Иммунология. Основы медицинской иммунологии. Учебное пособие Рекомендовано Ученым советом Военномедицинской академии имени С. М. Кирова для курсантов и студентов
 Скачать 7.86 Mb.
|
|
Кателицидины - семейство антимикробных белков, главным образом обнаружены в пероксидаза-отрицательных гранулах нейтрофилов. 72 Эти соединения синтезируются в виде препробелков. Человеческий катионный антимикробный белок (hCAP)18 является на сегодняшний день единственным идентифицированным человеческим кателицидином. hCAP18 (18 K D) также присутствует в субпопуляциях лимфоцитов и моноцитов, в сквамозном эпителии (рта, языка, пищевода, шейки матки и вагины), пульмонарном эпителии, кератиноцитах во время воспалительных кожных заболеваний и при эпидидимите. Было показано, что антибактериальный С-концевой hCAP18, LL37 (37 аминокислот) проявляет антимикробную активность как против грамотрицательных, так и против грамположительных бактерий. Этот кателицидин оказывает синергический антибактериальный эффект с дефенсинами. Например, установлено, что нормальное содержание LL37 в плазме составляет 1,2-1,8 пг/мл. Во время инфекционных заболеваний концентрация этого белка повышается. Циркулирующие иммунные комплексы Clq (ЦИК-Clq) и C3 (ЦИК-СЗ). Циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) – комплексы, состоящие из антигена, антител и связанных с ними компонентов комплемента СЗ, С4, Clq. В норме иммунные комплексы образуются в кровотоке, фагоцитируются и разрушаются как фагоцитами, так и печенью. Однако при увеличении их размера (при избытке антигена и наличии в их структуре IgM, Clq-компонента комплемента) комплексы могут откладываться в периваскулярном пространстве и корковом слое почек, вызывая активацию комплемента и воспалительные процессы. Формирование циркулирующих иммунных комплексов представляет собой физиологический механизм защиты, приводящий к быстрому устранению либо эндогенных, либо экзогенных антигенов (например, микроорганизмы, вирусы, паразиты, растительные антигены, антигены грибов, пыльцы или пищевых продуктов) через ретикуло-эндотелиальную систему. Патологические реакции на иммунные комплексы могут быть обусловлены повышением скорости их образования над скоростью 73 элиминации, дефицитом одного или нескольких компонентов комплемента или функциональными дефектами фагоцитарной системы. При многих воспалительных и злокачественных заболеваниях ЦИК найдены в повышенной концентрации в сыворотке и/или в других биологических жидкостях, что может стать причиной развития патологии. Определение ЦИК в сыворотке - важный маркер для оценки активности заболевания, а также основной показатель для изменения терапии, особенно при аутоиммунных болезнях. В течение последних нескольких лет был описан ряд различных методов для определения ЦИК. Эти методы показывают существенную вариабельность в специфичности, чувствительности, достоверности за счёт гетерогенности циркулирующих иммунных комплексов. Определение количества ЦИК основано на их способности связываться с Clq компонентом комплемента, сорбированным в ячейках микропланшета. В дальнейшем, комплексы ЦИК-Clq, связанные с твердой фазой, детектируются специфически с помощью ферментного конъюгата, взаимодействующего с F c - фрагментом IgG в составе иммунных комплексов. Пероксиды. Свободные радикалы участвуют в патогенезе более чем 100 заболеваний человека - от ревматоидного артрита, гепатита, инфаркта миокарда и др. до СПИДа. Свободным радикалом является молекула, содержащая один или более неспаренных электронов, например супероксид, гидроксил. Свободные радикалы - крайне активные молекулы, способные вызвать повреждение и гибель клеток. К типичным клеточным компонентам, повреждаемым свободными радикалами, относятся полиненасыщенные жирные кислоты клеточных мембран, энзимы, белки мембраны клетки, транспортирующие ионы, ДНК. Каждый свободный радикал, образовавшийся в организме, может инициировать серию цепных реакций, которые идут до тех пор, пока не будут удалены свободные радикалы. Свободные