Цитокины при воспалении определяют развитие
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 июля 2019;
проверки требуют 4 правки.
Цитокины — небольшие пептидные информационные молекулы.
Цитокины имеют молекулярную массу, не превышающую 30 кD.
Цитокин выделяется на поверхность клетки А и взаимодействует с рецептором находящейся рядом клетки В. Таким образом, от клетки А к клетке В передается сигнал, который запускает в клетке В дальнейшие реакции.
Их основными продуцентами являются лимфоциты.
Кроме лимфоцитов их секретируют макрофаги, гранулоциты, ретикулярные фибробласты, эндотелиальные клетки и другие типы клеток.
Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.
Термин предложен Стэнли Коэном (англ. S. Cohen) в 1974 г.[1]
Цитокины активны в очень малых концентрациях. Их биологический эффект на клетки реализуется через взаимодействие со специфическим рецептором, локализованным на клеточной цитоплазматической мембране. Образование и секреция цитокинов происходит кратковременно и строго регулируется.
Все цитокины, а их в настоящее время известно более 30, по структурным особенностям и биологическому действию делятся на несколько самостоятельных групп. Группировка цитокинов по механизму действия позволяет разделить цитокины на следующие группы:
- провоспалительные, обеспечивающие мобилизацию воспалительного ответа (интерлейкины 1,2,6,8, ФНОα, интерферон γ);
- противовоспалительные, ограничивающие развитие воспаления (интерлейкины 4,10, TGFβ);
- регуляторы клеточного и гуморального иммунитета — (естественного или специфического), обладающие собственными эффекторными функциями (противовирусными, цитотоксическими).
Спектры биологических активностей цитокинов 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. Цитокины — антигеннеспецифические факторы, поэтому специфическая диагностика инфекционных, аутоиммунных и аллергических заболеваний с помощью определения уровня цитокинов невозможна. Но определение их концентрации в крови даёт информацию о функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток; о тяжести воспалительного процесса, его переходе на системный уровень и о прогнозе заболевания.
Цитокины регулируют активность гормональной оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники:[2] например, Интерлейкин 1, воздействуя на гипоталамус, усиливает синтез кортиколиберина, что, в свою очередь, повышает выработку АКТГ.
См. также[править | править код]
- Фактор некроза опухоли (ФНО, англ. TNF)
- Фактор переноса
- Остеопонтин
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Научно-практический журнал «Цитокины и Воспаление»
- Цитокины — причина парадонтита (недоступная ссылка)
- Все о цитокинах — Иммунинфо
Источник
Здравствуйте! Я работаю врачом 21 год. Меня зовут Георгий Олегович Сапего. В этой статье отвечу на вопросы про цитокиновый шторм.
Про цитокиновый шторм начали говорить в 1993 году. Это такое буйство иммунитета. Чаще его вспоминают в связи с инфекцией.
Цитокины
Смысл цитокинового шторма в цитокинах. Это такие мелкие протеины, которые наш организм использует для передачи сигналов между клетками. Примерно как какие-нибудь красные флажки, чтобы размахивать ими и привлекать внимание.
Самые популярные цитокины, про которые все слышали — это интерфероны. Помните про таких? Интерферон раньше было модно капать в нос.
Кроме интерферонов есть еще несколько других разновидностей цитокинов. Их объединяет одно свойство — они подпинывают иммунитет. Они профессиональные провокаторы. Больше всего на свете цитокины любят воспаление.
В мирное время цитокины помогают бороться с инфекцией, воспитывают и обучают молодые клетки иммунитета. То есть занимаются очень важными и ответственными делами.
Легкие
Всякие страшилки о цитокинах чаще случаются при появлении инфекции в легких.
Наши легкие не настолько нежные и уязвимые, как многие думают. На самом деле в легких есть мощный иммунитет. Он настолько мощный, что половина сил этого иммунитета уходит на то, чтобы сдерживать самого себя.
То есть мы постоянно болеем какой-нибудь простудой, чихаем и кашляем. Если бы иммунитет в наших легких всегда работал в полную силу, то мы регулярно валялись бы с тяжелой пневмонией. Поэтому иммунитет в легких сам себя сдерживает. Он ждет чего-нибудь серьезного вроде тяжелого гриппа. И вот тогда иммунитет спустит на этого гриппа всех собак.
Цитокины обожают подобное буйство иммунитета, поэтому тоже участвуют в жизни легких. Они поддерживают боеготовность иммунных клеток и ждут нападения.
Цитокины еще отличаются своей скрытностью. Они не любят быть на виду. В крови просто так цитокины не появляются. Они сидят где-то на периферии в органах и тканях. Штабная работа не для них. Цитокинам нужно быть на переднем крае. На фронте.
