3 per 100 tuhatta ihmistä, ilmaantuvuus on 1,2 per 100 tuhatta ihmistä vuodessa. CD:n esiintyvyys on 3,0 / 100 tuhatta ihmistä, ilmaantuvuus on 0,2 / 100 tuhatta ihmistä vuodessa. Se, että korkein esiintymistiheys havaitaan pitkälle kehittyneissä maissa, ei johdu pelkästään sosiaalisista ja taloudellisista tekijöistä, vaan myös potilaiden geneettisistä ja immunologisista ominaisuuksista, jotka määräävät alttiuden ITD:lle. Nämä tekijät ovat perustavanlaatuisia ITD:n alkuperän immunopatogeneettisessä teoriassa. Virus- ja/tai bakteeriteoriat selittävät vain taudin akuutin alkamisen, ja prosessin kroonisuus johtuu sekä geneettisestä alttiudesta että immuunivasteen ominaisuuksista, jotka myös ovat geneettisesti määrättyjä. On huomattava, että ITD luokitellaan tällä hetkellä sairaudeksi, jolla on geneettisesti heterogeeninen monimutkainen taipumus. Yli 15 oletettua kandidaattigeeniä kahdesta ryhmästä (immuunispesifinen ja immunosäätely) on tunnistettu, mikä aiheuttaa perinnöllistä alttiutta. Altistumisen määräävät todennäköisesti useat geenit, jotka määräävät immunologisten ja tulehdusreaktioiden luonteen. Lukuisten tutkimusten tulosten perusteella voidaan päätellä, että ITD:n kehittymiseen liittyvien geenien todennäköisimpiä lokalisaatioita ovat kromosomit 3, 7, 12 ja 16. Tällä hetkellä kiinnitetään paljon huomiota T:n ja T:n toiminnan ominaisuuksien tutkimiseen. B-lymfosyytit sekä sytokiinivälittäjät tulehdus. Interleukiinien (IL), interferonien (IFN), tuumorinekroositekijä-a:n (TNF-a), makrofagien ja autovasta-aineiden roolia paksusuolen limakalvon ja automikroflooran proteiineja vastaan tutkitaan aktiivisesti. Niiden CD- ja UC-häiriöiden piirteet on tunnistettu, mutta on edelleen epäselvää, esiintyvätkö nämä muutokset ensisijaisesti vai toissijaisesti. Patogeneesin monien näkökohtien ymmärtämiseksi ITD:n prekliinisessä vaiheessa sekä ensimmäisen asteen sukulaisilla tehdyt tutkimukset olisivat erittäin tärkeitä. Tulehduksellisten välittäjien joukossa erityinen rooli on sytokiineillä, jotka ovat ryhmä polypeptidimolekyylejä, joiden massa on 5-50 kDa ja jotka osallistuvat kehon puolustusreaktioiden muodostumiseen ja säätelyyn. Kehon tasolla sytokiinit kommunikoivat immuuni-, hermosto-, endokriinis-, hematopoieettisten ja muiden järjestelmien välillä ja auttavat ne osallistumaan suojaavien reaktioiden järjestämiseen ja säätelyyn. Sytokiinien luokitus on esitetty taulukossa 2. Solut eivät syntetisoi useimpia sytokiineja tulehdusreaktion ja immuunivasteen ulkopuolella. Sytokiinigeenien ilmentyminen alkaa vasteena patogeenien tunkeutumiseen kehoon, antigeeniselle ärsytykselle tai kudosvaurioille. Yksi voimakkaimmista sytokiinisynteesin indusoijista ovat bakteerisolun seinämien komponentit: LPS, peptidoglykaanit ja muramyylidipeptidit. Tulehdusta edistävien sytokiinien tuottajia ovat pääasiassa monosyytit, makrofagit, T-solut jne. Tulehdusprosessiin kohdistuvan vaikutuksen mukaan sytokiinit jaetaan kahteen ryhmään: proinflammatoriset (IL-1, IL-6, IL-8, TNF) -a, IFN-g) ja anti-inflammatoriset (IL-4, IL-10, TGF-b). Interleukiini-1 (IL-1) on immunosäätelyvälittäjä, joka vapautuu tulehdusreaktioiden, kudosvaurioiden ja infektioiden aikana (proinflammatorinen sytokiini). IL-1:llä on tärkeä rooli T-solujen aktivoinnissa, kun ne ovat vuorovaikutuksessa antigeenin kanssa. IL-1:tä tunnetaan kahta tyyppiä: IL-1a ja IL-1b, jotka ovat ihmisen kromosomissa 2 sijaitsevien kahden eri geenilokuksen tuotteita. IL-1a pysyy solun sisällä tai voi olla kalvomuodossa, ilmaantuen pieninä määrinä solunulkoiseen tilaan. IL-1a:n kalvomuodon rooli on aktivoivien signaalien välittäminen makrofageista T-lymfosyytteihin ja muihin soluihin solujen välisen kosketuksen aikana. IL-1a on tärkein lyhyen kantaman välittäjä. Solut erittävät aktiivisesti IL-1b:tä, toisin kuin IL-1a:ta, toimien sekä systeemisesti että paikallisesti. Nykyään tiedetään, että IL-1 on yksi pääasiallisista tulehdusreaktioiden välittäjistä, stimuloi T-solujen proliferaatiota, lisää IL-2-reseptorin ilmentymistä T-soluissa ja niiden IL-2:n tuotantoa. IL-2 yhdessä antigeenin kanssa indusoi neutrofiilien aktivaatiota ja adheesiota, stimuloi muiden sytokiinien (IL-2, IL-3, IL-6 jne.) muodostumista aktivoitujen T-solujen ja fibroblastien toimesta, stimuloi fibroblastien lisääntymistä ja endoteelisolut. Systeemisesti IL-1 toimii synergistisesti TNF-a:n ja IL-6:n kanssa. Kun pitoisuus veressä kohoaa, IL-1 vaikuttaa hypotalamuksen soluihin ja aiheuttaa kehon lämpötilan nousua, kuumetta, uneliaisuutta, ruokahaluttomuutta sekä stimuloi maksasoluja tuottamaan akuutin vaiheen proteiineja (CRP, amyloidi A, a- 2 makroglobuliini ja fibrinogeeni). IL4 (kromosomi 5). Estää makrofagien aktivaatiota ja estää monia IFNg:n stimuloimia vaikutuksia, kuten IL1:n, typpioksidin ja prostaglandiinien tuotantoa, sillä on tärkeä rooli anti-inflammatorisissa reaktioissa ja sillä on immunosuppressiivinen vaikutus. IL6 (kromosomi 7), yksi tärkeimmistä tulehdusta edistävistä sytokiineista, on B-solujen ja makrofagien erilaistumisen viimeisen vaiheen pääinduktori, voimakas stimulaattori maksasolujen akuutin vaiheen proteiinien tuotannossa. Yksi IL6:n päätehtävistä on vasta-ainetuotannon stimulointi in vivo ja in vitro. IL8 (kromosomi 4). Viittaa kemokiinivälittäjiin, jotka aiheuttavat leukosyyttien suunnattua migraatiota (kemotaksista) tulehduskohtaan. IL10:n päätehtävä on suppressoida sytokiinien tuotantoa T-auttajatyypin 1 (TNFb, IFNg) ja aktivoitujen makrofagien (TNF-a, IL1, IL12) toimesta. Nyt tiedetään, että immuunivasteen tyypit liittyvät yhteen lymfosyyttien aktivaation muunnelmista, jossa vallitsevat ensimmäisen tyypin (TH2) tai toisen tyypin (TH3) auttaja-T-lymfosyyttien kloonien osallistuminen. Tuotteet TH2 ja TH3 vaikuttavat negatiivisesti vastakkaisten kloonien aktivaatioon. Yhden Th-kloonityypin liiallinen aktivaatio voi ohjata immuunivastetta pitkin yhtä kehitysvaihtoehtoa. Th-kloonien aktivoitumisen krooninen epätasapaino johtaa immunopatologisten tilojen kehittymiseen. Sytokiinien muutoksia ITD:ssä voidaan tutkia eri tavoin määrittämällä niiden tasot verestä tai in situ. IL1-taso nousee kaiken kanssa tulehdukselliset sairaudet suolet. Erot UC:n ja CD:n välillä sisältävät lisääntyneen IL2:n ilmentymisen. Jos UC:ssa havaitaan alentunut tai normaali IL2-taso, niin CD:ssä sen kohonnut taso havaitaan. IL4-pitoisuus kasvaa UC:ssa, kun taas CD:ssä se pysyy normaalina tai jopa laskee. Akuutin vaiheen vasteita välittävän IL6:n taso on myös kohonnut kaikissa tulehduksen muodoissa. Saadut sytokiiniprofiilitiedot viittasivat siihen, että kroonisen ITD:n kahdelle päämuodolle on tunnusomaista erilainen sytokiinien aktivaatio ja ilmentyminen. Tutkimustulokset osoittavat, että UC-potilailla havaittu sytokiiniprofiili vastaa paremmin TH3-profiilia, kun taas CD-potilaille TH2-profiilia tulisi pitää tyypillisempänä. Tämän TH2- ja TH3-profiilien roolia koskevan hypoteesin houkuttelevuus on myös se, että sytokiinien käyttö voi muuttaa immuunivastetta suuntaan tai toiseen ja johtaa remissioon sytokiinien tasapainon palautuessa. Tämä voidaan vahvistaa erityisesti käyttämällä IL10:tä. Lisätutkimusten pitäisi osoittaa, onko sytokiinivaste toissijainen ilmiö vasteena ärsytykselle tai päinvastoin vastaavien sytokiinien ilmentyminen määrää kehon reaktiivisuuden myöhempien kliinisten ilmentymien kehittyessä. Sytokiinien tasoa lasten ITD:ssä ei ole vielä tutkittu. Tämä työ on ensimmäinen osa tieteellistä tutkimusta, joka on omistettu sytokiinien tilan tutkimukselle ITD:ssä lapsilla. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia makrofagien humoraalista aktiivisuutta UC- ja CD-potilaiden veren (IL1a, IL8) tasojen määrittämisellä sekä niiden dynamiikkaa hoidon aikana. Vuodesta 2000 vuoteen 2002 Venäjän lastenkliinisen sairaalan gastroenterologian osastolla tutkittiin 34 UC-potilasta ja 19 CD-sairaista 4-16-vuotiasta lasta. Diagnoosi varmistettiin anamnestisesti, endoskooppisesti ja morfologisesti. Proinflammatoristen sytokiinien IL1a, IL8 tasojen tutkimus suoritettiin käyttämällä entsyymikytkentäistä immunosorbenttimääritystä (ELISA). IL1a:n, IL8:n pitoisuuden määrittämiseen käytettiin Cytokin LLC:n (Pietari, Venäjä) valmistamia testijärjestelmiä. Analyysi suoritettiin Valtion tiedekeskuksen erittäin puhtaiden biologisten valmisteiden tutkimuslaitoksen immunofarmakologian laboratoriossa (laboratorion johtaja, lääketieteen tohtori, prof. A.S. Simbirtsev). Tutkimuksen aikana saadut tulokset paljastivat IL1a- ja IL8-tasojen merkittävän nousun pahenemisvaiheen aikana, selvemmin UC-lapsilla kuin CD-potilailla. Pahenemisen ulkopuolella proinflammatoristen sytokiinien tasot laskevat, mutta eivät saavuta normaaleja tasoja. UC:ssa IL-1a:n ja IL-8:n tasot nousivat pahenemisjakson aikana 76,2 %:lla ja 90 %:lla lapsista ja remissiojakson aikana - 69,2 %:lla ja 92,3 %:lla. CD:ssä IL-1a:n ja IL-8:n tasot kohoavat pahenemisjakson aikana 73,3 %:lla ja 86,6 %:lla lapsista ja remissiojakson aikana - 50 %:lla ja 75 %:lla.

