Цитокины и воспаление презентация

Цитокины и воспаление презентация thumbnail

Источник

№СлайдТекст1Цитокины

Цитокины

Роговец М.А. Врач-ординатор клинической лабораторной диагностики

2Белково-пептидные факторы

Белково-пептидные факторы

Цитокины — это продуцируемые клетками белково-пептидные факторы, осуществляющие короткодистантную регуляцию межклеточных и межсистемных взаимодействий.

3История изучения цитокинов

История изучения цитокинов

История изучения цитокинов: В 40-е гг. ХХ века впервые описаны эффекты кахектина (TNF) — фактора, присутствовавшего в сыворотке крови и способного вызывать кахексию или снижение веса тела. Изучение цитокинов проходит по принципу обнаружения какого-либо одного биологического эффекта. Так в 50-е гг. назвали интерферон (IFN) из-за способности интерферировать, т.е. мешать размножению вируса, и тем самым повышать сопротивляемость при повторной вирусной инфекции. Интерлейкин 1 (IL-1) вначале назывался эндогенным пирогеном в противовес бактериальным липополисахаридам, считавшимся экзогенными пирогенами. 60–70 гг., связан с очисткой природных молекул и всесторонней характеристикой их биологического действия. К этому времени относится открытие Т- клеточного ростового фактора (IL-2), и целого ряда других молекул, стимулирующих рост и функциональную активность Т-, В-лимфоцитов и других типов лейкоцитов. В 1979 г. для их обозначения и систематизации был предложен термин «интерлейкины», то есть медиаторы, осуществляющие связь между лейкоцитами. Очень скоро выяснилось, что биологические эффекты цитокинов распространяются далеко за пределы иммунной системы, и поэтому более приемлемым стал ранее предложенный термин «цитокины». 90-е гг. ознаменовались открытием субъединичного строения рецепторов цитокинов и формированием понятия «цитокиновая сеть», а также открытием новых цитокинов путем генетического анализа.

4Классификация цитокинов

Классификация цитокинов

Классификация цитокинов проводится по типу пространственной структуры, типу клеточных рецепторов, с которыми они взаимодействуют, по их биологическим свойствам. Согласно одной из принятых классификаций к цитокинам относят : — интерфероны, представляющие собой большую группу противовирусных пептидов (IF-?, IF-?, IF-?, IF-?, IF-?); — колониестимулирующие факторы, активирующие размножение и дифференцировку клеток-предшественников различных ростков гемопоэза на различных этапах их созревания (G-CSF, M-CSF, GM-CSF); — хемокины, или хемотаксические цитокины, обеспечивающие активацию миграции разных типов лейкоцитов и некоторых других клеток (PF-4, MIP-2, MCP-1); — трансформирующие ростовые факторы (PD-GF, TGF-?); — группа факторов некроза опухолей – ФНО (TNF-?, TNF-?); интерлейкины ИЛ 1-29 (IL 1-29). ИЛ с номерами 1-29 нельзя объединить в одну подгруппу цитокинов, связанных общностью функций, и могут быть разделены на провоспалительные цитокины, ростовые и дифференцировочные факторы лимфоцитов и отдельные регуляторные цитокины.

Читайте также:  Физические изменения в очаге воспаления
5Регуляция защитных функций

Регуляция защитных функций

Цитокины обладают тремя главными функциями: Регуляция защитных функций организма на местном и системном уровнях. Регуляция отдельных нормальных физиологических функций. Регуляция эмбриогенеза, закладки и развития органов иммунной системы.

6Воздействие цитокинов на клетку

Воздействие цитокинов на клетку

Воздействие цитокинов на клетку осуществляется через высокоспецифические рецепторы к цитокинам :

7Общие свойства цитокинов

Общие свойства цитокинов

Общие свойства цитокинов, объединяющие их в самостоятельную систему регуляции:

Цитокины являются полипептидами или белками, часто гликозилированными, с молекулярной массой (ММ) от 5 до 50 кДа. Для сравнения: ММ IgG составляет 160 кДа;

8Активность

Активность

Проявляют свою активность при очень низких концентрациях (порядка 10-11 моль/л); Цитокины не имеют антигенной специфичности биологического действия. Синтез цитокинов является индуцибельным процессом. Цитокины синтезируются в ответ на стимуляцию через короткий промежуток времени. Один и тот же цитокин может продуцироваться различными по гистогенетическому происхождению типами клеток организма в разных органах. Цитокины обладают плейотропностью биологического действия. Один и тот же цитокин может действовать на многие типы клеток, вызывая различные эффекты в зависимости от вида клеток-мишеней. Для цитокинов характерна взаимозаменяемость биологического действия. Несколько разных цитокинов могут вызывать один и тот же биологический эффект либо обладать похожей активностью.