радикалы исчезают из организма при реакциях с 74 другими радикалами, или, что наиболее важно, под действием антиоксидантной системы. Супероксиддисмутаза, каталаза, восстановленный глутатион, глутатионпероксидаза, витамины С и Е и другие входят в антиоксидантную систему. При развитии недостаточности одного или нескольких звеньев антиоксидантной системы ткани утрачивают защиту от действия свободных радикалов, что приводит к повреждению тканей и органов и развитию заболевания. Для оценки состояния антиоксидантной системы определяют общую антиоксидантную активность, что позволяет выявлять лиц с повышенным риском развития таких заболеваний как рак, заболевания сердца, сахарный диабет, ретинопатия и другие, проводить мониторинг за течением заболевания и эффективностью применяемой терапии, обосновывать применение в комплексном лечении больного антиоксидантов, оценивать эффективность лечебного диетического, парентерального и зондового питания для выяснения того, какая пища наиболее полезна для повышения антиоксидантного статуса больного. Хемокины. Это группа хемотаксических гепарин-связывающих молекул, в которую входят не менее 25 низкомолекулярных цитокинов, в частности ИЛ-8, RANTES, MIP-1α, MIP-1β, МСР-1 и другие. Хемокины высвобождаются в очаге воспаления и могут связываться на поверхности эндотелия, взаимодействуя с сульфатными группами присутствующего на нем гепарина. Связанные с поверхностью эндотелия хемокины могут вызывать повышение авидности интегринов на лейкоцитах в фазе «краевого стояния», остановленных при участии селектинов. Большинство хемокинов синтезируется лейкоцитами, однако IL-8 и МСР-1 продуцирует, например, культура клеток эндотелия, причем активация этих клеток цитокинами, способствующими развитию воспаления, усиливает синтез. Хемокины воздействуют на клетки посредством рецепторов, обладающих семью трансмембранными сегментами. Рецепторы разной специфичности избирательно распределены среди отдельных популяций лейкоцитов, чем 75 отчасти можно объяснить избирательность действия различных хемокинов, например тот факт, что М1Р-1β стимулирует исключительно Т-клетки CD8 + Некоторые хемокины только активируют клетки, другие проявляют в первую очередь хемотаксические свойства, третьи сочетают обе функции. Цитокины. Подобно другим медиаторам, цитокины служат для межклеточной сигнализации при развитии воспалительного процесса. На его начальных стадиях местные тканевые клетки могут выделять такие цитокины, как IL-1 и IL-6. Как только в очаге воспаления появляются лимфоциты и мононуклеарные фагоциты, они могут, активируясь под действием антигена, выделять свои собственные цитокины (IL-1, TNF , IL-4, INF ), которые, воздействуя на эндотелий местных сосудов, дополнительно усиливают клеточную миграцию. Другие цитокины, например IL-8, могут оказывать хемотаксическое или активирующее действие на прибывающие клетки. На кинетику острофазного ответа при обострении различных заболеваний оказывают влияние тяжесть и длительность заболевания, наличие осложнений. Длительная циркуляция и гиперпродукция цитокинов в крови имеет неблагоприятное прогностическое значение. Отмечается прямая корреляционная зависимость между повышением острофазных белков и цитокинов. Более подробно о роли цитокинов в противоинфекционной защите макроорганизма говорится в главе «Цитокины». Эндогенные антимикробные пептиды являются важной составляющей защитной системы эукариотического организма, которая обеспечивает неиммунную защиту против патогенов. Антимикробные пептиды - эффекторные молекулы врожденного иммунитета, которые вызывают лизис микроорганизмов. Они эффективны против широкого спектра бактерий, грибов и вирусов. Действие небольших антимикробных пептидов главным образом приводит к нарушению структуры и функций цитоплазматической мембраны микроорганизмов, что, в свою очередь, ведет к гибели последних. Антимикробные пептиды 76 функционируют не только в качестве эндогенных антибиотиков, они также играют важную роль в развитии процессов