Lapset saivat taudin vakavuudesta riippuen aminosalisylaatteja tai glukokortikoideja. Hoidon luonne vaikutti merkittävästi sytokiinitasojen dynamiikkaan. Aminosalisylaattihoidon aikana tulehdusta edistävien sytokiinien tasot UC- ja CD-potilaiden ryhmässä olivat merkittävästi korkeammat kuin kontrolliryhmässä. Lisäksi korkeampia esiintymiä havaittiin UC:tä sairastavien lasten ryhmässä. UC:ssa aminosalisylaattihoidon aikana IL1a- ja IL8-arvot lisääntyvät 82,4 %:lla ja 100 %:lla lapsista, kun taas glukokortikoidihoidon aikana 60 %:lla lapsista molempien sytokiinien osalta. CD:ssä IL1a- ja IL8-arvot lisääntyvät aminosalisylaattihoidon aikana kaikilla lapsilla ja glukokortikoidihoidon aikana 55,5 %:lla lapsista ja IL8-arvot 77,7 %:lla lapsista. Siten tämän tutkimuksen tulokset osoittavat immuunijärjestelmän makrofagikomponentin merkittävän osallistumisen patogeneettiseen prosessiin suurimmassa osassa lapsia, joilla on UC ja CD. Tässä tutkimuksessa saadut tiedot eivät pohjimmiltaan eroa aikuisten potilaiden tutkimuksessa saaduista tiedoista. Erot IL1a- ja IL8-tasoissa UC- ja CD-potilailla ovat kvantitatiivisia, mutta eivät kvalitatiivisia, mikä viittaa näiden muutosten epäspesifiseen luonteeseen, joka johtuu kroonisen tulehdusprosessin kulusta. Siksi näillä indikaattoreilla ei ole diagnostista arvoa. IL1a- ja IL8-tasoja koskevan dynaamisen tutkimuksen tulokset osoittavat, että glukokortikoidihoito on tehokkaampaa kuin aminosalisyylihoito. Esitetyt tiedot ovat tulosta ITD-lasten sytokiinistatuksen tutkimuksen ensimmäisestä vaiheesta. Ongelman lisätutkimusta tarvitaan, kun otetaan huomioon muiden tulehdusta edistävien ja anti-inflammatoristen sytokiinien indikaattorit.

Typpioksidin ja sytokiinien rooli akuutin keuhkovaurio-oireyhtymän kehittymisessä.

T.A. Shumatova, V.B. Shumatov, E.V. Markelova, L.G. Sukhoteplaya tutkivat tätä ongelmaa: Vladivostokin osavaltion lääketieteellisen yliopiston anestesiologian ja reanimatologian osasto. Akuutti keuhkovaurio-oireyhtymä (aikuisten hengitysvaikeusoireyhtymä, ARDS) on yksi vakavimmista akuutin hengitysvajauksen muodoista, ja sitä esiintyy potilailla vakavan trauman, sepsiksen, peritoniitin, haimatulehduksen, suuren verenhukan, aspiraation, laajojen kirurgisten toimenpiteiden ja 50-60 % tapauksista johtaa kuolemaan. Tiedot ARDS:n patogeneesitutkimuksista, kriteerien kehittämisestä varhainen diagnoosi ja oireyhtymän ennusteet ovat vähäisiä ja melko ristiriitaisia, mikä ei mahdollista yhtenäisen diagnoosi- ja hoitokonseptin kehittämistä. On todettu, että ARDS perustuu keuhkokapillaarien endoteelin ja keuhkorakkuloiden epiteelin vaurioitumiseen, veren reologisten ominaisuuksien rikkomiseen, mikä johtaa interstitiaali- ja keuhkorakkuloiden turvotukseen, tulehdukseen, atelektaasiin ja keuhkoihin. verenpainetauti. Viime vuosien kirjallisuudessa on ilmestynyt riittävästi tietoa yleisestä solu- ja kudosaineenvaihdunnan säätelijästä - typpioksidista. Kiinnostus typpioksidiin (NO) johtuu ensisijaisesti siitä, että se osallistuu monien toimintojen säätelyyn, mukaan lukien verisuonten sävy, sydämen supistumiskyky, verihiutaleiden aggregaatio, neurotransmissio, ATP- ja proteiinisynteesi sekä immuunipuolustus. Lisäksi, riippuen molekyylikohteen valinnasta ja sen kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen ominaisuuksista, NO:lla on myös vahingollinen vaikutus. Uskotaan, että solujen aktivaation laukaisin on epätasapainoinen sytokinemia. Sytokiinit ovat liukoisia peptidejä, jotka toimivat immuunijärjestelmän välittäjinä ja tarjoavat soluyhteistyötä, positiivista ja negatiivista immunosäätelyä. Yritimme systematisoida kirjallisuudesta saatavilla olevaa tietoa NO:n ja sytokiinien roolista akuutin keuhkovauriooireyhtymän kehittymisessä. NO on veteen ja rasvaan liukeneva kaasu. Sen molekyyli on epästabiili vapaa radikaali, diffundoituu helposti kudokseen, imeytyy ja tuhoutuu niin nopeasti, että se voi vaikuttaa vain lähiympäristön soluihin. NO-molekyylillä on kaikki klassisille lähettimille ominaiset ominaisuudet: se tuotetaan nopeasti, toimii erittäin pieninä pitoisuuksina ja ulkoisen signaalin lakkaamisen jälkeen se muuttuu nopeasti muiksi yhdisteiksi, hapettuen stabiileiksi epäorgaanisiksi typen oksideiksi: nitriitiksi ja nitraatiksi. NO:n elinikä kudoksessa on eri lähteiden mukaan 5-30 sekuntia. NO:n tärkeimmät molekyylikohteet ovat rautaa sisältävät entsyymit ja proteiinit: liukoinen guanylaattisyklaasi, nitrooksidisyntaasi (NOS), hemoglobiini, mitokondrioentsyymit, Krebsin syklin entsyymit, proteiini- ja DNA-synteesi. NO-synteesi tapahtuu kehossa aminohapon L-arginiinin typpeä sisältävän osan entsymaattisten muutosten kautta spesifisen NOS-entsyymin vaikutuksesta, ja sitä välittää kalsiumionien vuorovaikutus kalmoduliinin kanssa. Entsyymi inaktivoituu pieninä pitoisuuksina ja on maksimaalisesti aktiivinen 1 µM vapaalla kalsiumilla. NOS:n kaksi isoformia on tunnistettu: konstitutiivinen (cNOS) ja indusoitu (iNOS), jotka ovat eri geenien tuotteita. Kalsiumkalmoduliinista riippuvainen cNOS on jatkuvasti läsnä solussa ja edistää pienten NO:n määrien vapautumista vasteena reseptorille ja fyysiselle stimulaatiolle. Tämän isomuodon tuottama NO toimii kuljettajana useissa fysiologisissa vasteissa. Kalsiumista kalmoduliinista riippumaton iNOS tuotetaan eri solutyypeissä vasteena tulehdusta edistäville sytokiineille, endotoksiineille ja hapettimille. Tämän NOS:n isoformin transkriptoivat tietyt kromosomin 17 geenit ja se edistää synteesiä Suuri määrä EI. Entsyymi luokitellaan myös kolmeen tyyppiin: NOS-I (neuronaalinen), NOS-II (makrofagi), NOS-III (endoteliaalinen). NO:ta syntetisoivien entsyymien perhettä löytyy useista keuhkosoluista: keuhkoputkien epiteelisoluista, alveolosyyteistä, alveolaarisista makrofageista, syöttösoluista, keuhkovaltimoiden ja -laskimoiden endoteelisoluista, keuhkoputkien ja verisuonten sileistä myosyyteistä , ei-adrenergisissa ei-kolinergisissa neuroneissa. Ihmisten ja nisäkkäiden keuhkoputkien ja keuhkorakkuloiden epiteelisolujen konstitutiivinen kyky erittää NO:ta on vahvistettu lukuisissa tutkimuksissa. On todettu, että ihmisen hengitysteiden yläosat sekä alaosat osallistuvat NO:n muodostumiseen. Trakeostomiapotilailla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että trakeostomiasta uloshengitetyssä ilmassa olevan kaasun määrä on huomattavasti pienempi kuin nenä- ja suuontelossa. Endogeenisen NO:n synteesiin mekaanista ventilaatiota saavilla potilailla vaikuttaa merkittävästi. Tutkimus vahvistaa, että NO:n vapautuminen tapahtuu keuhkoputkien laajenemisen aikana ja että sitä säätelee vagus-hermojärjestelmä. On saatu tietoa siitä, että NO:n muodostuminen ihmisen hengitysteiden epiteelissä lisääntyy hengityselinten tulehduksellisissa sairauksissa. Kaasusynteesi lisääntyy johtuen sytokiinien sekä endotoksiinien ja lipopolysakkaridien vaikutuksesta indusoituneiden NOS:ien aktivoitumisesta.

Tällä hetkellä tunnetaan yli sata sytokiinia, jotka on perinteisesti jaettu useisiin ryhmiin.

1. Interleukiinit (IL-1 - IL18) ovat eritystä sääteleviä proteiineja, jotka tarjoavat välittäjävuorovaikutuksia immuunijärjestelmässä ja sen kommunikaatiota muiden kehon järjestelmien kanssa.

2. Interferonit (IFN-alfa, beeta, gamma) ovat antiviraalisia sytokiinejä, joilla on voimakas immunosäätelyvaikutus.

3. Tuumorinekroositekijät (TNF-alfa, beeta) - sytokiinit, joilla on sytotoksisia ja sääteleviä vaikutuksia.

4. Pesäkkeitä stimuloivat tekijät (G-CSF, M-CSF, GM-CSF) - hematopoieesia säätelevien hematopoieettisten solujen kasvun ja erilaistumisen stimulaattorit.