9Действие гормонов

Действие гормонов

Цитокины могут быть ассоциированными с мембранами синтезирующих их клеток, обладая в виде мембранной формы полным спектром биологической активности. Цитокины действуют на клетки различными путями: аутокринно — на клетку, синтезирующую и секретирующую данный цитокин; паракринно — на клетки, расположенные вблизи клетки-продуцента, например, в очаге воспаления или в лимфоидном органе; эндокринно — дистантно на клетки любых органов и тканей после попадания цитокина в циркуляцию. В последнем случае действие цитокинов напоминает действие гормонов.

10Защитная реакция организма

Защитная реакция организма

Воспаление — защитная реакция организма на тканевое повреждение, направленная на удаление (уничтожение) воспалительного агента, собственной поврежденной ткани и на восстановление дефекта. Местные «кардинальные» признаки воспаления: rubor calor tumor dolor functio laesa (по Celsus et Galen)

11Нейтрофилы лизосом

Нейтрофилы лизосом

Клеточные: Нейтрофилы лизосом. ферменты PgЕ лейкотриены биогенные амины интерлейкины катионные белки Клетки СФМ лимфокины монокины Тучные клетки гистамин гепарин ФАТ Тромбоциты серотонин простагландины ферменты

Флогогенный раздражитель

Прямое повреждающее действие «первичная альтерация»

Синтез, выделение ,активация медиаторов воспаления

Альтерация, изменения гемодинамики, экссудация, эмиграция, фагоцитоз, пролиферация

Плазменные факторы: Системы комплемента Кининовой системы Системы гемостаза

Цитокины

12Воспалительный процесс

Воспалительный процесс

Воспалительный процесс регулируется двумя типами медиаторов: инициируют и поддерживают воспаление (провоспалительные цитокины — хемокины, ИЛ-1, ИЛ-6, ФНОа, др. ) снижают выраженность воспалительного процесса (противовоспалительные цитокины — ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-11, ИЛ-13, ТРФ-в)

13Воспалительные цитокины

Воспалительные цитокины

Вызывают активацию эндотелия приводящую к увеличению проницаемости, повышению экспрессии адгезионных молекул и усилению прокоагулянтной активности.

Хемокины усиливают направленную миграцию лейкоцитов в очаг воспаления, увеличивают их функциональную активность: фагоцитоз и продукцию кислородных радикалов, направленную на элиминацию патогена.

Активируют метаболизм соединительной ткани, стимулируют пролиферацию фибробластов и клеток эпителия.

14Роль цитокинов в развитии заболеваний

Роль цитокинов в развитии заболеваний

Роль цитокинов в развитии заболеваний воспалительного генеза:

Дефицит противовоспалительных цитокинов и/или их рецепторов приводит к развитию иммунодефицита, аутоиммунных процессов, истощению функциональной активности фагоцитов. В патологических условиях они могут или обеспечивать недостаточный контроль провоспалительной активности, или чрезмерно компенсировать и подавлять иммунный ответ и воспаление. Гиперпродукция цитокинов приводит к развитию системной воспалительной реакции, дальнейшее нарастание концентрации может служить причиной ряда патологических состояний, в частности, септического шока и полиорганной недостаточности. Повышенная продукция ФНОа, ИЛ-1 может быть причиной развития осложнений острых воспалительных процессов, а также играет важную роль в патогенезе аутоиммунных заболеваний и реакций отторжения трансплантата. Неконтролируемый синтез ИЛ-12 может вызвать чрезмерную активацию клеточно-опосредованного иммунного ответа с развитием аутоиммунной патологии (тиреоидита Хашимото, рассеянного склероза, др.). Избыток ИЛ-10 ведет к снижению противоинфекционной защиты и развитию хронических инфекций. Хемокины необходимы для привлечения лейкоцитов в места проникновения инфекции, однако, хроническое накопление лейкоцитов при персистирующей инфекции или при асептическом воспалении играет патогенетическую роль в развитии ряда заболеваний (псориаз, ревматоидный артрит, др.).

