Цитокины представляют собой группу полипептидных медиаторов, участвующих в формировании и регуляции защитных реакций организма. 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.
Классификация цитокинов в основном проводится по их биологическим свойствам.
Клетки-продуценты: моноциты макрофаги дендритные клетки эндотелиальные клетки Известны два типа ИЛ-1: ИЛ-1α (271 аминокислотных остатка, 17 кD ) ИЛ-1β (269 аминокислотных остатков, 17 кD ) Оба цитокина взаимодействуют с одним и тем же рецептором на клетках.
Интерлейкин 1 Системное действие воздействие на гипоталамус приводит к повышению температуры тела, развитию лихорадки, сонливости, снижению аппетита; при воздействии на печень – продукции белков острой фазы воспаления ( С-реактивного белка, амилоида А, альфа-2 макроглобулина, фибриногена). является основным медиатором воспалительных реакций. Многие эффекты он опосредует в синергизме с ФНОα и ИЛ-6. Локальное действие является костимулятором Тн-клеток, вместе с антигеном активирует Т-лимфоциты и запускает их в пролиферацию, увеличивает экспрессию на клетках рецептора к ИЛ-2 и его продукцию, стимулирует образование Т-клетками цитокинов (ИЛ-3, ИЛ-6, КСФ ) является кофактором активации и пролиферации В-клеток, активирует НК-клетки, повышает адгезию макрофагов и нейтрофилов, усиливает экспрессию молекул ICAM на эндотелиальных клетках сосудов.
Клетки-продуценты: Тн-клетки Интерлейкин 2 активирует Т-клетки ( Тн, ТЦЛ), индуцирует их переход из фазы G1 в S-фазу клеточного цикла в ыступает в качестве фактора пролиферации Т-клеток, способен поддерживать рост Т-клеток в культуре определяет величину Т-клеточного иммунного ответа стимулирует пролиферацию НК-клеток и увеличивает литический потенциал НК-клеток, Т-киллеров добавление ИЛ-2 в культуру лимфоцитов приводит к образованию ЛАК-клеток, способных оказывать противоопухолевое действие на В-лимфоциты действие ИЛ-2 проявляется в стимуляции их пролиферации и дифференцировки в плазматические клетки стимулирует экспрессию на клетках собственного рецептора (ИЛ-2R), выработку ИНФ-γ и ФНОβ.
Клетки-продуценты : Тн-клетки НК-клетки тучные клетки Функции действует на гемопоэтические клетки, стимулирует их пролиферацию и дифференцировку оказывает действие на тучные клетки, стимулирует их созревание и продукцию ими гистамина.
Клетки-продуценты: Тн2-клетки тучными клетки НК-лимфоциты Интерлейкин 4 обеспечивает развитие Тн2-клеток из предшественников стимулирует пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, экспрессию на них молекул ГКГ 2 класса индуцирует переключение синтеза иммуноглобулинов на класс IgЕ стимулирует рост тучных клеток, усиливает экспрессию на них рецепторов к IgЕ участвует в противогельминтной защите организма повышает экспрессию молекул ГКГ 2 класса на макрофагах, молекул адгезии (ICAM-1) на эндотелиальных клетках, моноцитах, эозинофилах. Эндотелиальные клетки под влиянием ИЛ-4 секретируют белок МСР-1 и хемокины, которые действуют активирующе на эозинофилы. относится к противовоспалительным цитокинам, оказывает блокирующее действие на эффекты, вызываемые ИНФ-γ, такие, как продукция ИЛ-1, оксида азота и простагландинов. Функции
Клетки-продуценты: Тн2-клетки тучные клетки стимулирует пролиферацию и дифференцировку активированных В-лимфоцитов индуцирует переключение синтеза иммуноглобулинов на IgА оказывает стимулирующее действие на эозинофилы, индуцируя выброс ими основного белка, оказывающего повреждающее действие на гельминты способствует эозинофилии при гельминтозах. Функции
Клетки-продуценты: моноциты макрофаги Тн2-клетки костномозговые стромальные клетки фибробласты гепатоциты является индуктором созревания В-клеток в плазматичесмкие клетки, выработки ими антител в синергизме с ИЛ-3 оказывает активирующее действие на миелоидные стволовые клетки является мощным стимулятором выработки белков острой фазы воспаления клетками печени с пособен усиливать пролиферацию эндотелиальных клеток способствует развитию воспалительной реакции Функции
Клетки-продуценты: стромальные клетки костного мозга и тимуса играет исключительно важную роль в созревании и размножении клеток лимфоидного ряда: при отсутствии интерлейкина 7 полностью блокируется процесс формирования Т-лимфоцитов γδ, Т-лимфоциты αβ созревают, но их количество снижается. важен для ранних этапов дифференцировки Т- и В-лимфоцитов принимает участие в формировании некоторых лимфоузлов Функции
Функции Клетки-продуценты: активированные макрофаги эндотелиальные клетки фибробласты Служит хемокином для нейтрофилов, макрофагов, лимфоцитов и эозинофилов и при высвобождении приводит к миграции этих клеток к участку тканевого повреждения.