5. Kemokiinit (IL-8, IL-16) - kemoattraktantit leukosyyteille.

6. Kasvutekijät - eri kudosalkuperää olevien solujen kasvun, erilaistumisen ja toiminnallisen aktiivisuuden säätelijät (fibroblastikasvutekijä, endoteelisolujen kasvutekijä, epidermaalinen kasvutekijä) ja transformoivat kasvutekijät (TGF beeta).

Nämä biosäätelymolekyylit määrittävät tulehdus- ja immuunivasteen tyypin ja keston, säätelevät solujen lisääntymistä, hematopoieesia, angiogeneesiä, haavan paranemista ja monia muita prosesseja. Kaikki tutkijat korostavat, että sytokiineilta puuttuu spesifisyys antigeeneille. Kokeet viljellyillä keuhkomakrofageilla ja syöttösoluilla ovat osoittaneet iNOS:n muodostumisen vasteena gamma-interferonille, interleukiini-1:lle, tuumorinekroositekijälle ja lipopolysakkarideille. iNOS:n ja cNOS:n ilmentyminen proinflammatorisissa sytokiineissa on havaittu eläinten ja ihmisen alveolosyyteissä. Epiteelisolujen toiminnan säätelijän, epidermaalisen kasvutekijän lisääminen viljelmään vähensi vain indusoidun entsyymin aktiivisuutta. Tiedetään, että sytokiinit vaikuttavat luonteestaan riippuen autokriinisesti - itse tuottaviin soluihin, parakriinisesti - muihin kohdesoluihin tai endokriinisesti - erilaisiin soluihin tuotantopaikan ulkopuolella. Lisäksi ne voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa agonistisen tai antagonistisen periaatteen mukaisesti muuttaen kohdesolujen toiminnallista tilaa ja muodostaen sytokiiniverkoston. Siten sytokiinit eivät ole eristettyjä peptidejä, vaan yhtenäinen järjestelmä, jonka pääkomponentit ovat tuottajasolut, itse proteiini - sytokiini, sen havaitseva reseptori ja kohdesolu. On todettu, että akuutin keuhkovaurion kehittyessä tulehdusta edistävien sytokiinien taso nousee: IL-1, 6, 8, 12, TNF-alfa, IFN-alfa. Niiden vaikutus liittyy verisuonten laajentumiseen, mikä lisää niiden läpäisevyyttä ja nesteen kertymistä keuhkokudokseen. Lisäksi tutkimukset ovat osoittaneet IFN-gamman ja TNF-alfan kyvyn indusoida adheesiomolekyylien (ICAM-1) ilmentymistä ihmisen endoteelisoluissa. Leukosyytteihin, verihiutaleisiin ja endoteelisoluihin kiinnittyneet adheesiomolekyylit muodostavat "kiertyviä" neutrofiilejä ja edistävät fibriinipartikkelien aggregaatiota. Nämä prosessit myötävaikuttavat kapillaarin verenvirtauksen häiriintymiseen, lisäävät kapillaarien läpäisevyyttä ja aiheuttavat paikallista kudosturvotusta. Kapillaariveren virtauksen hidastumista helpottaa NO:n aktivaatio, mikä aiheuttaa valtimoiden laajentumista. Leukosyyttien edelleen siirtymistä tulehduskohtaan säätelevät erityiset sytokiinit - kemokiinit, joita tuottavat ja erittävät paitsi aktivoidut makrofagit, myös endoteelisolut, fibroblastit ja sileät myosyytit. Niiden päätehtävänä on toimittaa neutrofiilejä tulehduskohtaan ja aktivoida niiden toiminnallista toimintaa. Neutrofiilien tärkein kemokiini on Il-8. Sen voimakkaimmat indusoijat ovat bakteerien lipopolysakkaridit, IL-1 ja TNFalpha. R. Bahra et ai. uskovat, että jokaista neutrofiilien transendoteliaalisen migraation vaihetta säätelevät stimuloivat TNF-alfa-pitoisuudet. Akuutin keuhkovaurion kehittyessä verisuonten endoteelisolut, keuhkoputkien epiteelisolut ja alveolaariset makrofagit aktivoituvat ja osallistuvat vaihevuorovaikutuksiin. Tämän seurauksena toisaalta tapahtuu niiden mobilisoitumista ja suojaavien ominaisuuksien vahvistumista, ja toisaalta solujen itsensä ja ympäröivien kudosten vaurioituminen on mahdollista. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että hapen osittaisen pelkistyksen tuote, superoksidi, joka inaktivoi NO:n vasoaktiivisen vaikutuksen, voi kerääntyä tulehduskohtaan. NO ja superoksidianioni reagoivat nopeasti muodostaen peroksinitriittiä, joka vahingoittaa soluja. Tämä reaktio edistää NO:n poistumista verisuonten ja keuhkoputkien seinämistä sekä alveolosyyttien pinnasta. Mielenkiintoisia ovat tutkimukset, jotka osoittavat, että perinteisesti NO-toksisuuden välittäjänä pidetyllä peroksinitriitillä voi olla fysiologinen vaikutus ja se voi aiheuttaa verisuonten rentoutumista NO-välitteisen cGMP:n lisääntymisen kautta verisuonten endoteelissä. Peroksinitriitti puolestaan on voimakas hapetin, joka voi vahingoittaa keuhkorakkuloiden epiteeliä ja keuhkojen pinta-aktiivista ainetta. Se aiheuttaa kalvoproteiinien ja lipidien tuhoutumista, vaurioittaa endoteelia, lisää verihiutaleiden aggregaatiota ja osallistuu endotoksemiaprosesseihin. Sen lisääntynyt muodostuminen on havaittu akuutissa keuhkovaurio-oireyhtymässä. Tutkijat uskovat, että indusoidun entsyymin aktivoitumisen seurauksena syntyvä NO on tarkoitettu kehon epäspesifiseen suojaamiseen useilta taudinaiheuttajilta, estää verihiutaleiden aggregaatiota ja parantaa paikallista verenkiertoa. On osoitettu, että ylimääräinen NO:n määrä suppressoi cNOS-aktiivisuutta soluissa johtuen vuorovaikutuksesta superoksidin kanssa ja mahdollisesti guanylaattisyklaasin herkistymisen seurauksena, mikä johtaa cGMP:n vähenemiseen solussa ja solunsisäisen kalsiumin lisääntymiseen. Brett et ai. ja Kooy ym., analysoivat nitrooksidergisten mekanismien merkitystä ARDS:n patogeneesissä, ilmaisivat näkemyksen, että iNOS:lla, peroksinitriitillä sekä nitrotyrosiinilla, joka on peroksinitriitin proteiinivaikutuksen päätuote, voi olla keskeinen rooli kehityksessä oireyhtymästä. Cuthbertson et ai. Uskotaan, että akuutin keuhkovaurion perustana on NO:n ja peroksinitriitin vaikutus elastaasiin ja interleukiini-8:aan. Kobayashi et ai. havaittiin myös iNOS-, interleukiini-1-, interleukiini-6-, interleukiini-8-pitoisuuden lisääntyminen bronkoalveolaarisessa nesteessä potilailla, joilla oli akuutti keuhkovauriooireyhtymä. Meldrum et ai. osoitti keuhkojen makrofagien tulehduksellisten sytokiinien tuotannon laskua ARDS:ssä NO-L-arginiinin paikallisen tuotannon substraatin vaikutuksesta. On osoitettu, että akuutin keuhkovaurio-oireyhtymän synnyssä merkittävä rooli on heikentyneellä verisuonten läpäisevyydellä, joka johtuu sytokiinien - TNF-alfa, IL-2, GM-CSF, monoklonaalisten vasta-aineiden CD3-lymfosyyttejä - vaikutuksesta keuhkojen verisuonten endoteelissä. solut ja immunosyytit. Nopea ja voimakas keuhkosuonten läpäisevyyden lisääntyminen johtaa neutrofiilien kulkeutumiseen keuhkokudokseen ja niiden sytotoksisten välittäjien vapautumiseen, mikä johtaa patologisen keuhkojen muutoksen kehittymiseen. Akuutin keuhkovaurion kehittyessä TNF-alfa lisää neutrofiilien adheesiota verisuonen seinämään, tehostaa niiden kulkeutumista kudoksiin, edistää rakenteellisia ja metabolisia muutoksia endoteelisoluissa, häiritsee solukalvojen läpäisevyyttä, aktivoi muiden sytokiinien ja eikosanoidien muodostumista. ja aiheuttaa keuhkojen epiteelisolujen apoptoosia ja nekroosia. On saatu tietoja, jotka osoittavat, että LPS-indusoitu makrofagien apoptoosi liittyy suurelta osin IFN-gammaan ja IL-4, IL-10 ja TGF-beeta vähentävät sitä. Kuitenkin Kobayashi et ai. saatu data, joka osoittaa, että IFN-gamma voi olla mukana hengitysteiden limakalvon epiteelin korjausprosesseissa. Hagimoton tutkimukset tarjoavat todisteita siitä, että keuhkoputkien ja keuhkorakkuloiden epiteelisolut erittävät vasteena TNF-alfa- tai Fas-ligandille IL-8:aa, IL-12:ta. Tämä prosessi liittyy Fas-ligandin aiheuttamaan ydintekijän Carr-B:n aktivaatioon.