И грянул… шторм
Что плохого в штормах? Они все портят и разрушают.
Воспаление в нашем организме имеет пять классических признаков:
- покраснение;
- отёк;
- жар;
- боль;
- нарушение функции.
Последний пункт не все органы могут пережить. Если у нас ушиблена коленка, то можно посидеть на месте, не бегать, не прыгать и перетерпеть нарушение функции коленки. Но если воспалились легкие, то в наш организм будет поступать мало кислорода. От этого можно и помереть.
Воспаление постепенно проходит, и дело заканчивается рубцеванием. Рубец прикроет дырки от гнойников, но стянет и перекорежит орган или часть тела. После появления рубца орган уже никогда не будет работать так, как раньше.
Цитокины запускают все признаки воспаления и дополнительно стимулируют образование рубцовой ткани. Получается, что они умеют делать все пакости, какие только возможно.
И вот на легкие нападает вирус. Если это приставучий вирус вроде гриппа, то он очень быстро внедряется в клетки легких. Цитокины сразу объявляют боевую тревогу. Они всю жизнь ждали этого злобного вируса и моментально применяют весь свой арсенал.
Они стимулируют иммунные клетки, спускают с поводка самых агрессивных собак иммунитета и заранее подгоняют к больному месту стройматериалы для возведения рубцовой ткани.
Когда цитокины сообща делают всё, что они умеют, в организме начинается цепная реакция как в ядерном реакторе. Все клетки, участвующие в боевых действиях, непрерывно получают и выделяют цитокины. То есть эта толпа клеток беспорядочно машет всеми флагами, которые у них есть. В легких разжигается мощное воспаление.
Мелкие кровеносные сосуды, которые должны были нести кровь от легких к сердцу, становятся дырявыми. Так начинается острый респираторный дистресс-синдром, который мы обсудили в прошлой публикации.
Через эти же кровеносные сосуды огромная армия озверевших цитокинов вываливается из легких в общий кровоток и устраивает беспорядки по всему организму. Даже если вирус при этом дохнет, то организм страдает еще сильнее, чем от вируса. Это и называют цитокиновым штормом.
Источник
Сюжет Пандемия коронавируса нового типа, распространившегося из Китая
Самыми распространенными осложнениями и причинами смерти при COVID-19 являются тяжелая пневмония, синдром острого респираторного дистресса (поражения), сепсис, полиорганная недостаточность (отказ функционирования многих органов), острое поражение почек или сердца. Кроме этого, ответ иммунной системы организма может привести к цитокиновому шторму и, как следствие, смертельному исходу.
Что такое цитокины и цитокиновый шторм?
Цитокиновый шторм (цитокиновый каскад, гиперцитокинемия) — это неконтролируемое воспаление, которое приводит к повреждению собственных тканей организма. В борьбе с вирусом иммунные клетки выделяют особые вещества — цитокины. Это низкомолекулярные белки активированных клеток иммунной системы, которые обеспечивают межклеточные взаимодействия. К цитокинам, в частности, относятся интерфероны, интерлейкины, хемокины, факторы некроза опухоли и т. д. Сегодня ученым известно более ста цитокинов.
Цитокины. Фото: Commons.wikimedia.org
Эти белки действуют по эстафетному принципу: воздействие цитокина на клетку вызывает образование ею других цитокинов, если реакция иммунной системы очень бурная, возникает так называемый цитокиновый шторм: активированные иммунные клетки вырабатывают все новые и новые порции этих белков.
Из всех инфекционных заболеваний особенно часто наблюдения цитокинового шторма встречаются при гриппе.
Что происходит в результате цитокинового шторма?
Сначала вирус массово поражает клетки, в которые способен проникнуть, размножается в них, затем выходит из клеток и распространяется дальше. Клетки при этом погибают, и в ответ на это включается защитная реакция иммунной системы, которая выражается в чрезмерном выделении цитокинов и неконтролируемом воспалении.
Во время цитокинового шторма ткани очага воспаления разрушаются, иммунная система начинает работать на предельной мощности, чтобы побороть инфекцию, и в результате воспаление распространяется на соседние ткани. Со временем цитокиновый шторм охватывает весь организм, и все может закончиться смертью пациента.
Какие признаки цитокинового шторма?
Состояние, называемое цитокиновым штормом, проявляется лихорадкой, рвотой, диареей, слабостью, болями в различных частях тела и снижением уровня кислорода в крови. В анализах можно увидеть цитопению (снижение количества клеток), лимфопению (снижение количества лимфоцитов), повышенный уровень ферритина.