Функции Клетки-продуценты: Тн-клетки действует как митоген на различные типы иммунокомпетентных клеток, поддерживает их пролиферацию в отсутствие антигенного стимула предотваращает апоптоз участвует в реакциях организма на паразитарную инфекцию, в аллергических и воспалительных реакциях.
Функции Клетки-продуценты: Тн-клетки способен подавлять активацию и эффекторные функции Т-клеток, НК-клеток, моноцитов и макрофагов и продукцию этими клетками ряда цитокинов (ИЛ-12, ФНОβ ), в том числе и провоспалительных (ИЛ-1, ФНОα, ИНФγ ) оказывает угнетающее действие на экспрессию на активированных АПК молекул гистосовместимости 2 класса, выработку макрофагами бактерицидных факторов (оксида азота, активных форм кислорода) я вляется важным эндогенным регулятором иммунных и воспалительных процессов в легких.
Функции Клетки-продуценты: стромальные клетки костного мозга и лимфоидных органов стимулирует дифференцировку пре-В-клеток, клеток мегакариоцитарного ряда поддерживает рост плазмоцитов в печени стимулирует синтез белков острой фазы воспаления.
Функции Клетки-продуценты: Макрофаги В-лимфоциты дендритные клетки нейтрофилы стимулирует формирование из наивных Т-цитотоксических лимфоцитов Т-киллеров, пролиферацию НК-клеток, повышает их цитолитический потенциал стимулирует выработку клетками ИНФγ. В свою очередь, ИНФγ стимулирует выработку ИЛ-12. ИЛ-4 и ИЛ-10 подавляют этот процесс у людей с генетическим дефицитом продукции ИЛ-12 или дефектом рецепторов наблюдается системное диссемилирование слабо патогенных бактерий. является важным фактором в формировании противотуберкулезного иммунитета
Функции Клетки-продуценты: Тн-клетки способствует переключению синтеза иммуноглобулинов на IgG4 и IgЕ подавляет антителозависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность оказывает противовоспалительное действие подавляет продукцию провоспалительных цитокинов о казывает регуляторное влияние на экспрессию клеточных молекул CD72, HLA-DR и мембранного IgМ.
Функции Клетки-продуценты: Т-клетки усиливает пролиферацию активированных В-лимфоцитов ингибирует секрецию иммуноглобулинов
Функции Клетки-продуценты: к летки почек, клетки легких, клетки плаценты, фибробласты эпителиальные клетки моноциты Т-клетки стимулирует Т-клеточную пролиферацию, повышает экспрессию на клетках маркеров активации и молекул адгезии (CD69, ICAM, LFA-1 ) поддерживает пролиферацию внутриэпителиальных γТ-клеток участвует в развитии и поддержании функциональной активности НК-клеток я вляется комитогеном пролиферации и дифференцировки активированных В-лимфоцитов.