Uskotaan, että IL-8 on yksi tärkeimmistä sytokiineistä akuutin keuhkovaurion patofysiologiassa. Miller et ai. Tutkittaessa bronko-alveolaarista nestettä potilailla, joilla oli ARDS sepsiksen taustalla, havaittiin merkittävä IL-8-tason nousu verrattuna potilaisiin, joilla oli kardiogeeninen keuhkopöhö. On ehdotettu, että Il-8:n ensisijainen lähde on keuhkot, ja tätä kriteeriä voidaan käyttää oireyhtymän erotusdiagnoosissa. Grau et ai. Uskotaan, että keuhkokapillaarien endoteelisolut toimivat tärkeänä sytokiinien lähteenä - IL-6, IL-8 akuutin keuhkovaurion kehittyessä. Goodman et ai. Kun tutkitaan sytokiinien tason dynamiikkaa bronko-alveolaarisessa huuhtelunesteessä ARDS-potilailla, IL-1beta, IL-8, monosyyttien kemotaktinen peptidi-1, epiteelisolujen neutrofiiliaktivaattori, makrofagien tulehduksellinen peptidi-1-alfa lisääntyivät merkittävästi. perustettiin. Samanaikaisesti kirjoittajat uskovat, että IL-1-beetapitoisuuden kasvu voi toimia merkkinä oireyhtymän epäsuotuisasta lopputuloksesta. Bauer et ai. On osoitettu, että ARDS-potilaiden bronkoalveolaarisen nesteen IL-8-pitoisuuden seurantaa voidaan käyttää seurantaan, IL-8-tason lasku osoittaa prosessin epäsuotuisaa kulkua. Useat tutkimukset tarjoavat myös näyttöä siitä, että keuhkojen verisuonten endoteelin sytokiinituotannon taso vaikuttaa akuutin keuhkovaurion kehittymiseen, ja sen seurantaa voidaan käyttää kliinisessä käytännössä varhaiseen diagnoosiin. Proinflammatoristen sytokiinien lisääntyneiden tasojen mahdolliset negatiiviset seuraukset potilailla, joilla on ARDS, ovat todistettu Martin et ai.:n, Warner et ai.:n tutkimuksissa. Sytokiinien ja bakteeriendotoksiinien aktivoimat alveolaariset makrofagit lisäävät NO:n synteesiä. Keuhkoputkien ja keuhkorakkuloiden epiteelisolujen, neutrofiilien, syöttösolujen, endoteelisolujen ja keuhkojen verisuonten sileiden myosyyttien NO-tuotannon taso nousee myös luultavasti ydintekijän Carr-B:n aktivoitumisen kautta. Kirjoittajat uskovat, että NOS:n aiheuttaman aktivaation seurauksena syntyvä typpioksidi on tarkoitettu ensisijaisesti kehon epäspesifiseen puolustamiseen. Makrofageista vapautuva NO tunkeutuu nopeasti bakteereihin ja sieniin, missä se estää kolmea elintärkeää entsyymiryhmää: H-elektronin kuljetusta, Krebsin kiertoa ja DNA-synteesiä. NO osallistuu elimistön puolustukseen immuunivasteen viimeisissä vaiheissa ja sitä pidetään kuvaannollisesti immuunijärjestelmän "rangaistusmiekana". Kuitenkin, kun NO:ta kertyy soluun riittämättömän suuria määriä, sillä on myös vahingollinen vaikutus. Siten akuutin keuhkovaurio-oireyhtymän kehittyessä sytokiinit ja NO laukaisevat peräkkäisen reaktioketjun, mikä johtaa heikentyneeseen mikroverenkiertoon, kudosten hypoksiaan, alveolaariseen ja interstitiaaliseen turvotukseen sekä keuhkojen metabolisen toiminnan vaurioitumiseen. Siksi voidaan todeta, että sytokiinien ja NO:n fysiologisten ja patofysiologisten vaikutusmekanismien tutkimus on lupaava tutkimussuunta ja mahdollistaa tulevaisuudessa paitsi laajentaa ymmärrystä ARDS:n patogeneesistä, myös määrittää diagnostisia. ja oireyhtymän prognostisia markkereita kehittääkseen vaihtoehtoja patogeneettiseen hoitoon, jonka tavoitteena on vähentää kuolleisuutta.

Sytokiinien määritysmenetelmät.

Katsaus on omistettu tällä hetkellä käytettyjen sytokiinien tärkeimmille menetelmille. Menetelmien ominaisuudet ja tarkoitus kuvataan lyhyesti. Esitetään erilaisten lähestymistapojen edut ja haitat sytokiinigeenin ilmentymisen analysoimiseksi nukleiinihappojen tasolla ja proteiinituotannon tasolla. (Sytokiinit ja tulehdus. 2005. T. 4, nro 1. s. 22-27.)

Sytokiinit ovat säätelyproteiineja, jotka muodostavat universaalin välittäjäverkoston, joka on tyypillistä sekä immuunijärjestelmälle että muiden elinten ja kudosten soluille. Kaikki solutapahtumat tapahtuvat tämän säätelyproteiiniluokan hallinnassa: proliferaatio, erilaistuminen, apoptoosi, solujen erikoistunut toiminnallinen aktiivisuus. Kunkin sytokiinin vaikutuksille soluihin on ominaista pleiotropia, eri mediaattorien vaikutusspektri on päällekkäinen ja periaatteessa solun lopullinen toimintatila riippuu useiden synergistisesti toimivien sytokiinien vaikutuksesta. Siten sytokiinijärjestelmä on universaali, polymorfinen välittäjien säätelyverkosto, joka on suunniteltu hallitsemaan soluelementtien proliferaatio-, erilaistumis-, apoptoosi- ja toiminnallisia aktiivisuuksia kehon hematopoieettisissa, immuuni- ja muissa homeostaattisissa järjestelmissä. Sytokiinien määritysmenetelmät ovat kokeneet erittäin nopean kehityksen 20 vuoden intensiivisen tutkimuksen aikana, ja ne edustavat nykyään kokonaista tieteellisen tiedon aluetta. Työnsä alussa sytokinologian tutkijat kohtaavat kysymyksen menetelmän valinnasta. Ja tässä tutkijan on tiedettävä tarkalleen, mitä tietoa hän tarvitsee saavuttaakseen tavoitteensa. Tällä hetkellä sytokiinijärjestelmän arvioimiseksi on kehitetty satoja erilaisia menetelmiä, jotka tarjoavat monipuolista tietoa tästä järjestelmästä. Sytokiineja voidaan arvioida erilaisissa biologisissa ympäristöissä niiden spesifisen biologisen aktiivisuuden perusteella. Ne voidaan kvantifioida käyttämällä useita immunomääritysmenetelmiä käyttämällä poly- ja monoklonaalisia vasta-aineita. Sytokiinien eritysmuotojen tutkimisen lisäksi voidaan tutkia niiden solunsisäistä sisältöä ja tuotantoa kudoksissa virtaussytometrian, Western blottingin ja in situ immunohistokemian avulla. Erittäin tärkeää tietoa voidaan saada tutkimalla sytokiini-mRNA:n ilmentymistä, mRNA:n stabiilisuutta, sytokiini-mRNA-isoformien läsnäoloa ja luonnollisia antisense-nukleotidisekvenssejä. Sytokiinigeenien alleelisten varianttien tutkimus voi tarjota tärkeää tietoa geneettisesti ohjelmoidusta tietyn välittäjän korkeasta tai alhaisesta tuotannosta. Jokaisella menetelmällä on omat haittansa ja etunsa, oma resoluutionsa ja määritystarkkuus. Tutkijan tietämättömyys ja väärinymmärrys näistä vivahteista voi johtaa hänet vääriin johtopäätöksiin.

Sytokiinien biologisen aktiivisuuden määritys.

Löytämisen historia ja sytokiinien tutkimuksen ensimmäiset vaiheet liittyivät läheisesti immunokompetenttien solujen ja solulinjojen viljelyyn. Sitten osoitettiin useiden liukoisten proteiinitekijöiden säätelyvaikutukset (biologinen aktiivisuus) lymfosyyttien proliferatiiviseen aktiivisuuteen, immunoglobuliinien synteesiin ja immuunireaktioiden kehittymiseen in vitro -malleissa. Yksi ensimmäisistä menetelmistä välittäjien biologisen aktiivisuuden määrittämiseksi on määrittää ihmisen lymfosyyttien migraatiotekijä ja sen estotekijä. Kun sytokiinien biologisia vaikutuksia on tutkittu, on syntynyt erilaisia menetelmiä niiden biologisen aktiivisuuden arvioimiseksi. Siten IL-1 määritettiin arvioimalla hiiren tymosyyttien proliferaatio in vitro, IL-2 - kyvyllä stimuloida lymfoblastien proliferatiivista aktiivisuutta, IL-3 - hematopoieettisten pesäkkeiden kasvulla in vitro, IL-4 - komitogeeninen vaikutus lisäämällä Ia-proteiinien ilmentymistä, indusoimalla IgG1:n ja IgE:n muodostumista jne. Näiden menetelmien luetteloa voidaan jatkaa, sitä päivitetään jatkuvasti, kun liukoisten tekijöiden uusia biologisia aktiivisuuksia löydetään. Niiden suurin haittapuoli on menetelmien epästandardi luonne ja niiden yhdistämisen mahdottomuus. Sytokiinien biologisen aktiivisuuden määrittämismenetelmien jatkokehitys johti suuren määrän solulinjoja, jotka ovat herkkiä tietylle sytokiinille, tai monisensitiivisten linjojen luomiseen. Useimmat näistä sytokiiniresponsiivisista soluista löytyvät nyt kaupallisesti levitettävien solulinjojen luetteloista. Esimerkiksi IL-1a:n ja b:n testaamiseen käytetään D10S-solulinjaa, IL-2:lle ja IL-15:lle - CTLL-2-solulinjaa, IL-3:lle, IL-4:lle, IL-5:lle, IL-9:lle. , IL-13, GM-CSF - TF-1 -solulinja, IL-6 - B9 -solulinja, IL-7 - 2E8 -solulinja, TNFa ja TNFb - L929 -solulinja, IFNg - WiDr -solulinja, varten IL-18 - solulinja KG-1. Kuitenkin tällaisella lähestymistavalla immunoaktiivisten proteiinien tutkimukseen, yhdessä tunnettujen etujen kanssa, kuten kypsien ja aktiivisten proteiinien todellisen biologisen aktiivisuuden mittaaminen, korkea toistettavuus standardoiduissa olosuhteissa, on myös haittoja. Näitä ovat ennen kaikkea solulinjojen herkkyys ei yhdelle sytokiinille, vaan useille sukulaissytokiineille, joiden biologiset vaikutukset menevät päällekkäin. Emme myöskään voi sulkea pois mahdollisuutta indusoida kohdesolujen muiden sytokiinien tuotantoa, mikä voi vääristää testiparametria (yleensä proliferaatio, sytotoksisuus, kemotaksis). Emme vielä tunne kaikkia sytokiinejä emmekä kaikkia niiden vaikutuksia, joten emme arvioi itse sytokiinia, vaan kokonaisspesifistä biologista aktiivisuutta. Siten biologisen aktiivisuuden arviointi eri välittäjien kokonaisaktiivisuutena (riittävä spesifisyys) on yksi tämän menetelmän haitoista. Lisäksi sytokiiniherkkiä linjoja käyttämällä ei ole mahdollista havaita aktivoimattomia molekyylejä ja niihin liittyviä proteiineja. Tämä tarkoittaa, että tällaiset menetelmät eivät heijasta useiden sytokiinien todellista tuotantoa. Toinen tärkeä solulinjojen käytön haittapuoli on laboratorion tarve soluviljelyä varten. Lisäksi kaikki menetelmät solujen kasvattamiseksi ja niiden inkuboimiseksi tutkittavien proteiinien ja väliaineiden kanssa vaativat paljon aikaa. On myös huomattava, että pitkään käytössä olevat solulinjat vaativat päivittämistä tai uudelleensertifiointia, koska viljelyn seurauksena ne voivat mutatoitua ja muuntua, mikä voi johtaa niiden herkkyyden muutoksiin välittäjäaineille ja tarkkuuden heikkenemiseen. biologisen aktiivisuuden määrittämisessä. Tämä menetelmä on kuitenkin ihanteellinen rekombinanttivälittäjien spesifisen biologisen aktiivisuuden testaamiseen.