15Методы определения цитокинов

Методы определения цитокинов

Определение цитокинов в биологических жидкостях: определение биологической активности на клеточных линиях иммуноанализ с применением специфических антител Определение клеток продуцентов цитокинов: проточная цитофлюориметрия Определение цитокинов in situ: иммуногистохимия Определение мРНК цитокинов : гибридизация мРНК со специфическими нуклеотидными зондами RT- PCR Оценка аллельного полиморфизма генов цитокинов : PCR

Читайте также:  Воспаление пазух носа флегмона зуба
«Цитокины»

Источник

1. Цитокины

2 курс, стоматологический
факультет

2. План лекции

Цель: научить студентов пониманию роли
цитокинов в реализации иммунного ответа в
норме и при различных патологических
состояниях.
1. Цитокины: определение, классификации.
2. Свойства цитокинов.
3. Характеристика отдельных типов цитокинов.
4. Методы определения цитокинов в
биологических жидкостях.
5. Цитокин-зависимая иммунопатология.

3. Цитокины — группа растворимых клеточных пептидных медиаторов, продуцирующихся разными клетками организма и играющих важную роль в обеспе

Цитокины — группа растворимых
клеточных пептидных медиаторов,
продуцирующихся разными
клетками организма и играющих
важную роль в обеспечении
физиологических процессов в норме и
при патологии.
(cytо — клетка, kinоs – движение)

4. Основные компоненты системы цитокинов

клетки продуценты
растворимые цитокины и их
антагонисты
клетки-мишени и их рецепторы
к цитокинам

5. Биологическая роль цитокинов

– регуляция иммунного ответа на всех
его этапах: процессинга и
презентации антигена,
пролиферации, дифференцировки,
переключении синтеза антител,
созревания эффекторных клеток,
индукции цитотоксичности у
макрофагов.

6. Классификация цитокинов

Интерлейкины (ИЛ-1-ИЛ-34) – секреторные регуляторные
белки иммунной системы, обеспечивающие медиаторные
взаимодействия в иммунной системе и связь ее с другими
системами организма.
Интерфероны (ИФН 1 типа – ИФН-α, ИФН- β и 2 типа
ИФН -γ) – противовирусные агенты с выраженным
иммунорегуляторным действием.
Факторы некроза опухолей – цитокины с
цитотоксическим и регуляторным действием (ФНО-α и
лимфотоксины).
Факторы роста (ФРФ, ФРЭ, ТФР-β) – регуляторы роста,
дифференцировки и функциональной активности клеток.
Колониестимулирующие факторы (ГМ-КСФ, Г-КСФ,
М-КСФ) – стимуляторы роста и дифференцировки
гемопоэтических клеток.
Хемокины (RANTES, MCP-1, MIP-1a) – регуляторы
хемотаксиса различных типов клеток.

7. Классификация цитокинов по функциональной активности

1. Цитокины – регуляторы воспалительных
реакций:
— провоспалительные цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8,
ФНОα, ИЛ-12)
— противовоспалительные (ТРФ-β, ИЛ-10, ИЛ-4).
2. Цитокины – регуляторы клеточного иммунного
ответа (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-12, ИЛ-10, ИФНγ,
ТРФ-β).
3. Цитокины – регуляторы гуморального
иммунного ответа (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10,
ИЛ-13, ИФН-γ, ТРФ-β).

8. Свойства цитокинов

полипептиды средней ММ (< 30 кд)
регулируют силу и продолжительность реакций
иммунитета и воспаления
секретируются локально
действуют по эстафетному принципу:
аутокринно (на клетки их же продуцирующие),
паракринно (на окружающие клетки)
эндокринно (на клетки, расположенные на
расстоянии от клеток-продуцентов)
избыточность (одни и те же цитокины
вырабатываются разными клетками)
взаимодействуют с высокоаффинными
рецепторами к цитокинам на мембранах клеток

9. Свойства цитокинов (продолжение)

плейотропность (способность одних и тех
же цитокинов действовать на различные
клетки-мишени, индуцировать различные
биологические эффекты)
каскадность («цитокиновая сеть» способность одних цитокинов
индуцировать синтез других
синергизм, антагонизм – способность одних
цитокинов усиливать или подавлять
эффекты других

10. Клетки-продуценты цитокинов

1 группа: лимфоциты
2 группа: моноциты / макрофаги
3 группа: клетки, не относящиеся к
иммунной системе (клетки
соединительной ткани,
эпителиальные, эндотелий и др.)

11.

