Pro-inflammatoriske og anti-inflammatoriske cytokiner. Cytokiner ved sykdommer i fordøyelsessystemet Hva er cytokiner

Har du noen gang hørt om cytokiner? Begrepet "cytokin" kommer fra en kombinasjon av to greske ord: "cyto" som betyr celle og "kinos" som betyr bevegelse. Antiinflammatoriske cytokiner spiller en viktig rolle i både helse og sykdom, spesielt når det gjelder betennelsestilstander, autoimmune sykdommer, kroniske og akutte infeksjoner, traumer, problemer med unnfangelse og graviditet, og til og med kreft ().

I følge en vitenskapelig artikkel som fremhever rollen til cytokiner i kvinners helse, inkludert prematur fødsel og endometriose, "har fremskritt i å forstå cytokiners biologi ført til en forståelse av betydningen av cytokiner i alle medisinske områder" ().

Så hva er cytokiner? De er en kategori av små proteiner som gir kommunikasjon mellom celler. Det er flere familier av cytokiner som produseres forskjellig, oppfører seg forskjellig og har forskjellige aktiviteter i kroppen.

På den annen side kan antiinflammatoriske cytokiner hjelpe oss med å bekjempe infeksjoner og ha en positiv effekt på immunforsvaret og betennelsen. Men når visse cytokiner ikke oppfører seg ideelt eller overproduseres, kan det føre til sykdom.

Det kan være vanskelig å forklare cytokiner uten overdreven vitenskapelig språkbruk, men ved å bedre forstå disse kraftige molekylene kan vi forbedre eller til og med forhindre noen svært vanlige, men alvorlige helseproblemer, inkludert leddgikt, kreft og mer.

Hva er cytokiner

En enkel definisjon av cytokiner: En gruppe proteiner skapt av immunsystemet som fungerer som kjemiske budbringere. Cytokiner er proteiner, peptider eller glykoproteiner som skilles ut av lymfocytter og monocytter som regulerer immunresponser, hematopoiesis og lymfocyttutvikling ().

Disse små proteinene fungerer som mellomledd mellom celler og er involvert i overføring av viktig informasjon som påvirker mange ting i kroppen, fra embryonal utvikling til modulering av beinstruktur og vedlikehold av homeostase (). Cytokiner er sannsynligvis mest kjent for sin nøkkelrolle som mediatorer og regulatorer av inflammatoriske responser. De er faktisk i stand til å stimulere bevegelsen av celler til steder med infeksjon, skade og betennelse.

Cytokiner skilles ut av andre celletyper i høye konsentrasjoner og kan påvirke enten opprinnelsescellen (autokrin handling), celler nærmest dem (parakrin handling) eller fjerne celler (endokrin eller systemisk virkning) (). Generelt kan cytokiner virke synergistisk (arbeide sammen) eller antagonistisk (virke i opposisjon). Det er flere forskjellige grupper eller familier av cytokiner som er strukturelt like, men har et mangfoldig spekter av funksjoner.

Klassifisering av cytokiner

Det er flere underkategorier av cytokiner som inkluderer både pro-inflammatoriske og anti-inflammatoriske cytokiner.

Relaterte artikler:

Pro-inflammatoriske cytokiner produseres hovedsakelig av aktiverte makrofager og er involvert i aktiveringen av inflammatoriske reaksjoner.

Vitenskapelig bevis knytter disse pro-inflammatoriske proteinene til ulike sykdommer så vel som til prosessen med patologisk smerte. I mellomtiden er antiinflammatoriske cytokiner molekyler som hjelper til med å regulere immunsystemet og kontrollere den pro-inflammatoriske responsen til cytokiner ().