Sytokiinien kvantitatiivinen määritys vasta-aineita käyttämällä.

Immunokompetenttien ja muuntyyppisten solujen tuottamat sytokiinit vapautuvat solujen väliseen tilaan suorittamaan parakriinisia ja autokriinisiä signalointivuorovaikutuksia. Näiden proteiinien pitoisuuden perusteella veren seerumissa tai säädetyssä ympäristössä voidaan arvioida patologisen prosessin luonne ja tiettyjen solutoimintojen liiallinen tai puutos potilaassa. Menetelmät sytokiinien havaitsemiseksi käyttämällä spesifisiä vasta-aineita ovat nykyään yleisimmät havaitsemisjärjestelmät näille proteiineille. Nämä menetelmät ovat käyneet läpi useita modifikaatioita käyttämällä erilaisia leimoja (radioisotooppi, fluoresoiva, sähkökemiluminoiva, entsymaattinen jne.). Jos radioisotooppimenetelmissä on useita haittoja, jotka liittyvät radioaktiivisen leiman käyttöön ja ajallisesti rajoitettuun mahdollisuuteen käyttää leimattuja reagensseja (puoliintumisaika), niin entsyymi-immunosorbenttimenetelmiä käytetään laajimmin. Ne perustuvat entsymaattisen reaktion liukenemattomien tuotteiden visualisointiin, jotka absorboivat tunnetun aallonpituuden omaavaa valoa määrinä, jotka vastaavat analyytin pitoisuutta. Kiinteälle polymeeripohjalle päällystettyjä vasta-aineita käytetään sitomaan mitattavat aineet ja entsyymeihin konjugoituja vasta-aineita, yleensä alkaliseen fosfataasiin tai piparjuuriperoksidaasiin, visualisointiin. Menetelmän edut ovat ilmeiset: korkea määritystarkkuus standardoiduissa olosuhteissa reagenssien varastointia ja toimenpiteiden suorittamista varten, kvantitatiivinen analyysi ja toistettavuus. Haittoja ovat havaittavien pitoisuuksien rajallinen alue, jonka seurauksena kaikki tietyn kynnysarvon ylittävät pitoisuudet katsotaan sitä vastaaviksi. On huomattava, että menetelmän suorittamiseen tarvittava aika vaihtelee valmistajan suositusten mukaan. Kuitenkin joka tapauksessa me puhumme noin useita tunteja tarvitaan inkubaatioon ja reagenssien pesuun. Lisäksi määritetään sytokiinien piileviä ja sitoutuneita muotoja, jotka pitoisuudessaan voivat merkittävästi ylittää vapaat muodot, jotka ovat pääasiassa vastuussa välittäjän biologisesta aktiivisuudesta. Siksi on suositeltavaa käyttää tätä menetelmää yhdessä välittäjän biologisen aktiivisuuden arviointimenetelmien kanssa. Toinen immunomääritysmenetelmän modifikaatio, joka on löytänyt laajan sovelluksen, on elektrokemiluminesenssimenetelmä (ECL) proteiinien määrittämiseksi käyttämällä ruteenilla ja biotiinilla leimattuja vasta-aineita. Tällä menetelmällä on seuraavat edut radioisotooppi- ja entsyymi-immunosorbenttimenetelmiin verrattuna: helppokäyttöisyys, menetelmän lyhyt suoritusaika, pesutoimenpiteiden puuttuminen, pieni näytetilavuus, suuri valikoima sytokiinien havaittavia pitoisuuksia seerumissa ja käsitellyssä elatusaineessa, menetelmän korkea herkkyys ja sen toistettavuus. Kyseinen menetelmä on hyväksyttävä käytettäväksi molemmissa tieteellinen tutkimus ja kliinisissä. Seuraava menetelmä sytokiinien arvioimiseksi biologisissa elatusaineissa on kehitetty virtausfluorimetritekniikan perusteella. Sen avulla voit arvioida samanaikaisesti jopa satoja proteiineja näytteestä. Tällä hetkellä kaupallisia pakkauksia on luotu jopa 17 sytokiinin määrittämiseksi. Tämän menetelmän edut määrittävät kuitenkin myös sen haitat. Ensinnäkin on työvaltaista valita optimaaliset olosuhteet useiden proteiinien määrittämiselle, ja toiseksi sytokiinien tuotanto on luonnossa peräkkäistä tuotantohuippuja eri aikoina. Siksi suuren proteiinimäärän määrittäminen samanaikaisesti ei ole aina informatiivista. Yleinen vaatimus immunomääritysmenetelmistä, joissa käytetään ns. "Sandwich" on vasta-aineparin huolellinen valinta, joka mahdollistaa analysoitavan proteiinin joko vapaan tai sitoutuneen muodon määrittämisen, mikä asettaa tälle menetelmälle rajoituksia ja joka on aina otettava huomioon saatuja tietoja tulkittaessa. Nämä menetelmät määrittävät eri solujen sytokiinien kokonaistuotannon, kun taas samanaikaisesti immunokompetenttien solujen sytokiinien antigeenispesifistä tuotantoa voidaan arvioida vain alustavasti. Nyt on kehitetty ELISpot (Enzyme-Liked ImmunoSpot) -järjestelmä, joka eliminoi suurelta osin nämä haitat. Menetelmä mahdollistaa sytokiinituotannon semikvantitatiivisen arvioinnin yksittäisten solujen tasolla. Tämän menetelmän korkea resoluutio mahdollistaa antigeenistimuloidun sytokiinituotannon arvioinnin, mikä on erittäin tärkeää spesifisen immuunivasteen arvioinnissa. Seuraava menetelmä, jota käytetään laajalti tieteellisiin tarkoituksiin, on solunsisäinen sytokiinien määritys virtaussytometrialla. Sen edut ovat ilmeiset. Voimme karakterisoida fenotyyppisesti sytokiinia tuottavien solujen populaation ja/tai määrittää yksittäisten solujen tuottamien sytokiinien spektrin, jolloin on mahdollista tämän tuotannon suhteellinen kvantitatiivinen karakterisointi. Kuvattu menetelmä on kuitenkin melko monimutkainen ja vaatii kalliita laitteita. Seuraavat menetelmät, joita käytetään pääasiassa tieteellisiin tarkoituksiin, ovat immunohistokemialliset menetelmät, joissa käytetään leimattuja monoklonaalisia vasta-aineita. Edut ovat ilmeisiä - sytokiinituotannon määrittäminen suoraan kudoksissa (in situ), joissa tapahtuu erilaisia immunologisia reaktioita. Tarkasteltavat menetelmät ovat kuitenkin erittäin työvoimavaltaisia eivätkä anna tarkkoja kvantitatiivisia tietoja.

Sytokiinien määritys entsyymi-immunomäärityksellä.