Клетки — продуценты цитокинов
I. Лимфоциты:
Спектр цитокинов.
Биологические эффекты.
Т-хелперы
(СD4+)
Th0
ИЛ-2, ИФН-γ, ИЛ-3,
ФНО-β, ИЛ-4, ИЛ-5,
ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13
Th1
ИЛ-2, ИФН-γ, ИЛ-3,
ФНО-β
Th2
ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ- Гуморальный иммунный
3, ИЛ-10, ИЛ-13
ответ
(на
антигены,
аллергены, паразиты и
некоторые бактериальные
антигены)
Т-цитотоксические
(СD8)
ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ- Цитотоксическая
10, ИФН-γ, ФНО-γ
активность
В-лимфоциты
ИЛ-1,ИЛ-12
Естественные
ФНО-β, ИЛ-1, ИФН-γ,
Т-клеточный
иммунный
ответ (на вирусные и
внутриклеточные
антигены)
Цитотоксическая

12. Клетки -продуценты цитокинов (продолжение)

II. Фагоциты и
дендритные
клетки.
ИЛ-1, ФНО-α, ИЛ- Индукция
6, ИЛ-8, ИФН-α,
иммунного ответа,
ТРФ-β, М-КСФ,
воспаления,
ИЛ-12, ГМ-КСФ,
регенерации
Г-КСФ
III. Клетки, не относящиеся к иммунной системе :
1. Клетки
соединительной
ткани
ИЛ-6, ИЛ-7, ИЛ-11, Пролиферация
и
М-КСФ, ГМ-КСФ, дифференцировка
Г-КСФ
гемопоэтических
клеток.
2. Эндотелий
ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-7,
ФНО-α,
3. Эпителий

13. Действие цитокинов на клетки мишени

14. Действие цитокинов на клетки мишени

аутокринное
паракринное
эндокринное
синергизм (Th2 → секреция ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-13
→ В клетки → активация синтеза IgE)
• Антагонизм
Th2 → ИЛ-4 →(стимулирует)
В-лф → синтез IgE
Th2 → ИФНγ →(подавляет)
• каскадность («цитокиновая сеть»)

15. Биологическое действие цитокинов

16. Биологическое действие цитокинов.

17. Характеристика биологических эффектов некоторых цитокинов

ИЛ-1 (семейство ИЛ-1 включает: ИЛ-1α, ИЛ-1β, ИЛ1Ra) — иммунорегуляторный, «провоспалительный»
цитокин
Клетки-продуценты: мон/мф, ДК, НК,НФ,
фибробласты, кератиноциты, эндотелиальные клетки
Стимулирует активность Т, В-лимф., Мф, НК, Бф, Нф
Стимулирует метаболизм соединительной ткани
Участвует в процессах резорбции хрящевой и костной
ткани
Пирогенный эффект (лихорадка), сонливость, снижение
аппетита
Нейтрофилез в периферической крови
Протеолиз мышечной ткани
Цитотоксичность по отношению к опухолевым клеткам
Медиатор септического шока

Читайте также:  Как заработать воспаление почек

18.

ИЛ-2 — ключевой цитокин иммунного ответа,
фактор роста Т, В, NK, стимулирует синтез других
цитокинов Т-клетками (ИФН,ФНО)
Клетки-продуценты: активированные Т-лф
ИЛ-3 – гемопоэтический фактор роста стволовых
клеток
Клетки-продуценты: Т-лф и стволовые клетки
ИЛ-4 – противовоспалительный цитокин,
ростовой и дифференцировочный фактор Вклеток, стимулирует синтез IgE и IgG4;
подавляет активность НК, продукцию ИФН-γ,
противоопухолевую активность макрофагов
Клетки-продуценты: Тх2, тучные клетки,
стромальные клетки костного мозга

19.

ИЛ-5 — фактор роста и дифференцировки
В-лф, активирует эозинофилы
Клетки-продуценты: Тх2
ИЛ-6 — провоспалительный цитокин,
стимулирует пролиферацию тимоцитов,
В-лф и макрофагов, синтез белков острой
фазы в печени
Клетки-продуценты: мф, Т-, В-лф,
фибробласты, остеоциты, эндотелиальные,
эпидермальные, микроглиальные клетки

20. Функциональная активность интерлейкина-6

21.

ИЛ-7 — ростовой фактор пре-Т и пре-В лимфоцитов
в костном мозге
Клетки-продуценты: фибробласты,
эндотелиоциты, стромальные клетки костного
мозга и тимуса
ИЛ-8 — провоспалительный цитокин, вызывающий
хемотаксис лейкоцитов в очаг воспаления
Клетки-продуценты: фибробласты,
эндотелиоциты, моноциты, кератиноциты,
гепатоциты
ИЛ-10 — противоспалительный цитокин, угнетает
выработку цитокинов Th1типа
активированными макрофагами
Клетки-продуценты: Тхо и Тх2, CD8-Тлф,
макрофаги, дендритные клетки

22.