воспаления, поддержании и регуляции адаптивной иммунной системы. У человека обнаружено три семейства пептидов-антибиотиков - дефензины, кателицидины и гистатины. Определение антимикробных пептидов может быть полезно в клинической лабораторной практике как маркер системной активации нейтрофилов, при мониторинге за течением инфекционных и воспалительных заболеваний. Область применения – клиническая иммунология, лабораторная диагностика, научные исследования. Дефензины представляют собой небольшие катионные пептиды, которые воздействуют на микроорганизмы путем нарушения проницаемости мембран, образуя ионные каналы. Среди дефензинов млекопитающих выделяют две основные группы: альфа- и бета-дефензины. Альфа-дефензины (HNP1-4) синтезируют и содержат в азурофильных гранулах нейтрофилы. Три основных человеческих дефензина, HNP1-3, составляют приблизительно 99% от общего содержания дефензинов в клетках нейтрофилов. HNP1-3 отсутствуют в других субпопуляциях лейкоцитов, что позволяет их считать специфическими клеточными маркерами нейтрофилов. Активация нейтрофилов приводит к быстрому высвобождению из них дефензинов, которые затем могут быть обнаружены в плазме и других жидкостях организма во время инфекционных и воспалительных процессов. В нормальной плазме присутствует очень низкий уровень HNP (от неопределяемых величин до 50-100 нг/мл), однако в условиях сепсиса содержание HNP может возрасти до 10 мг/мл и даже выше. При определении HNP очень важна осторожность в отборе проб плазмы, так как активация нейтрофилов во время свертывания крови, также как и долгое хранение антикоагулированной крови приводит к высвобождению HNP. Дефензины нейтрофилов (альфа-дефензины) в дополнение к микробицидному действию проявляют также хемотаксическую, 77 иммуномодулирующую и цитотоксическую активность, вносят вклад в общую защиту организма и развитие процессов воспаления. Совсем недавно была открыта антивирусная активность некоторых дефензинов. Считается, что альфа-дефензины (HNP 1-3) вносят серьезный вклад в анти- ВИЧ-1 активность антивирусного фактора CD8. Это обстоятельство открывает новые возможности в исследовании ВИЧ. Бета-дефензины изначально были открыты в эпителиальных клетках дыхательного тракта. У человека конститутивно экспрессируется бета-дефензин 1 (hBD-1), в то время как человеческий бета-дефензин 2 (hBD-2) является индуцибельным продуктом. Таким образом, hBD-2 принадлежит к локальной системе защиты эпителия. hBD-2 и hBD-З также индуцируются кожным эпителием в течение воспаления. Бактерицидный белок, повышающий проницаемость клеток (BPI), синтезируется полиморфонуклеарными лейкоцитами (PMN). BPI способен связываться с бактериальными липополисахаридами (ЛПС) и быстро высвобождается из полиморфонуклеарных лейкоцитов в ответ на появление ЛПС. Секреторный ингибитор протеиназы лейкоцитов (SLPI), также известный как антилейкопротеаза (ALP), представляет собой 11,7 кД катионный ингибитор эластазы нейтрофилов и в меньшей степени, катепсина G. Этот белок синтезируется эпителиальными клетками легких, кожи и других органов, а также полиморфонуклеарными лейкоцитами и макрофагами. В дополнение к своим ингибиторным свойствам SLPI может участвовать в защите от протеолитических повреждений. Не так давно было показано, что SLPI может проявлять антимикробную и антивоспалительную активность, что, скорее всего не связано с его способностью ингибировать PMN сериновые протеиназы. Было установлено, что SLPI обнаруживает антибактериальную и антигрибковую активность в тех концентрациях, в которых это соединение присутствует в 78 мукозных секретах, синтезируемых в частности легкими. Предполагается, что SLPI играет важную роль в ингибировании протеин-дисульфидной изомеразы, что очень существенно при инфицировании клеток вирусом ВИЧ. Элафин относится к эпителиальным ингибиторам протеиназ. Это соединение также известно под рядом других названий, таких как SKALP и эластаза-специфический ингибитор (ESI). Предполагается, что он играет важную роль в регуляции процессов