CJSC "Vector-Best" T.G.:n johdolla. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofejeva, M. Yu. Rukavishnikov työskentelee aktiivisesti sytokiinien määrittämisessä. Sytokiinit ovat ryhmä polypeptidivälittäjiä, usein glykosyloituja ja joiden molekyylipaino on 8-80 kDa. Sytokiinit osallistuvat kehon puolustusreaktioiden ja sen homeostaasin muodostumiseen ja säätelyyn. Ne osallistuvat humoraalisen ja sellulaarisen immuunivasteen kaikkiin aspekteihin, mukaan lukien immunokompetenttien esisolujen erilaistuminen, antigeenin esittely, soluaktivaatio ja proliferaatio, adheesiomolekyylien ilmentyminen ja akuutin vaiheen vaste. Jotkut niistä kykenevät saamaan aikaan useita biologisia vaikutuksia eri kohdesoluihin. Sytokiinien vaikutus soluihin suoritetaan seuraavilla tavoilla: autokriininen - soluun, joka syntetisoi ja erittää tätä sytokiinia; parakriini - soluissa, jotka sijaitsevat lähellä tuottajasolua, esimerkiksi tulehduskohdassa tai imukudoselimessä; endokriininen kauko - kaikkien elinten ja kudosten soluissa sen jälkeen, kun sytokiini tulee verenkiertoon. Sytokiinien tuotanto ja vapautuminen on yleensä lyhytaikaista ja tiukasti säädeltyä. Sytokiinit vaikuttavat soluun sitoutumalla sytoplasman kalvon spesifisiin reseptoreihin ja aiheuttaen siten reaktiosarjan, joka johtaa useiden niiden säätelemien geenien toiminnan induktioon, tehostumiseen tai tukahdutukseen. Sytokiineille on ominaista monimutkainen toiminnan verkkoluonne, jossa yhden niistä tuotanto vaikuttaa useiden muiden aktiivisuuden muodostumiseen tai ilmentymiseen. Sytokiinit ovat paikallisia välittäjiä, joten on suositeltavaa mitata niiden tasot asiaankuuluvissa kudoksissa sen jälkeen, kun kudosproteiinit on otettu kyseisten elinten biopsioista tai luonnollisista nesteistä: virtsa, kyynelneste, ientaskuneste, bronkoalveolaarinen huuhtelu, emättimen erite, siemensyöksy, huuhtelut onteloista, selkäytimestä tai nivelnesteestä, nesteistä jne. Lisäinformaatio Elimistön immuunijärjestelmän tila voidaan saada selville tutkimalla verisolujen kykyä tuottaa sytokiinejä in vitro. Plasman sytokiinitasot heijastavat immuunijärjestelmän nykyistä tilaa ja suojaavien reaktioiden kehittymistä in vivo. Spontaani sytokiinien tuotanto perifeerisen veren mononukleaarisolujen viljelmässä mahdollistaa vastaavien solujen tilan arvioinnin. Lisääntynyt sytokiinien spontaani tuotanto osoittaa, että antigeeni aktivoi solut jo in vivo. Sytokiinien indusoitu tuotanto mahdollistaa vastaavien solujen mahdollisen kyvyn arvioida antigeenistimulaatiota vasten. Esimerkiksi sytokiinien vähentynyt induktio in vitro voi toimia yhtenä immuunipuutostilan merkkinä. Siksi molemmat vaihtoehdot sytokiinien pitoisuuksien tutkimiseksi sekä kiertävässä veressä että niiden soluviljelmien tuotannon aikana ovat tärkeitä koko organismin immunoreaktiivisuuden ja immuunijärjestelmän yksittäisten osien toiminnan karakterisoinnin kannalta. Viime aikoihin asti vain muutama tutkijaryhmä tutki sytokiineja Venäjällä, koska biologiset tutkimusmenetelmät ovat erittäin työvoimavaltaisia ja maahan tuodut immunokemialliset pakkaukset ovat erittäin kalliita. Saatavilla olevien kotimaisten entsyymi-immunosorbenttipakkausten myötä lääkärit osoittavat kasvavaa kiinnostusta sytokiiniprofiilin tutkimiseen. Tällä hetkellä sytokiinien tason arvioinnin diagnostinen merkitys piilee sen tosiasian toteamisessa, että niiden pitoisuus on lisääntynyt tai laskenut tietyllä potilaalla, jolla on tietty sairaus. Lisäksi taudin vakavuuden arvioimiseksi ja taudin kulun ennustamiseksi on suositeltavaa määrittää sekä anti-inflammatoristen että pro-inflammatoristen sytokiinien pitoisuus patologian kehittymisen dynamiikassa. Esimerkiksi sytokiinien pitoisuus perifeerisessä veressä määräytyy pahenemisajankohdan mukaan ja heijastaa patologisen prosessin dynamiikkaa. mahahaava ja muut maha-suolikanavan sairaudet. Enintään alkuvaiheessa pahenemista hallitsee interleukiini-1beetan (IL-1beta), interleukiini-8:n (IL-8) pitoisuuden nousu, sitten interleukiini-6:n (IL-6), gamma-interferonin (gamma-INF), tuumorinekroositekijä-alfa (alfa-TNF). Interleukiini-12:n (IL-12), gamma-INF:n, alfa-TNF:n pitoisuus saavutti maksiminsa taudin huipulla, kun taas akuutin vaiheen markkereiden pitoisuus lähestyi tänä aikana normaaleja arvoja. Pahenemisvaiheen huipulla alfa-TNF-taso ylitti merkittävästi interleukiini-4:n (IL-4) pitoisuuden sekä veren seerumissa että suoraan haavaumaalueen sairastuneessa kudoksessa, minkä jälkeen se alkoi vähitellen laskea. Kun akuutin vaiheen ilmiöt laantuivat ja korjausprosessit tehostivat, IL-4:n pitoisuus kasvoi. Muutoksia sytokiiniprofiilissa voidaan käyttää kemoterapian tehokkuuden ja tarkoituksenmukaisuuden arvioimiseen. Sytokiinihoitoa suoritettaessa, esimerkiksi alfa-interferonihoidon (alfa-INF) aikana, on tarpeen seurata sekä sen pitoisuutta kiertävässä veressä että alfa-IFN-vasta-aineiden tuotantoa. Tiedetään, että kun suuri määrä näitä vasta-aineita tuotetaan, interferonihoito ei vain lakkaa olemasta tehokas, vaan se voi myös johtaa autoimmuunisairauksiin. SISÄÄN Viime aikoina Uusia lääkkeitä on kehitetty ja ollaan ottamassa käyttöön, tavalla tai toisella muuttaen elimistön sytokiinitilannetta. Esimerkiksi nivelreuman hoitoon ehdotetaan alfa-TNF:n vasta-aineisiin perustuvaa lääkettä, joka on suunniteltu poistamaan alfa-TNF, joka osallistuu sidekudoksen tuhoamiseen. Sekä tietojemme että kirjallisuuden mukaan kaikilla kroonista nivelreumaa sairastavilla potilailla ei kuitenkaan ole kohonneita TNF-alfa-tasoja, joten tälle potilasryhmälle TNF-alfa-tason lasku voi entisestään pahentaa immuunijärjestelmän epätasapainoa. Siten oikea sytokiinihoito sisältää kehon sytokiinitilan seurannan hoidon aikana. Pro-inflammatoristen sytokiinien suojaava rooli ilmenee paikallisesti, tulehduskohdassa, mutta niiden systeeminen tuotanto ei johda anti-infektiivisen immuniteetin kehittymiseen eikä estä bakteeriperäisen toksisen shokin kehittymistä, joka on syynä varhaiseen kuolleisuus kirurgisilla potilailla, joilla on märkiviä-septisiä komplikaatioita. Kirurgisten infektioiden patogeneesin perusta on sytokiinikaskadin käynnistäminen, joka sisältää toisaalta tulehdusta edistäviä ja toisaalta anti-inflammatorisia sytokiinejä. Näiden kahden vastakkaisen ryhmän välinen tasapaino määrää suurelta osin märkivä-septisten sairauksien kulun ja tuloksen. Yhden näistä ryhmistä peräisin olevan sytokiinin (esimerkiksi TNF-alfa tai IL-4) veripitoisuuden määrittäminen ei kuitenkaan heijasta riittävästi koko sytokiinitasapainon tilaa. Siksi useiden välittäjien (vähintään 2–3 vastakkaisista alaryhmistä) tason samanaikainen arviointi on tarpeen. JSC Vector-Best on tällä hetkellä kehittänyt ja valmistanut sarjaa reagensseja seuraavien kvantitatiiviseen määritykseen: tuumorinekroositekijä-alfa (herkkyys - 2 pg/ml, 0-250 pg/ml); gamma-interferoni (herkkyys - 5 pg/ml, 0-2000 pg/ml); interleukiini-4 (herkkyys - 2 pg/ml, 0-400 pg/ml); interleukiini-8 (herkkyys - 2 pg/ml, 0-250 pg/ml); interleukiini-1-reseptorin antagonisti (IL-1RA) (herkkyys - 20 pg/ml, 0-2500 pg/ml); alfa-interferoni (herkkyys - 10 pg/ml, 0-1000 pg/ml); autoimmuunivasta-aineet interferoni alfalle (herkkyys - 2 ng/ml, 0-500 ng/ml). Kaikki sarjat on suunniteltu määrittämään näiden sytokiinien pitoisuus ihmisen biologisissa nesteissä ja viljelmän supernatanteissa, kun tutkitaan ihmisen soluviljelmien kykyä tuottaa sytokiinejä in vitro. Analyysin periaate on "sandwich"-versio kiinteän faasin kolmivaiheisesta (inkubointiaika - 4 tuntia) tai kaksivaiheisesta (inkubaatioaika - 3,5 tuntia) entsyymi-immunomäärityksestä tableteissa. Analyysi vaatii 100 μl biologista nestettä tai viljelmän supernatanttia kuoppaa kohti. Tulosten laskenta - spektrofotometrisesti aallonpituudella 450 nm. Kaikissa sarjoissa kromogeeni on tetrametyylibentsidiini. Sarjojemme säilyvyysaika on pidennetty 18 kuukauteen julkaisupäivästä ja 1 kuukauteen käytön aloittamisen jälkeen. Kirjallisuustietojen analyysi osoitti, että sytokiinien pitoisuus terveiden ihmisten veriplasmassa riippuu sekä niiden määrittämiseen käytetyistä sarjoista että näiden ihmisten asuinalueesta. Siksi alueemme asukkaiden normaalien sytokiinipitoisuuksien arvojen määrittämiseksi analysoimme satunnaisia plasmanäytteitä (80 - 400 näytettä) käytännössä terveiltä verenluovuttajilta, eri edustajilta. sosiaaliset ryhmät 18–60-vuotiaat ilman vakavan somaattisen patologian kliinisiä ilmenemismuotoja ja HBsAg:n, HIV-, B- ja C-hepatiittivirusten vasta-aineiden puuttumista.

Tuumorinekroositekijä-alfa.

TNF-alfa on pleiotrooppinen proinflammatorinen sytokiini, joka koostuu kahdesta pitkänomaisesta b-ketjusta, joiden molekyylipaino on 17 kDa ja joka suorittaa säätely- ja efektoritoimintoja immuunivasteessa ja tulehduksessa. Alfa-TNF:n tärkeimmät tuottajat ovat monosyytit ja makrofagit. Tätä sytokiinia erittävät myös veren lymfosyytit ja granulosyytit, luonnolliset tappajasolut ja T-lymfosyyttisolulinjat. TNF-alfan tärkeimmät indusoijat ovat virukset, mikro-organismit ja niiden aineenvaihduntatuotteet, mukaan lukien bakteerien lipopolysakkaridi. Lisäksi jotkut sytokiinit, kuten IL-1, IL-2, granulosyytti-makrofagipesäkkeitä stimuloiva tekijä, alfa- ja beeta-INF, voivat myös toimia indusoijina. Alfa-TNF:n biologisen aktiivisuuden pääsuunnat: osoittaa selektiivistä sytotoksisuutta tiettyjä kasvainsoluja vastaan; aktivoi granulosyyttejä, makrofageja, endoteelisoluja, hepatosyyttejä (akuutin vaiheen proteiinien tuotanto), osteoklasteja ja kondrosyyttejä (luu- ja rustokudoksen resorptio), muiden tulehdusta edistävien sytokiinien synteesiä; stimuloi: neutrofiilien, fibroblastien, endoteelisolujen (angiogeneesi), hematopoieettisten solujen, T- ja B-lymfosyyttien proliferaatiota ja erilaistumista; lisää neutrofiilien virtausta luuytimestä vereen; sillä on kasvainten vastainen ja antiviraalinen aktiivisuus in vivo ja in vitro; ei osallistu vain suojaaviin reaktioihin, vaan myös tulehdukseen liittyviin tuhoamis- ja korjausprosesseihin; toimii yhtenä kudosten tuhoutumisen välittäjänä, joka on yleinen pitkäaikaisen, kroonisen tulehduksen aikana.

Riisi. 1. Alfa-TNF-tasojen jakautuminen

terveiden luovuttajien plasmassa.

Veriseerumissa havaitaan kohonnutta alfa-TNF-tasoa posttraumaattisessa tilassa, johon liittyy keuhkojen toimintahäiriöitä, häiriöitä normaalissa raskauden kulussa, syöpää ja keuhkoastmaa. Alfa-TNF:n taso on 5–10 kertaa normaalia korkeampi virushepatiitti C:n kroonisen muodon pahenemisen aikana. Ruoansulatuskanavan sairauksien pahenemisvaiheessa seerumin alfa-TNF-pitoisuus ylittää normin keskimäärin 10 kertaa ja joillakin potilailla 75–75 80 kertaa. Suuria TNF-alfapitoisuuksia löytyy multippeliskleroosia ja aivo-selkäydintulehdusta sairastavien potilaiden aivo-selkäydinnesteestä sekä nivelreumapotilaiden nivelnesteestä. Tämä viittaa TNF-alfan osallisuuteen useiden autoimmuunisairauksien patogeneesissä. Alfa-TNF:n havaitsemistaajuus veren seerumissa jopa vakavan tulehduksen yhteydessä ei ylitä 50%, indusoidun ja spontaanin tuotannon kanssa - jopa 100%. TNF-alfa-pitoisuuksien vaihteluväli oli 0–6 pg/ml, keskiarvon ollessa 1,5 pg/ml (kuva 1).

gamma-interferoni.

Riisi. 2. Gamma-INF-tason jakautuminen

terveiden luovuttajien plasmassa.

