Исследование уровня цитокинов у больных с гнойно воспалительными за (стр. 3 из 11)

Активация (фосфорилирование) тирозин/сериновых киназ приводит к запуску каскада ферментативных процессов, в результате которых в клетках накапливаются фосфорилированные белки (рис. 2). Эти белки из цитоплазмы поступают в ядро клетки и взаимодействуют с определёнными генами в молекуле ДНК, активируя процесс транскрипции этих генов и синтез соответствующих и-РНК или репликацию ДНК. Накоплениеи-РНК приводит, в свою очередь, к синтезу и накоплению в клетке набора новых белковых молекул, что проявляется в изменении фенотипических свойств и поведения клеток. [КашкинК.П. Цитокины иммуной системы: основные свойства и иммунобиологическая активность (лекция) //Клиническая лабораторная диагностика. – 1998. ‑ №11. – С. 21 – 32.]

Рис. 2. Упрощенная схема передачи сигнала от рецептора гамма-интерферона с использованием Jak-STAT пути

В качестве примера передачи сигнала от цитокинов на рис. 3 показано, как рецептор ИЛ-6 (IL-6) после связывания с лигандом (1) стимулирует димеризацию GP130 (2). Димер мембранного белка GP130 связывает и активирует цитоплазматическую тирозинкиназу ЯК-семейства (Янус-киназы, имеющие два активных центра) (3). Янус-киназы фосфорилируют цитокиновые рецепторы, БПС и различные цитоплазматические белки, которые осуществляют дальнейшую передачу сигнала; они также фосфорилируют факторы транскрипции – переносчики сигнала и активаторы транскрипции [ПСАТ (STAT, от англ. Signal transducers and activators of transcription)]. Эти белки относятся к семейству БПС, имеющих в структуре SH2-домен, узнающий остатки фосфотирозина. Поэтому они обладают свойством ассоциировать с фосфорилированным цитокиновым рецептором. Если затем происходит фосфорилирование молекулы ПСАТ (4), фактор переходит в активную форму и образует димер (5). После транслокации в ядро димер в качестве фактора транскрипции связывается с промотором инициируемого гена и индуцирует его транскрипцию (6). [Brisce J. et al. JAKs and STATs branch out Trends in Cell Biology, 6, 336 - 340, 1996] [КольманЯ., РёмК. – Г., Нагляднаябиохимия, издательство «Мир»]

Рис. 3. Механизм действия цитокинов на примере ИЛ-6

Некоторые цитокиновые рецепторы могут за счет протеолиза утрачивать экстрацеллюлярный лигандсвязывающий домен (на рис. 3 не приведен). Домен поступает в кровь, где конкурирует за связывание с цитокином, что снижает концентрацию цитокина в крови. [Кольман Я., Рём К. – Г., Наглядная биохимия, издательство «Мир»].

1.1.3. Классификация цитокинов по механизму действия

К системе цитокинов в настоящее время относят около 200 индивидуальных полипептидных веществ, которые по структурным особенностям и биологическому действию делятся на несколько самостоятельных групп. Группировка цитокинов по механизму действия позволяет разделить их на следующие группы:

1 группа. Провоспалительные, обеспечивающие мобилизацию воспалительного ответа;

2 группа. Противовоспалительные, ограничивающие развитие воспаления;

3 группа. Регуляторы клеточного и гуморального иммунитета – естественного или специфического, обладающие собственными эффекторными функциями (противовирусными, цитотоксическими).

Согласно одной из принятых классификаций к цитокинам относят:

· интерфероны, представляющие собой большую группу противовирусных пептидов (IF-α, IF-β, IF-γ, IF-ω, IF-τ);

· 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 _лееток (PF-4, MIP-2, MCP-1);

· трансформирующие ростовые факторы (PD-GF, TGF-β);

· группа факторов некроза опухолей – ФНО (TNF-α, TNF-β);

· интерлейкины ИЛ 1-29 (IL 1-29). ИЛ с номерами 1-29 нельзя объединить в одну подгруппу цитокинов, связанных общностью функций, и они могут быть разделены на провоспалительные цитокины, ростовые и дифференцировочные факторы лимфоцитов и отдельные регуляторные цитокины. [ЗавьяловВ.П. Структурно-функциональная классификация и эволюция цитокинов //Вестник РАМН. – 1993. ‑ №2. – С. 8 – 10.].

1.1.1.4. Интерлейкин-4

Иммунная система представляет собой комплекс клеток, взаимодействующих на основе принципов и механизмов саморегуляции, которые реализуются в значительной мере через медиаторы – цитокины.

Интерлейкины – белки, продуцируемые макрофагами и Т-лимфоцитами и обеспечивающие рост лимфоидных и, вероятно, других клеток. Эти белки различаются по физико-химическим свойствам, строению и функциональной активности.[Agui T. Stimulation of interleukin-6 production by endothelin in rat bone marrow-derived stromal cells. // Blood 1994, Vol. 84, P. 2531]

ИЛ-4 (В-клеточный стимулирующий фактор). Продуцируется активированными Т-хелперами 2-го типа.

Интерлейкин-4 впервые описан в 1982 г. Паулем, обнаружившим, что супернатант стимулированных митогеном лаконоса EL-4 клеток способен поддерживать рост B-клеток после воздействия иммуноглобулина, заставляя их вступать в S-фазу [Paul W. //Blood. 1991. V. 77. P. 1859.].