воспаления и в защите от тканевых повреждений в многослойном эпителии. Элафин ингибиует лейкоцитарную эластазу и протеиназу-3 и в дополнение к этому служит субстратом для трансглутаминаз. SKALP конститутивно синтезируется в различных видах эпителия, включая волосяные фолликулы, эпителий пищевода, вагины и полости рта. У человека в нормальных клетках кожи элафин отсутствует, однако он быстро индуцируется во время воспалительных процессов, таких как псориаз и заживление ран. Пре-элафин или Trappin-2 представляет собой 12,3 кД белок, содержащий 117 аминокислот. Расщепление сигнального пептида приводит к образованию зрелого белка с молекулярной массой 9,9 кД. Секретируемый 9,9 кД белок является основной формой, обнаруживаемой в культуральной среде. В экстрактах кожи присутствует 6 кД форма которая включает в себя 57 большей частью С- концевых аминокислот. В сыворотке представлены обе формы (9,9 и 6 кД). В моче обнаружена только короткая 6 кД форма. Пре-элафин может использоваться в качестве маркера при мониторинге лечения псориаза циклоспорином. В сыворотке/плазме здоровых индивидуумов содержится около 10-50 нг/мл элафина. Во время псориаза наблюдается 10-ти кратное увеличение концентрации пре-элафина. Совсем недавно было показано, что элафин также обладает антимикробной активностью против грам- положительных и грам-отрицательных бактерий Эластаза нейтрофилов - основная сериновая протеиназа человека, главным образом присутствует в азурофильных гранулах нейтрофилов. Этот 79 фермент способен расщеплять широкий спектр субстратов экстрацеллюлярного матрикса, включая эластин, протеогликаны, коллаген и фибронектин. Действие эластазы контролируется ингибиторами сериновых протеиназ, в том числе элафином/SKALP и SLPI, которые присутствуют в экстрацеллюлярных жидкостях. Как только эластаза высвобождается из клеток во время воспалительных процессов, она быстро связывается с двумя своими основными ингибиторами, альфа1-Р1 и альфа2 - макроглобулинами, формируя при этом комплексы эластаза-ингибитор. В дополнение к указанному, выделения слизистых могут содержать локально секретируемые ингибиторы эластазы (элафин/SKALP и SLPI). В то же время эластаза, секретируемая в очагах воспаления, может вызывать серьезные повреждения тканей. Считается, что эта протеиназа играет важную роль в развитии разнообразных воспалительных нарушений, включая эмфизему легких, сепсис, артриты, нефриты и некоторые заболевания кожи. В человеческом бронхоэпителии эластаза индуцирует синтез интерлейкина IL- 8, причем этот процесс отчасти происходит через TLR4. В плазме здоровых индивидуумов обычно содержится приблизительно 55 нг/мл (29-86 нг/мл) эластазы. Эндотоксины, равно как и другие микробные токсины, участвуют не только в развитии инфекционных заболеваний, но также и в ряде других патологических процессов, таких как, например, атеросклероз. Недавнее открытие роли toll-like рецепторов в иммунном ответе дало мощный толчок к усиленному изучению механизмов врожденного иммунного ответа на бактериальные токсины. Этому также способствовало и выявление участия в острой фазе отклика LPS связывающих белков, таких как LBP и SAA. Другими важными белками, вовлеченными во взаимодействие с эндотоксинами, общепризнанно считаются BPI, CD14 и антимикробные пептиды. 80 Липополисахариды (LPS), также называемые эндотоксинами, относятся к высокотоксичным компонентам клеточной стенки патогенных грамотрицательных бактерий. Большинство животных, включая человека, реагируют на присутствие LPS в крови возникновением острых лихорадочных состояний и воспалений. Вследствие того, что организм реагирует на присутствие LPS также как и на сами бактерии, значительное число исследователей занято изучением патологий, вызываемых LPS. Так, например, инъекция липополисахаридов мышам или обезьянам вызывает состояния сопоставимые с острым септическим шоком, наблюдаемым у пациентов. К настоящему времени известен целый ряд нативных LPS связывающих белков, которые способны взаимодействовать с LPS