Interleukiini-4

IL-4 on glykoproteiini, jonka molekyylipaino on 18–20 kDa, luonnollinen tulehduksen estäjä. Yhdessä gamma-INF:n kanssa IL-4 on avainsytokiini, jota T-solut (pääasiassa TH-2-lymfosyytit) tuottavat. Se tukee TH-1/TH-2 tasapainoa. IL-4:n biologisen aktiivisuuden pääsuunnat: lisää eosinofiliaa, syöttösolujen kertymistä, IgG4-eritystä, TH-2-soluvälitteistä humoraalista immuunivastetta; sillä on paikallinen antituumorivaikutus, joka stimuloi sytotoksisten T-lymfosyyttien populaatiota ja eosinofiilien aiheuttamaa kasvaimen infiltraatiota; estää tulehduksellisten sytokiinien (alfa-TNF, IL-1, IL-8) ja prostaglandiinien vapautumisen aktivoiduista monosyyteistä, TH-1-lymfosyyttien sytokiinien tuotantoa (IL-2, gamma-INF jne.).

Riisi. 3. IL-4-tasojen jakautuminen plasmassa

terveitä luovuttajia.

IL-4:n kohonnutta tasoa sekä seerumissa että stimuloiduissa lymfosyyteissä voidaan havaita allergisissa sairauksissa (erityisesti pahenemisvaiheessa), kuten keuhkoastmassa, allergisessa nuhassa, heinänuhassa, atooppisessa dermatiitissa ja maha-suolikanavan sairauksissa. IL-4:n taso nousee myös merkittävästi potilailla, joilla on krooninen hepatiitti C (CHC). CHC:n pahenemisjaksojen aikana sen määrä kasvaa lähes 3 kertaa normaaliin verrattuna, ja CHC:n remission aikana IL-4:n taso laskee, erityisesti yhdistelmä-IL-2-hoidon aikana. IL-4-pitoisuuksien vaihteluväli oli 0–162 pg/ml, keskiarvo 6,9 pg/ml ja normaalialue 0–20 pg/ml (kuva 3).

Interleukiini-8

IL-8 on kemokiini ja proteiini, jonka molekyylipaino on 8 kDa. IL-8:aa tuottavat mononukleaariset fagosyytit, polymorfonukleaariset leukosyytit, endoteelisolut ja muut solutyypit vasteena erilaisille ärsykkeille, mukaan lukien bakteerit ja virukset ja niiden aineenvaihduntatuotteet, mukaan lukien tulehdusta edistävät sytokiinit (esim. IL-1, TNF-alfa). Interleukiini-8:n päätehtävä on tehostaa leukosyyttien kemotaksista. Sillä on tärkeä rooli sekä akuutissa että kroonisessa tulehduksessa. IL-8:n kohonneita tasoja havaitaan potilailla, joilla on bakteeri-infektioita, kroonisia keuhkosairauksia ja maha-suolikanavan sairauksia. Plasman IL-8-tasot ovat kohonneet potilailla, joilla on sepsis, ja korkeat pitoisuudet korreloivat lisääntyneen kuolleisuuden kanssa. IL-8-pitoisuuden mittaustuloksia voidaan käyttää hoidon etenemisen seuraamiseen ja sairauden lopputuloksen ennustamiseen. Siten lisääntynyt IL-8-pitoisuus havaittiin kyynelnesteessä kaikilla potilailla, joilla oli suotuisa sarveiskalvohaavan kulku. Kaikilla potilailla, joilla oli monimutkainen sarveiskalvohaavan kulku, IL-8:n pitoisuus oli 8 kertaa korkeampi kuin potilailla, joilla taudin kulku oli suotuisa. Siten proinflammatoristen sytokiinien (erityisesti IL-8) pitoisuutta sarveiskalvohaavan kyynelnesteessä voidaan käyttää ennustekriteerinä tämän taudin etenemiselle.

Riisi. 4. IL-8-tasojen jakautuminen sisään

terveiltä luovuttajilta (Novosibirsk).

Meidän ja kirjallisuustietojemme mukaan IL-8:aa havaitaan erittäin harvoin terveiden ihmisten veriseerumissa; Veren mononukleaarisolujen spontaania IL-8:n tuotantoa havaitaan 62 %:lla ja indusoitua tuotantoa 100 %:lla terveistä luovuttajista. IL-8-pitoisuuksien vaihteluväli oli 0–34 pg/ml, keskiarvo 2 pg/ml ja normaalialue 0–10 pg/ml (kuva 4).

Riisi. 5. IL-8-tason jakautuminen plasmassa

terveet luovuttajat (Rubtsovsk).

Interleukiini-1-reseptorin antagonisti.

IL-1RA on sytokiini ja oligopeptidi, jonka molekyylipaino on 18–22 kDa. IL-1RA on endogeeninen IL-1:n estäjä, jota makrofagit, monosyytit, neutrofiilit, fibroblastit ja epiteelisolut tuottavat. IL-1RA suppressoi interleukiinien IL-1alfan ja IL-1beetan biologista aktiivisuutta ja kilpailee niiden kanssa sitoutumisesta solureseptoriin.

Riisi. 6. IL-1RA-tason jakautuminen

terveiden luovuttajien plasmassa

IL-1RA:n tuotantoa stimuloivat monet sytokiinit, virustuotteet ja akuutin vaiheen proteiinit. IL-1RA voi ilmentyä aktiivisesti tulehduspesäkkeissä monissa kroonisissa sairauksissa: nivelreuma ja juveniili krooninen niveltulehdus, systeeminen lupus erythematosus, iskeemiset aivovauriot, tulehdukselliset suolistosairaudet, keuhkoastma, pyelonefriitti, psoriaasi ja muut. Sepsiksessä havaitaan suurin IL-1RA:n nousu - joissakin tapauksissa jopa 55 ng/ml, ja havaittiin, että IL-1RA:n kohonneet pitoisuudet korreloivat suotuisan ennusteen kanssa. Korkeat IL-1RA-tasot havaitaan erittäin lihavilla naisilla, ja tämä taso laskee huomattavasti 6 kuukauden kuluessa rasvaimusta. IL-1RA:n pitoisuuksien vaihteluväli oli 0–3070 pg/ml, keskiarvo 316 pg/ml. Normaali alue on 50–1000 pg/ml (kuva 6).

Alfa-interferoni.

Alfa-INF on monomeerinen glykosyloimaton proteiini, jonka molekyylipaino on 18 kDa ja jota syntetisoivat pääasiassa leukosyytit (B-lymfosyytit, monosyytit). Tätä sytokiinia voivat myös tuottaa käytännöllisesti katsoen minkä tahansa tyyppinen solu vasteena asianmukaiselle stimulaatiolle; solunsisäiset virusinfektiot voivat olla tehokkaita alfa-INF-synteesin stimulaattoreita. Alfa-INF:n indusoijia ovat: virukset ja niiden tuotteet, joiden joukossa johtavalla paikalla on viruksen replikaation aikana syntyvä kaksijuosteinen RNA, sekä bakteerit, mykoplasmat ja alkueläimet, sytokiinit ja kasvutekijät (kuten IL-1, IL -2, alfa-TNF, pesäkkeitä stimuloivat tekijät jne.). Kehon epäspesifisen antibakteerisen immuunivasteen ensimmäinen suojaava reaktio sisältää alfa- ja beeta-INF:n induktion. Tässä tapauksessa sitä tuottavat antigeeniä esittelevät solut (makrofagit), jotka ovat sieppaneet bakteerit. Interferoneilla (mukaan lukien alfa-INF) on tärkeä rooli antiviraalisen immuunivasteen epäspesifisessä osassa. Ne lisäävät virusresistenssiä indusoimalla soluissa entsyymien synteesiä, jotka estävät nukleiinihappojen ja virusproteiinien muodostumista. Lisäksi niillä on immunomoduloiva vaikutus ja ne tehostavat tärkeimpien histokompailmentymistä soluissa. Muutoksia alfa-INF-pitoisuudessa havaittiin viruksen aiheuttamassa hepatiitissa ja maksakirroosissa. Virusinfektioiden pahenemisen aikana tämän sytokiinin pitoisuus kasvaa merkittävästi useimmilla potilailla, ja toipumisaikana se laskee normaalille tasolle. Seerumin alfa-INF-tason ja influenssainfektion vakavuuden ja keston välillä on osoitettu yhteys.

Riisi. 7. Alfa-INF-tason jakauma

terveiden luovuttajien plasmassa.

Alfa-INF-pitoisuuden nousua havaitaan useimpien potilaiden seerumissa, jotka kärsivät autoimmuunisairauksista, kuten polyartriitista, nivelreumasta, spondyloosista, psoriaattisesta niveltulehduksesta, polymyalgia rheumaticasta ja sklerodermasta, systeemisestä lupus erythematosuksesta ja systeemisestä vaskuliitista. Tämän interferonin korkea pitoisuus havaitaan myös yksittäisillä potilailla peptisen haavan ja sappikivitaudin pahenemisen aikana. Alfa-INF-pitoisuuksien vaihteluväli oli 0–93 pg/ml, keskiarvo 20 pg/ml. Normaali alue on jopa 45 pg/ml (kuva 7).

Alfa INF:n vasta-aineet.

Alfa-IFN-vasta-aineita voidaan havaita potilaiden, joilla on somaattinen erytematoottinen lupus, seerumeista. Alfa-INF:n vasta-aineiden spontaania induktiota havaitaan myös eri syöpämuotoja sairastavien potilaiden seerumeissa. Joissakin tapauksissa alfa-INF:n vasta-aineita löydettiin HIV-tartunnan saaneiden potilaiden seerumeista sekä aivo-selkäydinnesteestä ja aivokalvontulehduspotilaiden seerumeista akuutin vaiheen aikana sekä kroonista moniniveltulehdusta sairastavien potilaiden seerumeista.

Riisi. 8. Alfa-INF:n vasta-aineiden tason jakautuminen

terveiden luovuttajien plasmassa.

Alfa-INF on yksi tehokkaista antiviraalisista ja kasvainten vastaisista terapeuttisista lääkkeistä, mutta sen pitkäaikainen käyttö voi johtaa spesifisten vasta-aineiden tuotantoon alfa-INF:lle. Tämä heikentää hoidon tehokkuutta ja aiheuttaa joissakin tapauksissa erilaisia sivuvaikutuksia: flunssanomaisesta autoimmuunisairauksien kehittymiseen. Tämän vuoksi INF-hoidon aikana on tärkeää seurata alfa-INF:n vasta-aineiden määrää potilaan kehossa. Niiden muodostuminen riippuu hoidossa käytetyn lääkkeen tyypistä, hoidon kestosta ja sairauden tyypistä. Anti-IFN-vasta-ainepitoisuuksien vaihteluväli oli 0–126 ng/ml, keskiarvon ollessa 6,2 ng/ml. Normaali alue on jopa 15 ng/ml (kuva 8). Sytokiinien tason arviointi Vector-Best CJSC:n kaupallisesti valmistamilla reagenssisarjoilla mahdollistaa uuden lähestymistavan elimistön immuunijärjestelmän tilan tutkimiseen kliinisessä käytännössä.