Функции Клетки-продуценты: Тк-клетки эозинофилы присутствует в очагах воспаления, богатых Т-лимфоцитами и эозинофилами является хемоаттрактантом для CD4+ Т-лимфоцитов, моноцитов и эозинофилов д ействует через молекулы CD4+, используя их в качестве лигандов и ндуцирует экспрессию молекул 2 класса MHC на клетках, а также рецептора ИЛ-2 повышает содержание внутриклеточного кальция индуцирует продукцию цитокинов Тн-клетками супрессирует антиген-индуцированную пролиферацию CD4+ Т-клеток
Функции Клетки-продуценты: Тн-клетки стимулирует выработку ИЛ-6, ИЛ-8, Г-КСФ, простагландина Е2 клетками эпителия, эндотелия и фибробластами о тносится к цитокинам, поддерживающим воспаление в присутствии ИЛ-17 фибробласты поддерживают пролиферацию гемопоэтических стволовых клеток и их созревание в гранулоциты
Функции Клетки-продуценты: моноцитарно-макрофагальные клетки гепатоциты остеобласты купферовские клетки активирует выработку ИНФγ Т-лимфоцитами стимулирует пролиферацию активированных Т-клеток повышает активность НК-клеток усиливает продукцию ГМ-КСФ снижает продукцию ИЛ-10 мононуклеарами периферической крови повышает устойчивость к внутриклеточным патогенам играет важную роль в формировании противотуберкулезного иммунитета
Функции Клетки-продуценты: моноцитарно-макрофагальные клетки гепатоциты остеобласты купферовские клетки ключевой посредник в реализации иммунного ответа - мобилизует антигенпредставляющие клетки и Т-лимфоциты в процессе иммунного воспаления этот цитокин активирует эозинофилы, базофи лы, тучные клетки и инвариантные NK T-клетки участвует в развитии иммунного ответа с преимущественным высвобождением провоспалительных цитокинов Т-хелперов 2 типа (IL-5, IL-9, IL-13 )
Клетки-продуценты: моноцитарно-макрофагальные клетки тучные клетки Существует два структурно сходных цитокина : ФНОα и ФНОβ. На клетках для них существует общий рецептор, относящийся к суперсемейству ФНО-рецепторов. ФНО α Функции вызывает быструю некротическую регрессию некоторых опухолей при связывании его специфическими рецепторами клеток может наблюдаться их гибель через механизм апоптоза или некроз стимулирует продукцию цитокинов – ИЛ-1, ИЛ-6
способен стимулировать активность лейкоцитов, участвующих в воспалении, повышать экспрессию молекул адгезии на эндотелиальных клетках сосудов, что способствует повышенному прилипанию нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов к поверхности этих клеток усиливает экспрессию молекул MHC на клетках, инфицированных внутриклеточными паразитами, что способствует развитию более эффективного клеточного иммунитета и цитолиза пораженных клеток при высоких концентрациях ФНОα в крови он оказывает действие на гипоталамус как эндогенный пироген, вызывая лихорадку под его влиянием клетками гипоталамуса усиливается синтез простагландинов вместе с ИЛ-1β участвует в регуляции стадий сна увеличивает синтез некоторых сывороточных белков в печени активирует систему свертывания крови способен подавлять деление стволовых клеток костного мозга ФНО α
ФНО β вызывает цитолиз опухолевых клеток и клеток-мишеней в клеточном иммунитете при воздействии на макрофаги и нейтрофилы активирует их функциональную активность. Функции При системном введении ФНО у животных развиваются метаболические расстройства, проявляющиеся кахексией. ФНО супрессирует синтез липопротеинлипазы, необходимой для образования жирных кислот из циркулирующих липопротеинов так, чтобы они могли быть утилизированы в тканях. Клетки-продуценты: Тн1-клетки цитотоксические Т-лимфоциты
Функции ограничение и подавление вирусной инфекции в высоких дозах оба интерферона подавляют пролиферацию лимфоцитов и многих активно размножающихся клеток ИНФβ является физиологическим ингибитором нормального клеточного роста ИНФα и ИНФβ усиливают литический потенциал НК-клеток, повышают их противовирусную и противоопухолевую активность повышают экспрессию молекул 1 класса ГКГ на инфицированных вирусом клетках, что способствует более эффективному распознаванию инфицированных клеток и их лизису цитотоксическими Т-лимфоцитами. Интерфероны – белки с антивирусной активностью. Выработка интерферонов происходит спонтанно и существенно активируется под влиянием вирусов. Интерферон α вырабатывается лейкоцитами Интерферон β вырабатывается фибробластами
Функции Клетки-продуценты: Тн1-клетки цитотоксические лимфоциты НК-клетки в оздействуя на макрофаги и другие клетки, содержащие внутриклеточные бактерии, вызывает в них взрыв метаболической активности и, как следствие, продукцию бактерицидных факторов, которые и разрушают фагоцитированные микроорганизмы увеличивает экспрессию молекул 1 и 2 класса МНС на различных клетках способствует дифференцировке наивных Тн-клеток в Тн1-клетки и ингибирует формирование Тн2-клеток необходим для созревания Т-киллеров а ктивирует нейтрофилы, НК-клетки стимулирует пролиферацию эндотелиальных клеток сосудов, экспрессию на клетках молекул адгезии у В-клеток вызывает переключение синтеза иммуноглобулинов на IgG2а и IgG3 и подавляет переключение синтеза иммуноглобулинов на IgЕ и IgG1. противовирусное действие ИНФγ обусловлено его способностью вызывать продукцию ИНФα и ИНФβ. активирует внутриклеточный киллинг, повышает фагоцитарную активность макрофагов
К группе гемопоэтических факторов относятся цитокины, участвующие в процессах пролиферации и дифференцировки гемопоэтических клеток. Гемопоэтические факторы необходимы для созревания клеток крови. К семейству гемопоэтинов относятся ГМ-КСФ, Г-КСФ, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-7, ИЛ-11, ИЛ-12, ИЛ-13, ИЛ-15.