и нейтрализовать их токсическое воздействие. Эти соединения имеют большую клиническую значимость. Белок, связывающий липополисахариды (LBP), представляет собой приблизительно 60 кД белок острой фазы, который продуцируют гепатоциты и энтероциты. Этот белок прочно связывается с LPS и, как было показано, играет важную роль в отношениях между LPS и организмом. Известно, что LBP выполняет целый ряд функций. Так, LBP переносит LPS на CD14 мононуклеарных фагоцитов, что в свою очередь приводит к увеличению чувствительности клеток к LPS в 100-1000 раз. Более того, LBP способен усиливать отклик CD14-негативных клеток путем акселерации связывания LPS с растворимым CD14. Образующийся при этом комплекс стимулирует клетки. И, наконец, LBP катализирует взаимодействие LPS и липопротеинов, что позволяет эффективно нейтрализовать их биологическую эффективность. Так, показано, что LBP предотвращает развитие у мышей септического шока, вызванного LPS грамотрицательных бактерий. Вопросы для самоконтроля 81 1. Назовите основные белки острой фазы воспаления 2. Что понимается под собирающим названием эндогенные антимикробные пептиды? 2.4. Цитокины Цитокины - это продуцируемые клетками белково-пептидные факторы, осуществляющие короткодистантную регуляцию межклеточных и межсистемных взаимодействий. Цитокины определяют выживаемость клеток, стимуляцию или ингибирование их роста, дифференцировку, функциональную активацию и апоптоз клеток. Способность регулировать перечисленные функции обусловлена тем, что после взаимодействия цитокинов с комплементарными рецепторами на поверхности клеток, сигнал через элементы внутриклеточной трансдукции передается в ядро, где активируются соответствующие гены. Белки, продукты активированных цитокинами генов, продуцируются клетками и регулируют перечисленные выше процессы. Цитокины - гормоноподобные молекулы, действие которых на клетку- мишень опосредуется высокоспецифичными высокоаффинными мембранными рецепторами. Все рецепторы цитокинов представляют собой трансмембранные гликопротеины, у которых внеклеточная часть отвечает за связывание цитокина. Как правило, эти рецепторы состоят более чем из одной субъединицы, причем высокоаффинное связывание является следствием взаимодействия с разными субъединицами, каждая из которых сама способна связывать соответствующий цитокин, но с более низкой аффинностью. Нередко на клетках-мишенях цитокинов обнаруживаются несколько типов центров связывания, различающихся аффинностью к цитокину. Все рецепторы цитокинов представляют собой трансмембанные гликопротеины, у которых внеклеточная часть отвечает за связывание цитокина. В составе клеточных мембран одни цепи реагируют только с 82 определенным цитокином, в то время как другие способны формировать общие рецепторы для разных цитокинов. Наличие общих структур в рецепторах может обусловливать функциональное сходство ряда цитокинов. Кроме того, существуют общие групповые рецепторы, способствующие устранению избытка цитокинов в очаге поражения. Синтез рецепторов протекает более интенсивно и длительно, чем синтез соответствующих цитокинов, что обусловливает их более полную и быструю элиминацию из сосудистого русла и реализацию биологического эффекта в очаге поражения. Растворимый рецептор, связывающийся с цитокином, - это отщепленный ферментом внеклеточный домен мембранного рецептора. Растворимые рецепторы сохраняют высокую аффинность в отношении своих лигандов и благодаря этому способны нейтрализовывать цитокины, препятствуя их доступу к интактным мембранным рецепторам; их можно обнаружить в сыворотке и моче. Растворимые рецепторы могут выполнять функции конкурирующих антагонистов, а также участвовать в транспорте, доставке цитокинов в очаг поражения и выведении их из организма. В отличие от классических гормонов большинство цитокинов является молекулами локального (паракринного) действия. Они продуцируются и утилизируются клетками, находящимися в тесной близости. Возможно и аутокринное действие цитокинов, т.