Обнаруженный цитокин, как и ИЛ-2 и ИЛ-3, относится к группе гемопоэтинов. Раньше его называли BCGF- I (от англ. B-cellgrowthfactor), т.е. фактор роста B-клеток. Он представляет собой мономер, включающий 129 аминокислотных остатков. В силу разной степени гликозилирования этого цитокина молекулярная масса колеблется от 18 кДа до 22 кДа.

Особенность ИЛ-4, отличающая его от других цитокинов, состоит в наличии видовой специфичности. ИЛ-4 человека оказывает биологическое действие на клетки человека и обезьян, но не мышей. В свою очередь ИЛ-4 мыши действует только на клетки мышей. Источником ИЛ-4 являются T-хелперы, стимулированные митогеном, тучные клетки, неидентифицированные клетки стромы костного мозга (см. рис. 4). ИЛ-4 – продукт субпопуляции активированных T-клеток – действует через специфический рецептор.

Рис. 4. Клетки-продуценты и клетки-мишени интерлейкина-4.

Основной клеткой-продуцентом интерлейкина-4 (ИЛ-4) является хелперная Т-клетка. Клетками-мишенями является широкий набор как зрелых клеток, так и клеток, находящихся на наиболее ранних стадиях гемопоэза.

Рецепторы ИЛ-4, с молекулярной массой 139 кДа, выявлен на покоящихся T-клетках, B-клетках, макрофагах, тучных клетках, на стромальных клетках костного мозга, клетках печени, мышцах, фибробластах. [http://humbio.ru/humbio/apop_cyt/00001e1d.htmKeegan A., Nelms K., Wang L., Pierce J., Paul W. // Immunol. Today. 1994. V. 15. P. 423].

Известно что ИЛ-4 усиливает экспрессию антигенов гистосовместимости II класса (MHC II) в покоящихся В-клетках, а также синтез иммуноглобулинов IgG и IgЕ после стимуляции липополисахаридом (ЛПС), поддерживает жизнеспособность и рост интактных Т-клеток, повышает активность цитотоксических Т-лимфоцитов, усиливает пролиферацию предшественников гемопоэза при ответе на ростовые факторы. Терапевтический потенциал цитокина связан с его возможностью восстанавливать клеточный и гуморальный иммунитет [Anliytsky W., Schuler M,, Peschel C. // Drugs. 1994. V. 48. 5. P. 667.].

По отношению к В-клеткам ИЛ-4 выступает в качестве костимулятора пролиферации. Так, он не оказывает какого-либо влияния на покоящиеся B-клетки, однако достаточно подействовать на них одним из специфических для данных клеток индуктором активации, чтобы проявилось биологическое действие ИЛ-4: резкое повышении пролиферации данного типа клеток.

Известна также способность ИЛ-4 повышать уровень продукции IgE. Предположительно это происходит за счет усиления пролиферации клона клеток, продуцирующих данный класс иммуноглобулинов. При этом, чтобы такой клон ответил усилением продукции иммуноглобулинов, во всех случаях необходима предварительная специфическая (антигеном) или неспецифическая (митогеном) стимуляция отвечающих клеток.

Выяснилось, что ИЛ-4 способен усиливать пролиферацию и Т-клеток, относящихся к различным субпопуляциям. Его действие на Т-клетки, как и на В-клетки проявляется только после предварительной их активации антигеном или митогеном.

По своей природе ИЛ-4 выступает в качестве плейотропного регулятора, так как взаимодействует с самыми разнообразными типами клеток. Так, его действие на макрофаги проявляется в усилении экспрессии молекул II класса МНС и Fc-рецептора для IgG, приобретении противоопухолевой активности по отношению к фибросаркоме, усилении антигенпредставляющей функции. [Anliytsky W., Schuler M,, Peschel C. // Drugs. 1994. V. 48. * 5. P. 667.]

Участвует ИЛ-4 и в развитии костномозговых клеток-предшественников. Один ИЛ-4 не изменяет интенсивность пролиферации этих клеток, но усиливает митотические процессы в сочетании с другими ростовыми факторами. Тандем ИЛ-4 с гранулоцитарным колониестимулирующим фактором (Г-КСФ) обеспечивает более активное размножение клеток гранулоцитарного и моноцитарного ростков дифференцировки, тандем с эритропоэтином – эритроидных предшественников, с ИЛ-1 – размножение клеток-предшественников мегакариоцитарного пути развития.

Таким образом основная функция ИЛ-4 состоит в переключении синтеза IgG1 на синтез IgG4 и IgE. Совместно с другими цитокинами способствует пролиферации тканевых базофилов. Усиливает пролиферацию В-клеток, повышает экспрессию рецептора к Fc-фрагменту IgE на базофилах обоих типов, усиливает экспрессию молекул ГКГ класса II на В-клетках и макрофагах. Является антагонистом гамма-интерферона. Подавляет продукцию ИЛ-1, ФНО, ИЛ-6, ИЛ-8, ингибирует цитотоксическую активность Т-лимфоцитов, макрофагов. Относится к антивоспалительным цитокинам. [Дранник Г. Н. Клиническая иммунология и аллергология, МИА, Москва 2003г. С. 100].