У больных COVID-19 в таком состоянии отмечается высокий уровень интерлейкина-2 (IL), фактора некроза опухолей альфа (TNF-α). В половине случаев происходит поражение легких, поэтому необходима искусственная вентиляция легких, а также терапия сепсиса и регулирование выброса цитокинов.
Можно ли остановить цитокиновый шторм?
Цитокиновый шторм можно остановить только в условиях клиники, но это удается сделать не всегда. Во время выработки огромного количества цитокинов может возникнуть полиорганная недостаточность и, как следствие, смерть пациента. Гиперцитокинемия является одной из причин смертей во время гриппа, цитокиновым штормом ряд ученых объясняет, в частности, большое количество жертв среди молодых людей во время эпидемии «испанки» — пандемии гриппа 1918 года.
Как показывают результаты исследований, необходимо вовремя определять время начала такого шторма, а сделать это возможно исключительно при помощи анализа крови. В условиях нынешней пандемии коронавируса медики применяют различные препараты, в частности, тоцилизумаб и гидроксихлорохин (иммунодепрессанты), которые имеют свойство приглушать активность специфических цитокинов.
Оставить
комментарий (0)
Источник
а) Цитокины. Цитокины — это белки, продуцируемые многими типами клеток (в основном активированными лимфоцитами, макрофагами, эндотелиальными и эпителиальными клетками, а также клетками соединительной ткани) и действующие на другие клетки, модулируя их функции.
Цитокины давно известны как участники клеточного иммунного ответа, обладающие дополнительными эффектами и играющие важную роль в развитии и острого, и хронического воспаления. Их общие свойства и функции обсуждены в главе 6. Здесь мы рассмотрим свойства цитокинов, которые участвуют в развитии острого воспаления.
б) Фактор некроза опухоли и интерлейкин-1. TNF и IL-1 — два основных цитокина, опосредующих воспаление. Они продуцируются в основном активированными макрофагами. Секреция TNF и IL-1 может быть простимулирована эндотоксином и другими микробными продуктами, иммунными комплексами, физическим повреждением и различными стимулами воспалительной реакции.
Самая важная функция TNF и IL-1 при воспалении — влияние на эндотелий, лейкоциты и фибробласты, а также индукция системной реакции острой фазы. Они вызывают в эндотелии ряд изменений, называемый активацией эндотелия. В частности, TNF и IL-1 индуцируют экспрессию молекул эндотелиальной адгезии, синтез химических медиаторов (включая другие цитокины, хемокины, факторы роста, эйкозаноиды и NO), продукцию ферментов, ассоциированных с ремоделированием матрикса, и повышают тромбогенность на поверхности эндотелия. TNF усиливает активацию нейтрофилов под действием бактериального эндотоксина.
Продукция IL-1 контролируется мультибелковым клеточным комплексом, называемым инфламмасомой, который реагирует на стимулы микробного происхождения и мертвые клетки. Этот комплекс активирует протеазы, являющиеся членами семейства каспаз и обеспечивающие расщепление вновь синтезированных неактивных предшественников IL-1 до биологически активного цитокина. Мутации в генах, кодирующих члены этого белкового комплекса, являются причиной наследственных воспалительных синдромов, из которых самый известный — семейная средиземноморская лихорадка.
Мутантные белки либо существенно активируют воспалительные каспазы, либо препятствуют негативной регуляции этого ферментативного процесса. Конечным результатом является нерегулируемая продукция IL-1.
При этом заболевании появляются лихорадка и другие системные признаки воспаления без явных на то причин. Со временем у некоторых пациентов развивается амилоидоз — заболевание, характеризующееся внеклеточным отложением белка вследствие персистирующего воспаления. При лечении этих заболеваний эффективны антагонисты IL-1, которые являются примером молекулярной таргетной терапии.
Инфламмасомный комплекс также могут активировать кристаллы мочевой кислоты при подагре (при этом заболевании воспаление частично опосредовано IL-1).
IL-1 и TNF индуцируют системные ответы острой фазы, ассоциированные с инфекционным повреждением. TNF также регулирует энергетический баланс через запуск липидной и белковой мобилизации и подавление аппетита. Длительная продукция TNF приводит к развитию кахексии — патологического состояния, характеризующегося потерей массы тела и анорексией, которое сопровождает некоторые хронические инфекции и злокачественные опухоли.
Другие цитокины, участвующие в остром воспалении. Перечень цитокинов очень длинный и постоянно пополняется. Сейчас проявляется интерес к двум из них: IL-6, продуцируемому макрофагами и другими клетками, вовлеченному в местный и системный воспалительный ответ, а также IL-17, в основном продуцируемому Т-лимфоцитами и запускающему мобилизацию нейтрофилов. Антагонисты обоих цитокинов сейчас изучают в клинических исследованиях.
— Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей «Хемокины участвующие в воспалении»
Оглавление темы «Патогенез воспаления»:
- Цитокины участвующие в воспалении
- Хемокины участвующие в воспалении
- Типы ферментов лизосом лейкоцитов и их функции
- Образование нейропептидов и их функции при воспалении
- Система комплемента как плазменно-белковый медиатор воспаления
- Участие системы коагуляции и кининов как медиаторов воспаления
- Исходы острого воспаления
- Фазы острого воспаления и их морфология
- Причины хронического воспаления и его определение
- Морфология (гистология) хронического воспаления
Источник
Основные статьи: Цитокины, Воспаление
Действие цитокинов лишь на начальном этапе воспаления ограничивается очагом, а позже распространяется на весь организм (генерализуется). Одновременно реализуется множество механизмов, способствующих недопущению генерализации инфекционного агента.
Принципиально важным свойством макрофага является синтез мощных провоспалительных цитокинов (в первую очередь, ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-6), которые, с одной стороны, поддерживают развитие воспалительной реакции, а с другой — активируют иммунокомпетентные клетки, готовя их к предстоящей антигенной презентации. Именно с высвобождением макрофагальных цитокинов связаны метаболические перестройки при воспалении и возникновение симптомов интоксикации.
Самым мощным цитокином этой группы является фактор некроза опухоли α (ФНО-α). Он выполняет ряд важнейших функций:
- стимулирует фагоцитоз и продукцию свободных радикалов фагоцитами;
- усиливает экспрессию адгезионных молекул эндотелием (например, Е-селектина, ICAM-1);
- является хемоаттрактантом для макрофагов и клеток Лангерганса;
- увеличивает продукцию гепатоцитами белков острой фазы;
- активирует липопротеинлипазу, способствуя тем самым мобилизации липидов из депо;
- действует на терморегуляторный центр (через высвобождение ПГЕ2), повышая температуру тела.
Кроме этого, ФНО-α способен самостоятельно индуцировать апоптоз скомпрометированных клеток путем взаимодействия с мембранным белком р55 (отсюда и не совсем правильное название данного цитокина).
Функции фактора некроза опухоли α частично перекрываются ИЛ-1β и ИЛ-6, поэтому тандем этих цитокинов практически неразрывно действует в очаге воспаления.
Так, интерлейкин-1β (ИЛ-1β) стимулирует Т-лимфоциты и повышает синтез ими интерлейкина-2 (ИЛ-2) и экспрессию рецептора к ИЛ-2. При действии ИЛ-1β преактивированные В-лимфоциты усиливают пролиферацию, а также экспрессию поверхностных молекул HLA II и рецепторов к ИЛ-2.
Эндотелиоциты под влиянием ИЛ-1β усиливают экспрессию молекул адгезии, начинают повышенный синтез простациклина, с чем связана вазодилатация и повышение сосудистой проницаемости.
ИЛ-1β вызывает выброс биогенных аминов, в первую очередь гистамина из тучных клеток. В костной, хрящевой и мышечных тканях ИЛ-1β индуцирует синтез протеиназ, что обуславливает развитие остеопороза, резорбции хряща, миомаляции. Данный цитокин также влияет на клетки миелоидного ряда, действуя синергически с ГМ-КСФ. Одновременно угнетается эритропоэз, так как ИЛ-1β является антагонистом эритропоэтина. В табл. 1 перечислены основные эффекты ИЛ-1β.
ИЛ-6 оказывает некоторые контррегуляторные эффекты по отношению к ИЛ-1β и ФНО-α, однако стимулирующее влияние на синтез белков острой фазы гепатоцитами позволяет отнести его к провоспалительным цитокинам.
Мишень | Эффект |
Т-лимфоциты | Повышение синтеза ИЛ-2, увеличение экспрессии рецепторов к ИЛ-2 |
В-лимфоциты | Усиление экспрессии HLA II |
Естественные киллеры Материал с сайта https://wiki-med.com | Повышение экспрессии рецепторов к ИЛ-2 |
Макрофага | Усиление фагоцитоза, продукции свободных радикалов и провоспалительных цитокинов, повышение экспрессии HLA II |
Эндотелиоциты | Повышение экспрессии молекул адгезии и синтеза простациклина |
Тучные клетки | Выброс гистамина |
Естественные киллеры также отвечают на действие ИЛ-1β усилением экспрессии рецептора к ИЛ-2. У макрофагов усиливается фагоцитоз, синтез свободных радикалов, повышается экспрессия молекул HLA II, синтез ФНО-α, ИЛ-6 и самого ИЛ-1β.
На этой странице материал по темам:
цитокины классификация
цитокин это
цитокин что это
опишите цитокиновый ответ
где найти функции цитокинов
Источник