е. действие на ту же клетку, которая секретировала данный цитокин. После выделения клетками-продуцентами цитокины имеют короткий период полувыведения из кровотока. До 50% циркулирующих цитокинов интернализуется в течение 30 минут. Выведение катаболизированных цитокинов из организма осуществляется печенью и почками. Несмотря на короткий период жизни цитокинов, в сыворотках даже здоровых доноров иногда определяются низкие уровни цитокинов. Секреция цитокинов - краткосрочный процесс. Кодирующая цитокины мРНК нестабильна, что в сочетании с краткосрочностью транскрипции генов цитокинов приводит к краткосрочности их биосинтеза. 83 К системе цитокинов в настоящее время относят около 200 индивидуальных полипептидных веществ. К цитокинам относятся интерфероны, колониестимулирующие факторы, интерлейкины, хемокины, трансформирующие ростовые факторы, группа фактора некроза опухолей и некоторые другие. К общим главным свойствам цитокинов, объединяющим их в самостоятельную систему регуляции, относятся: плейотропизм и взаимозаменяемость биологического действия, индуцибельный (в основном) характер синтеза, отсутствие антигенной специфичности действия, саморегуляция продукции и формирование цитокиновой сети. Биологические эффекты цитокинов опосредуются через специфические клеточные рецепторные комплексы. Цитокины в первую очередь регулируют развитие местных защитных реакций в тканях с участием различных типов клеток крови, эндотелия, соединительной ткани и эпителиев. В рамках иммунной системы цитокины осуществляют взаимосвязь между неспецифическими защитными реакциями и специфическим иммунитетом, действуя в обоих направлениях. На уровне организма цитокины осуществляют связь между иммунной, нервной, эндокринной, кроветворной и другими системами и служат для их вовлечения в организацию и регуляцию защитных реакций. Цитокины могут быть выделены в новую самостоятельную систему регуляции основных функций организма, существующую наряду с нервной и эндокринной системами регуляции и связанную в первую очередь с поддержанием гомеостаза при внедрении патогенов и развитием инфекционного процесса. Среди всех известных к настоящему времени секретируемых клетками регуляторных факторов две группы цитокинов являются наиболее хорошо изученными и, в связи с этим, наиболее часто используемыми в диагностических целях. Это факторы роста и цитокины иммунной системы (ИС). Цитокины ИС характеризуются следующими общими свойствами: 84 - являются полипептидами или белками, часто гликозилированными, с молекулярной массой (Мм) от 5 до 50 кДа. Для сравнения: молекулярная масса IgG составляет 160 кДа; - не имеют антигенной специфичности биологического действия. Они влияют на функциональную активность клеток, принимающих участие в реакциях врожденного и приобретенного иммунитета. Тем не менее, воздействуя на Т- и В-лимфоциты, цитокины способны стимулировать антиген-зависимые процессы в иммунной системе; - синтез цитокинов является индуцибельным процессом. Большинство цитокинов не синтезируется клетками вне воспалительной реакции и иммунного ответа. Экспрессия генов цитокинов начинается в ответ на проникновение в организм патогенов, антигенное раздражение или повреждение тканей. Одними из наиболее сильных индукторов синтеза цитокинов служат компоненты клеточных стенок бактерий: липополисахариды, пептидогликаны и мурамилдипептиды; - один и тот же цитокин может продуцироваться различными по гистогенетическому происхождению типами клеток организма в разных органах; - биологические эффекты цитокинов опосредуются через специфические клеточные рецепторные комплексы, связывающие цитокины с очень высокой аффинностью. Каждый цитокин связывается со своим специфическим рецепторным комплексом; - цитокины могут влиять на пролиферацию, дифференцировку и функциональную активность клеток-мишеней; - цитокины определяют выживаемость клеток, стимуляцию или ингибирование их роста, дифференцировку, функциональную активацию и апоптоз клеток; - синтезируются в процессе реализации механизмов естественного или