Функции Клетки-продуценты: макрофаги Т-лимфоциты фибробласты эндотелиальные клетки действует локально, в крови не выявляется в костном мозге действует на стволовые гемопоэтические клетки и направляет их дифференцировку в направление образования лейкоцитов в периферической лимфоидной ткани активирует функции зрелых лейкоцитов
Функции Клетки-продуценты: макрофаги Т-лимфоциты фибробласты эндотелиальные клетки обнаруживается в крови действует стимулирующе на созревание коммитированных в гранулоциты гемопоэтических клеток повышает функциональную активность зрелых лейкоцитов
Трансформирующий фактор роста β Клетки-продуценты: тромбоциты макрофаги лимфоциты тучные клетки Функции оказывает стимулирующее влияние на рост клеток мезенхимального происхождения ингибирует пролиферацию эпителиальных, эндотелиальных клеток и гемопоэтических единиц ограничивает воспаление за счет подавления продукции провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ФНОα ) ускоряет заживление ран в результате активации деления фибробластов и стимуляции продукции коллагена и других белков внеклеточного матрикса подавляет пролиферацию Т-лимфоцитов и формирование эффекторных Т-киллеров на В-лимфоцитах действие фактора проявляется в переключении синтеза иммуноглобулинов на IgА-изотип является важным фактором индукции иммунного ответа в слизистых оболочках
Фактор роста фибробластов Факторы роста является хемоаттрактантом и митогеном для клеток мезенхимального (фибробласты, клетки эндотелия сосудов) и нейроэктодермального происхождения стимулирует образование новых кровеносных сосудов.
Факторы роста Фактор роста кератиноцитов Фактор роста клеток нервной системы Тромбоцитарный фактор роста Является хемоаттактантом и митогеном для кератиноцитов. Является хемоаттактантом и митогеном для нервной системы. Вырабатывается тромбоцитами. Функции: привлекает лейкоциты и фибробласты в очаг воспаления стимулирует деление и функциональную активность этих клеток обладает митогенной активностью в отношении клеток гладкой мускулатуры стимулирует выработку моноцитами и макрофагами других ростовых факторов, в частности ТФРβ.
Клетки-продуценты: Лейкоциты Тромбоциты Фибробласты эпителиальные и эндотелиальные клетки и многие другие К семейству хемокинов относятся белки, способные регулировать направленное движение лейкоцитов в крови и тканях. Хемокины распределены в 4 семейства в зависимости от положения в молекуле первых 2-х цистеиновых остатков (с, сс, схс, схххс ).
Рецептор хемокина
Различают 4 типа хемокинов : 1. α-хемокины. К этой группе относятся молекулы, имеющие два цистеиновых остатка, разделенных любым аминокислотным остатком (-с- х-с ). Представителями этого семейства являются ИЛ-8, GROα,β,γ, IP-10. Эти хемокины участвуют в регуляции острого воспаления, являются сильными хемоаттрактантами для нейтрофилов. 2. β-хемокины. Эта группа содержит молекулы, имеющие два цистеиновых остатка рядом (-с-с-). К этой группе хемокинов относятся RANTES, MIP-1, MCP-1, -2, -3, -4 и другие. Молекулы этого семейства участвуют в хроническом воспалении. 3. γ-хемокины. Молекулы этой группы имеют в своем составе один цистеиновый остаток. Представителем этой группы является лимфотактин. Хемокин является специфичным фактором для Т-лимфоцитов и НК-клеток, он не оказывает влияния на макрофаги и нейтрофилы. 4. схххс-хемокины. Эта группа содержит молекулы, в которых два цистеиновых остатка разделены тремя аминокислотными остатками. К этой группе хемокинов относится фракталкин, который проявляет специфичность в отношении Т-клеток и НК-клеток. Этот хемокин регулирует миграцию клеток и их адгезию. Хемокины