Sytokiineihin perustuvat immunotrooppiset lääkkeet.

Mielenkiintoinen työ A. S. Simbirtseva, Valtion erittäin puhtaiden biologisten valmisteiden tutkimuslaitos, Venäjän terveysministeriö, Pietari).Sytokiinit voidaan eristää uudeksi itsenäiseksi järjestelmäksi, joka säätelee kehon perustoimintoja, jotka ovat olemassa hermoston ja endokriininen säätely ja se liittyy ensisijaisesti homeostaasin ylläpitämiseen patogeenien tuomisen aikana ja kudosten eheyden häiriintyminen. Tämä uusi säätelevien molekyylien luokka on luotu luonnossa miljoonien vuosien evoluution aikana, ja sillä on rajattomasti mahdollisuuksia käyttää lääkkeinä. Immuunijärjestelmässä sytokiinit välittävät epäspesifisten suojareaktioiden ja spesifisen immuniteetin välistä suhdetta, ja ne toimivat molempiin suuntiin. Kehon tasolla sytokiinit kommunikoivat immuuni-, hermosto-, endokriinis-, hematopoieettisten ja muiden järjestelmien välillä ja auttavat ne osallistumaan suojaavien reaktioiden järjestämiseen ja säätelyyn. Sytokiinien intensiivisen tutkimuksen liikkeellepaneva voima on aina ollut niiden lupaavat näkymät. kliiniseen käyttöön laajalle levinneiden sairauksien, mukaan lukien syövän, tartuntataudit ja immuunipuutostaudit, hoitoon. Venäjällä on rekisteröity useita sytokiinivalmisteita, mukaan lukien interferonit, pesäkkeitä stimuloivat tekijät, interleukiinit ja niiden antagonistit sekä tuumorinekroositekijä. Kaikki sytokiinivalmisteet voidaan jakaa luonnollisiin ja rekombinanttisiin. Luonnonlääkkeet ovat eri puhdistusasteisia valmisteita, jotka saadaan stimuloitujen eukaryoottisolujen, pääasiassa ihmissolujen, viljelyväliaineesta. Tärkeimmät haitat ovat alhainen puhdistusaste, standardoinnin mahdottomuus komponenttien suuren lukumäärän vuoksi ja veren komponenttien käyttö tuotannossa. Ilmeisesti sytokiinihoidon tulevaisuus liittyy geenimanipuloituihin lääkkeisiin, jotka on saatu käyttämällä biotekniikan viimeisintä edistystä. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana useimpien sytokiinien geenit on kloonattu ja on saatu rekombinanttianalogeja, jotka toistavat täysin luonnollisten molekyylien biologiset ominaisuudet. Sytokiinien käytössä on kolme pääaluetta kliinisessä käytännössä:

1) sytokiinihoito elimistön puolustusreaktioiden aktivoimiseksi, immunomodulaatioksi tai endogeenisten sytokiinien puutteen täydentämiseksi,

2) sytokiinien vastainen immunosuppressiivinen hoito, jonka tarkoituksena on estää sytokiinien ja niiden reseptorien biologiset vaikutukset,

3) sytokiinigeeniterapia kasvaintenvastaisen immuniteetin parantamiseksi tai sytokiinijärjestelmän geneettisten vikojen korjaamiseksi.

Useita sytokiinejä voidaan käyttää kliinisesti systeemiseen ja paikalliseen käyttöön. Systeeminen anto on perusteltua tapauksissa, joissa on tarpeen varmistaa sytokiinien toiminta useissa elimissä immuunijärjestelmän tehokkaamman aktivoitumisen tai kehon eri osissa sijaitsevien kohdesolujen aktivoimiseksi. Muissa tapauksissa paikallisella sovelluksella on useita etuja, koska sen avulla voit saavuttaa aktiivisen aineosan korkean paikallisen pitoisuuden, vaikuttaa erityisesti kohde-elimeen ja välttää ei-toivotut systeemiset ilmenemismuodot. Tällä hetkellä sytokiineja pidetään yhtenä lupaavimmista lääkkeistä käytettäväksi kliinisessä käytännössä.

Johtopäätös.

Siten tällä hetkellä ei ole epäilystäkään siitä, että sytokiinit ovat tärkeimmät tekijät immunopatogeneesissä. Sytokiinien tason tutkiminen antaa meille mahdollisuuden saada tietoa erityyppisten immunokompetenttien solujen toiminnallisesta aktiivisuudesta, T-auttajatyyppien I ja II aktivaatioprosessien suhteesta, mikä on erittäin tärkeää useiden infektio- ja immunopatologisten erotusdiagnoosissa. prosessit. Sytokiinit ovat spesifisiä proteiineja, joiden avulla immuunijärjestelmän solut voivat vaihtaa tietoja keskenään ja olla vuorovaikutuksessa. Nykyään on löydetty yli sata erilaista sytokiinia, jotka on perinteisesti jaettu tulehdusta edistäviin (provosoi tulehdusta) ja anti-inflammatorisiin (estävät tulehduksen kehittymisen). Joten sytokiinien erilaiset biologiset toiminnot on jaettu kolmeen ryhmään: ne ohjaavat immuunijärjestelmän kehitystä ja homeostaasia, ohjaavat verisolujen kasvua ja erilaistumista (hematopoieettinen järjestelmä) ja osallistuvat kehon epäspesifisiin puolustusreaktioihin, jotka vaikuttavat tulehduksellisiin. prosessit, veren hyytyminen, verenpaine.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta.

S.V. Bellmer, A.S. Simbirtsev, O.V. Golovenko, L.V. Bubnova, L.M. Karpina, N.E. Shchigoleva, T.L. Mihailova. /Venäjän valtion lääketieteellisen yliopiston valtion koloproktologian tutkimuskeskus, Moskova ja valtion erittäin puhtaiden biologisten valmisteiden tutkimuslaitos, Pietari.

S.V. Sennikov, A.N. Silkov // Journal "Cytokines and Inflammation", 2005, nro 1 T. 4, nro 1, s. 22-27.

T.G. Ryabicheva, N.A. Varaksin, N.V. Timofejeva, M. Yu. Rukavishnikov, materiaalit Vector-Best JSC:n työstä.

A. S. Simbirtsev, Venäjän terveysministeriön erittäin puhtaiden biologisten valmisteiden valtion tutkimuslaitos, Pietari.

Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.. Valtion erittäin puhtaiden biologisten valmisteiden tutkimuslaitos, Pietari.

T.A. Shumatova, V.B. Shumatov, E.V. Markelova, L.G. Sukhoteplaya. Anestesiologian ja reanimatologian laitos, Vladivostokin osavaltion lääketieteellinen yliopisto.

Työssä käytettiin materiaalia sivustolta http://humbio.ru/humbio/spid/000402c2.htm

tietyt tartuntatautien patogeenit. Kyllä, norsulfatsoli...

Antiviraalinen immuniteetti, molekyyliset solumekanismit, kehitysmallit ja immunopatho
Tiivistelmä >> Lääketiede, terveys
... "sivusto" viittaa tiettyyn alueeseen varma polypeptidi (antigeeni), jolla... sen alkuvaiheessa. Sytokiinit ja kemokiinit. muu sytokiinit interferonien lisäksi ... joita ne tuottavat aikayksikköä kohti sytokiinit määrittää leviämisen intensiteetin ja...
Luuytimen fibroosin syiden tutkiminen myeloproliferatiivisissa sairauksissa analysoimalla verihiutaletekijöiden vaikutusta mesenkymaalisiin kantasoluihin
Kotitehtävät >> Lääketiede, terveys
Erilaisia pitoisuuksia; - määrällinen määritelmä proteiini kokeellisissa järjestelmissä, ... johtaa pitkäaikaiseen toimintaan sytokiini, joka tehostaa fibroosin prosessia... verihiutaleita. Myös lisätty sisältö sytokiini virtsasta löytyi...
Tuberkuloosin patogeneesi ihmisillä
Tiivistelmä >> Lääketiede, terveys
Mutta ruoka on myös mahdollista. Varma rooli aerogeenisten infektioiden aikana... näytelmiä, makrofagien ja monosyyttien erittämiä sytokiini– tuumorinekroositekijä (TNFα). ... ioneja, jokaisessa solussa on varma järjestelmä, joka kuljettaa aineita...

Sytokiinit ovat immuunisolujen erilaistumisen tekijöitä. Sytokiinijärjestelmä. Luokittelu. Perusominaisuudet. Toimintamekanismit Sytokiinien toimintatyypit

Sytokiinit

Sytokiinit

Sytokiinien ominaisuudet

Sytokiinien pleiotropia gamma-interferoni esimerkkiä käyttäen

Sytokiinisäätelytyypit

10. Sytokiinijärjestelmän ymmärtäminen kliinisessä käytännössä

11. Sytokiinien päätyypit – yleiset lyhenteet: interleukiinit

12. Sytokiinien päätyypit – yleisesti hyväksytyt lyhenteet:

13. Sytokiinien päätyypit – yleisesti hyväksytyt lyhenteet:

14. Sytokiinien päätyypit – yleisesti hyväksytyt lyhenteet:

15. Sytokiinien luokittelu niiden biologisten vaikutusten perusteella

16. Sytokiinien luokitus perustuen niiden rooliin tulehduksen säätelyssä

17. Sytokiinit, joilla on säätelevää (anti-inflammatorista) aktiivisuutta

18. 1. Synnynnäiset immuunisytokiinit

19. SYNTYVÄN IMMUUNITEETTIREEPTORIN TUNNISTAMINEN TAUTUOTTEIDEN

20.

21. Proinflammatoristen sytokiinien toiminnallinen aktiivisuus niiden pitoisuudesta riippuen - paikallinen ja systeeminen vaikutus

22.

23. Joidenkin sytokiinien rooli tulehdusreaktioiden patogeneesissä: synnynnäisen immuunivasteen reaktioiden vahvistaminen

24. Interleukiini-1-beeta: ominaisuudet

25. Interleukiini-1-beeta: ominaisuudet

26. Sytokiinien toiminnan biologinen merkitys systeemisessä tulehduksessa

27.

28. IL-1 ja TNF-

29. Kasvutekijät

30.

31.

1. Sytokiinit

Toiminnallinen luokitus:

Sytokiinireseptorien luokitus

Antiviraalinen immuniteetti, molekyyliset solumekanismit, kehitysmallit ja immunopatho

Luuytimen fibroosin syiden tutkiminen myeloproliferatiivisissa sairauksissa analysoimalla verihiutaletekijöiden vaikutusta mesenkymaalisiin kantasoluihin

Tuberkuloosin patogeneesi ihmisillä

Kirjoittamisen alkuperä ja kehitys - abstrakti

Säveltäjä Raymond Pauls: elämäkerta, henkilökohtainen elämä, luovuus Raymond Pauls - elämäkerta