специфического иммунитета; 85 - проявляют свою активность при очень низких концентрациях (порядка 10 -11 моль/л); - служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций и обладают аутокринной, паракринной и эндокринной активностью; - действуют как факторы роста и факторы дифференцировки клеток (при этом вызывают преимущественно медленные клеточные реакции, требующие синтеза новых белков); - образуют регуляторную сеть, в которой отдельные элементы обладают синергическим или антагонистическим действием; - обладают плейотропной (полифункциональной) активностью. Эффекторные свойства цитокинов можно представить на примере TNFα (рис. 2.2). Рис. 2.2. Многофункциональные свойства TNFα в индукции воспаления, продукции других цитокинов и активации иммунокометентных клеток (по Д. Мейл, Дж. Бростофф, 2007) Классификация цитокинов может проводиться по их биохимическим и биологическим свойствам, а также по типам рецепторов, посредством которых цитокины, осуществляют свои биологические функции. В 86 зависимости от того, какие клетки ИС преимущественно синтезируют тот или иной цитокин, различают интерлейкины, монокины и лимфокины. В настоящее время 37 интерлейкинов имеют цифровые обозначения (IL-1 – IL- 37), остальные цитокины – буквенные: CSF (колониестимулирующие факторы), OSM (онкостатин М), LIF (фактор, ингибирующий лейкозные клетки), NGF (фактор роста нервов), CNTF (цилиарный нейротрофический фактор), TNF (фактор некроза опухолей), интерфероны (INF) и т.д. Цитокины ИС можно условно подразделить на 4 группы: 1. Гемопоэтические факторы (CSF-G,-M,-GM, IL-3 и IL-7, эритропоэтин) – стимуляторы роста и созревания незрелых кроветворных клеток. 2. Регуляторы естественного иммунитета – провоспалительные цитокины (IFNα, β, IL-1 и IL-6, TNFa, хемокины - IL-8, MCP-1, RANTES и др.). Они участвуют в неспецифической защите организма от бактериальных и вирусных инфекций. Их основными мишенями являются клетки-фагоциты – макрофаги и гранулоциты. 3. Цитокины, регулирующие специфические иммунные реакции (IL-2 и IL-4, трансформирующий фактор роста (TGFβ) и др.). Эти белки участвуют в активации, росте и дифференцировке зрелых лимфоцитов. 4. Цитокины, регулирующие воспалительные реакции, развивающиеся в процессе специфического иммунного ответа (INFγ, IL-5, IL-10 и др.). Их основная функция - активация неспецифических эффекторных клеток. Спектры биологических активностей цитокинов ИС в значительной степени перекрываются: один и тот же процесс может стимулироваться в клетке более чем одним цитокином. Во многих случаях в действиях цитокинов наблюдается синергизм. Антигенная стимуляция приводит к секреции цитокинов "первого поколения" - IL-1 и IL-6, TNFα, которые индуцируют биосинтез центрального регуляторного цитокина IL-2, а также IL-3, 4, 5, INFγ и др. В свою очередь, цитокины "второго поколения" влияют на биосинтез 87 ранних цитокинов. Такой принцип действия позволяет не только регулировать иммунный ответ, но и амплифицировать его, вовлекая в реакцию все возрастающее число клеток. IL-2 появляется в цитоплазме Т-клеток через 2 часа после стимуляции; IL-4 через 4 ч, IL-10 через 6 ч, IL-9 через 24 ч. Пик выработки различных лимфокинов варьируется: 12 час для IL-2, 48 час для IL-4 и IL-5, 72 час для IL-9 и INFγ. Основными клетками-продуцентами цитокинов ИС являются Т-хелперы и макрофаги, которые выполняют главные функции в поддержке приобретенного и врожденного иммунитета. Т-хелперы 1 типа (Thl) продуцируют IL-2 и INγ, тогда как Т-хелперы 2 типа (Тh2) – IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10 и IL-13. Thl осуществляют хелперную функцию в формировании клеточного иммунитета, а Тh2 – гуморального. Считается, что оба типа Т- хелперов образуются из Тх0, синтезирующих цитокины как Thl, так и Тh2. Переход Тh0 в Thl опосредуется INFγ и IL-12. Th2 образуются под воздействием IL-4. Thl и Тh2 участвуют в различных ответных реакциях на патогенное воздействие инфекционных агентов. Это зависит от типа патогена и его локализации в