ИЛ-12 – провоспалительный цитокин,
регулятор клеточного иммунитета
(стимулирует дифференцировку Thо лимфоцитов
в Th1), стимулирует рост и
дифференцировку ЦТЛ и НК, продукцию
ИФН-γ
Клетки-продуценты: мон/мф, В-лф, ДК
ИЛ-13 – противовоспалительный цитокин,
ингибирует продукцию
провоспалительных цитокинов,
стимулирует синтез IgE, IgG4
Клетки-продуценты: Тх2, тучные клетки

23. ФНО (фактор некроза опухоли) Клетки-продуценты: мон/мф, НК, ДК, НФ, клетки эндотелия, кератиноциты, миоциты, остеокласты

Системное действие (средние концентрации):
• ЦНС (лихорадка)
печень (синтез острофазовых белков)
Резорбция костной и хрящевой тканей
Сосуды (повышение проницаемости, экспресссии
молекул адгезии, прилипание лейкоцитов, активация
системы свертывания крови, тромбозы)
Жировая ткань (активация липаз, распад адипоцитов,
кахексия)
медиатор септического шока (высокие концентрации)

24. ФНО-α: локальное воспаление (низкие концентрации)

• Расширение сосудов, гиперемия, отек
• Увеличение экспрессии молекул адгезии
на эндотелии
• Миграция НФ, моноцитов из крови в
ткани
• Активация фагоцитоза
• Генерация активных форм кислорода и
NO – радикалов МФ
• Усиление синтеза простагландинов
• Активация Т-, В-лф, NK

25. Роль ФНО в патологии (↑↑↑)

• Септический шок
• Кахексия
• Хронический воспалительный процесс:
рассеянный склероз
ревматоидный артрит
сахарный диабет 2 типа
атеросклероз и инфаркт миокарда
ВИЧ-инфекция
гепатит С и алкогольный гепатит
• Старение

26. ФНО и опухоль

• Ингибирующий эффект (ФНО ↑↑↑):
прямая цитотоксичность
разрушение сосудов
стимуляция врожденного иммунитета
синергизм с противоопухолевыми препаратами
при регионарном введении
• Стимулирующий эффект (малые дозы ФНО):
аутокринный фактор роста опухоли
ингибиция апоптоза опухолевых клеток
васкуляризация опухоли
метастазирование

27. Интерфероны – 2 типа (1 тип — ИФН-α, ИФН-β; 2 типа — ИФН-γ)

Интерфероны 1 типа (ИФН-α, ИФН-β) – оказывают
противовирусные (ингибируют репликацию вирусов) и
противоопухолевые эффекты (ингибируют пролиферацию
клеток, усиливают цитотоксическое действие NK-клеток)
Клетки-продуценты: лимфоидные, дендритные
клетки
Интерфероны 2 типа — ИФН-γ («иммунный ИФН»)
Стимулирует активность Т-, В-лф, мон/мф, Нф, НК
Стимулирует дифференцировку Тхо в Тх1
Регулирует апоптоз нормальных, инфицированных и
трансформированных клеток
Клетки-продуценты: Тлф, НК

28. Цитокинзависимая иммунопатология

Дефицит выработки цитокинов (недоношенные
дети)

29. Цитокинзависимая иммунопатология

Снижение активности цитокинов (под действием
ингибиторов рецепторов цитокинов, аутоантител к
цитокинам и др.): СКВ, онкологические заболевания.
Карцинома
плоскоклеточная

30. Цитокинзависимая иммунопатология

Избыточность выработки цитокинов (РА, септический
шок, неспецифический язвенный колит, туберкулез,
саркоидоз)
сепсис

31. Цитокинзависимая иммунопатология

Дефект
рецепторов
цитокинов
комбинированный иммунодефицит –ТКИН)
(тяжелый

32. Цитокинзависимая иммунопатология

• Дисбаланс
Th1/Th2
(лейшманиоз,
лепра,
аутоиммунные болезни,
аллергические болезни)
дерматомиозит

33. Диагностика нарушений в системе цитокинов

1.Биоанализ
2.Количественное определение
цитокинов с помощью МКА
(ИФА, проточная цитометрия)
3.ПЦР

34. Литература:

1. Хаитов Р.М. Иммунология: учеб. для студентов мед
Вузов.- М.: ГЕОТАР-Медиа, 2011.- 311 с.
2. Хаитов Р.М. Иммунология. Норма и патология:
учеб. для студентов мед Вузов и ун-тов.- М.:
Медицина, 2010.- 750 с.
3. Иммунология: учебник / А.А. Ярилин.- М.:
ГЕОТАР-Медиа, 2010.- 752 с.
4. Ковальчук Л.В. Клиническая иммунология и
аллергология с основами общей иммунололгии:
учебник. – М.: ГЕОТАР-Медиа, 2011.- 640 с.
5. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. –
СПб: ООО «Издательство Фолиант», 2008. – 552 с.

Источник