Цитокіни та їх роль у регуляції імунної відповіді

БІОЛОГІЯ ІМУННОЇ ВІДПОВІДІ

У попередньому розділі були розглянуті окремі механізми імунного захисту. В процесі розвитку імунної відповіді різні клітини імунної системи та ефекти їх дії комбінуються, взаємно впливають один на одного, причому можливі як синергідні, так і антагоністичні впливи. Велику роль у кооперативній взаємодії клітин у ході імунної відповіді відіграють різноманітні молекули, які діють як сигнали міжклітинного спілкування (цитокіни), маркери розпізнавання (молекули МНС) та клітинні рецептори для прийняття цих сигналів. Імунна відповідь на будь-які антигени (мікробні, власні аутоантигени, клітини крові, пухлин та ін.) складається з багатьох механізмів специфічної і неспецифічної резистентності, гуморального та клітинного імунітету. Даний розділ присвячений розгляданню факторів, які забезпечують висококоординовану регуляцію імунної відповіді, що дозволяє побачити імунітет як цилісну систему захисту.

Цитокіни – це медіатори імунної відповіді, які відіграють важливу роль у регуляції розмноження і диференціювання імунокомпетентних клітин. Під час імунної відповіді імуноцити не тільки вступають у безпосередні контакти, але й взаємодіють шляхом обміну хімічними сигналами. Такими сигналами є речовини поліпептидної природи з невеликою кількістю амінокислот (М.м. 8-80 кД) або гормоноподібні речовини. Ці речовини і названі цитокінами (від грец. cytos – клітина, kineo – приводити у рух). Цитокінам належить центральна роль у позитивній і негативній регуляції імунної відповіді, а також в інтеграції імунітету з іншими системами організму – нервовою, ендокринною та кровотвірною. Таким чином, цитокіни можна вважати імунологічною мовою спілкування клітин між собою. Головним стимулятором утворення цитокінів є антигенне подразнення, хоча їхня дія – неспецифічна, тому деякі автори відносять їх до факторів неспецифічної резистентності організму.

Спочатку виділяли різні групи медіаторів: лімфокіни – цитокіни, що виробляються лімфоцитами; монокіни, які синтезуються моноцитами і макрофагами; лейкіни, що виділяються лейкоцитами. Однак виявилося, що різні клітини здатні синтезувати однакові цитокіни, тому перелічені назви вже практично не використовуються. З 1979 р. вивчені та ідентифіковані цитокіни називають інтерлейкінами (ІЛ, або IL) та їм присвоюють відповідні номери, що в основному збігаються з порядком їх винайдення, наприклад: ІL-1, ІL-2 та ін..

Деякі інтерлейкіни зберегли свої первинні назви – це інтерферони α, β та γ (ІF-α, ІF-β, ІF-γ), а також фактори некрозу пухлин (ФНП-α і ФНП-β або TNF-α TNF-β, від англ. tumor necrosis factor). Окрім цього, активно вивчаються цитокіни, які є факторами, що стимулюють ріст клітин, наприклад: еритропоетин, тромбопоетин, М-КСФ (колонієстимулюючий фактор, що активує ріст моноцитів та макрофагів, англ. M-CSF), ГМ-КСФ (колонієстимулюючий фактор, що активує ріст гранулоцитів та моноцитів, англ. GM-CSF). Останніми роками були досліджені також цитокіни спеціального призначення – хемокіни, які притягують у вогнище запалення лімфоцити і лейкоцити циркулюючої крові. На 2000 р. було описано більше 100 цитокінів, на 2006 – вже більше 400, і з кожним роком будуть відкриватися нові та нові.

На відміну від гормонів, більшість цитокінів не викидається у кров, а діє поблизу від клітин, що їх виділили. Причому одні з них діють на власні клітини (аутокринна регуляція), інші впливають на інші клітини (паракринна регуляція), а деякі здатні ще і до ендокринної регуляці, тому що можуть потрапляти у кров і дистантно регулювати активність інших клітин. Утворення та виділення з клітин цитокінів відбувається короткочасно та жорстко регламентується.

Цитокіни, які утворюються клітинами різних типів можуть володіти подібними фізико-хімічними та біологічними властивостями. Це дублювання робить регуляторні процеси більш стабільними внаслідок того, що недостатність одного виду клітин компенсується медіаторами інших клітин. Практично для кожного цитокіну є свої синергісти та антагоністи.

Клітини імунної системи не лише здатні синтезувати цитокіни, але й мають на своїй поверхні рецептори, що їх зв’язують. У більшості випадків рецептори для цитокінів представлені молекулами, що належать до суперродин імуноглобулінів або цитокінів. Процес зв’язування цитокіну з рецептором на поверхні клітини призводить до зміни просторової конформації рецептора, що є початком проведення сигналу всередину клітини. Це запускає механізм внутрішньоклітинної сигналізації через каскадну активацію специфічних ферментів – кіназ. У результаті утворюються активні фактори транскрипції, що посилюють процес транскрибування генів. Але цитокіни можуть не тільки посилювати біосинтез, а й викликати проліферацію, диференціацію та активацію клітин (позитивна регуляція). У деяких випадках цитокіни пригнічують всі ці процеси (негативна регуляція). Практично для кожного цитокіна виявлені свої активатори та інгібітори, які зараз інтенсивно вивчаються.

Кожний цитокін індукує різні механізми внутрішньоклітинної передачі сигналів в залежно від того, яку з активностей він проявляє – загальну з іншими цитокінами, або специфічну індивідуальну. Те, що відбудеться з клітиною після зв’язування цитокіну з рецепторами залежить від внутрішньої програми диференціації клітини. Як специфічна, так і плейотропна дія кожного окремого цитокіну залежить від взаємодії з іншими медіаторами і утворення так званої “ цитокінової сітки ”. При імунній відповіді може мати місце так званий “ цитокіновий вибух ”, або “ цитокіновий каскад ”, коли один цитокін запускає послідовно синтез наступних цитокінів. Це може супроводжуватися важкими запальними реакціями, а також некрозом або апоптозом (включенням механізму запрограмованої загибелі клітини). Цитокіни синтезуються при різних імунних відповідях, інфекційних процесах, пошкодженні тканин. Усі інтерлейкіни поліфункціональні. Знайдено суттєвий зв’язок між імунною, нервовою та ендокринною системами. Їх взаємодія підтверджується тим, що деякі цитокіни, нейромедіатори та гормони здатні взаємозамінювати або доповнювати один одного.

Є декілька класифікацій цитокінів: за місцем переважної локалізації в органах, де вони утворюються (тимус, кістковий мозок, лімфовузли тощо); за клітинами-продуцентами та клітинами-мішенями; за характером дії та фізико-хімічними властивостями; за фазами імунної відповіді, на які діють цитокіни. Але найбільш часто їх поділяють на такі великі родини: інтерлейкіни, інтерферони, фактори некрозу пухлин, ростові фактори, хемокіни.

Дата добавления: 2015-05-26