клетке. Нарушение баланса цитокинпродуцирующей активности Thl и Тh2 типа играет значительную роль в развитии аутоиммунных состояний, хронизации, прогрессировании заболеваний. Если при инфекциях, вызванных внутриклеточными вирусами и микробами, произойдет переключение защитного клеточного иммунитета на гуморальный, то будет наблюдаться осложнение течения заболевания. На поверхности лимфоцитов локализуются структурные молекулы, служащие маркерами клеток с определенными функциональными свойствами. В настоящее время разработана систематизированная номенклатура, включающая более 160 маркерных молекул, обозначаемых CD (кластер дифференцировки), реагирующих со специфическими моноклональными антителами. Субпопуляции лимфоидных клеток, их фенотип, обозначают: зрелые Т-лимфоциты – CD3, Тh – CD4 + , Т-цитотоксические – CD8 + , клетки с 88 рецептором к IL-2 (маркер активации) – CD25, клетки с признаками апоптоза – CD69, 95 и т.д. Действие цитокинов тесно связано с физиологическими и патофизиологическими реакциями организма. При этом происходит модуляция как локальных, так и системных механизмов защиты. Одной из важнейших функций системы цитокинов является обеспечение согласованного действия иммунной, эндокринной и нервной системы в ответ на стресс. Усиление продукции определенных цитокинов воспаления или факторов, стимулирующих рост лимфоцитов, может лежать в основе некоторых заболеваний. В то же время снижение уровня ряда цитокинов также способно провоцировать заболевание. Так, CSF играет ведущую роль в нормальном гемопоэзе, и уменьшение его продукции нарушает механизмы защиты против инфекций. Особенно большую роль цитокины играют в формировании патогенеза опухолевых заболеваний иммунной системы. Эти заболевания развиваются из клеток основных продуцентов и/или потребителей цитокинов. Гены цитокинов сопряженно активируются с онкогенами при хромосомных аберрациях и при ретровирусных инфекциях. Вследствие этого опухолевые клетки продуцируют цитокины, стимулирующие пролиферацию неопластических иммунокомпетентных клеток. Поскольку цитокины являются локальными медиаторами, более целесообразно измерять их уровни в соответствующих тканях после экстракции тканевых протеинов или в естественных жидкостях, например, в слезе, смывах из полостей, моче, спинномозговой жидкости и т.д. Уровни цитокинов в сыворотке или других биологических жидкостях отражают текущее состояние работы иммунной системы, т.е. синтез цитокинов клетками организма in vivo. Определение уровней продукции цитокинов мононуклеарами периферической крови (МПК) in vitro показывает функциональное состояние клеток. Спонтанная продукция цитокинов МПК в культуре свидетельствует, что клетки уже инактивированы in vivo. Индуцированный (различными стимуляторами, 89 митогенами) синтез цитокинов отражает потенциальную, резервную способность клеток отвечать на антигенный стимул (в частности, на действие лекарственных препаратов). Сниженная индуцированная продукция цитокинов in vitro может служить одним из признаков иммунодефицитного состояния. При оценке уровней цитокинов необходимо помнить, что цитокины являются антигеннеспецифическими факторами. Поэтому специфическая диагностика инфекционных, аутоиммунных и аллергических заболеваний с помощью определения уровня тех или иных цитокинов невозможна. Тем не менее, изучение уровней цитокинов позволяет получить информацию о функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток; о тяжести воспалительного процесса, его переходе на системный уровень и прогнозе; о соотношении процессов активации Т-хелперов 1 и 2 типов, что очень важно при дифференциальной диагностике ряда инфекционных и иммунопатологических процессов; о стадии развития ряда аллергических и аутоиммунных заболеваний. Кроме того, определение уровней цитокинов используется при применении новых иммуномодулирующих препаратов на основе рекомбинантнных цитокинов и их антагонистов для изучения фармакокинетики этих препаратов, а также их способности индуцировать синтез других цитокинов. |