I henhold til klassifiseringen av cytokiner er det følgende hovedfamilier av cytokiner og deres nøkkelegenskaper eller handlinger: ( , )

Kjemokiner: direkte cellemigrasjon, adhesjon og aktivering
Interferoner: antivirale proteiner
Interleukiner: rekke handlinger avhengig av celletype interleukin
monokiner: kraftige molekyler, produsert monocytter og makrofager som hjelper til med å styre og regulere immunresponser
Lymfokiner. Proteinmediatorer produseres vanligvis av lymfocytter (leukocytter) for å lede responsen til immunsystemet ved å overføre signaler mellom cellene.
Tumornekrosefaktor: regulerer inflammatoriske og immunresponser

Det finnes også erytropoietin, også kalt hematopoietin, som er et cytokinhormon som regulerer produksjonen av røde blodlegemer (erytrocytter).

Eiendommer cytokiner

1. Regulering av immunsystemet

Cytokiner spiller en svært viktig rolle i vår immunrespons. De to hovedprodusentene av cytokiner er T-hjelperceller og makrofager. Hva det er? T-hjelpeceller bistår andre celler i immunresponsen ved å gjenkjenne fremmede antigener og skille ut cytokiner, som deretter aktiverer T- og B-celler. Makrofager omgir og dreper mikroorganismer, oppsluker fremmedmateriale, fjerner døde celler og forbedrer immunresponsen.

Ved å virke på cellene i immunsystemet og samhandle med dem, er cytokiner i stand til å regulere kroppens respons på sykdommer og infeksjoner. Cytokiner påvirker både vår medfødte og adaptive immunrespons (). Optimal produksjon og oppførsel av cytokinene våre er nøkkelen til helsen til immunsystemet vårt.

En vitenskapelig artikkel publisert i 2014 undersøkte effekten av cytokiner som interferoner (INF) og interleukiner (IL) på mykobakterielle infeksjoner, spesielt tuberkulose. Forskerne konkluderer: "Samlet sett ser IFN-familien av cytokiner ut til å være kritisk for utfallet av mykobakteriell infeksjon" og spiller en viktig rolle i å hemme bakterievekst ().

3. Redusere leddgiktsmerte

Siden cytokiner regulerer ulike inflammatoriske responser, er det ikke overraskende at studier viser den viktige rollen disse proteinene spiller i leddgikt, en inflammatorisk leddsykdom. Som nevnt tidligere kan overproduksjon eller feil produksjon av visse cytokiner i kroppen føre til sykdom.

I følge en vitenskapelig artikkel publisert i 2014 med tittelen "The Role of Inflammatory and Anti-inflammatory Cytokines in the Pathogenesis of Osteoarthritis", antas interleukin-1-beta og tumornekrosefaktor-alfa å være de viktigste inflammatoriske cytokinene involvert i slitasjegikt (OA) ). Mens interleukin-15 er assosiert med patogenesen av revmatoid artritt (RA) ().

Selv om det er klart at pro-inflammatoriske cytokiner er på forhøyede nivåer hos leddgiktpasienter, har deres antiinflammatoriske varianter også blitt funnet i synovium og leddvæske hos RA-pasienter. Til dags dato har vitenskapelige studier i dyremodeller vist evnen til antiinflammatoriske cytokiner til å redusere smerte som følge av leddgikt. De forhindrer imidlertid ikke leddskader. Kliniske studier på mennesker pågår, og vi håper å se noen gunstige resultater for leddgikt snart ().

4. Reduser betennelse

Antiinflammatoriske cytokiner er kjent for deres evne til å redusere betennelse i kroppen. Og vi vet at betennelse er årsaken til de fleste sykdommer (). I følge en vitenskapelig artikkel med tittelen "Cytokines, Inflammation and Pain", som ble publisert i tidsskriftet Internasjonale anestesiologiske klinikker, av alle antiinflammatoriske cytokiner, har interleukin 10 (IL-10) noen av de sterkeste inflammatoriske egenskapene og er i stand til å undertrykke uttrykket av pro-inflammatoriske cytokiner som interleukin 6 (IL-6), interleukin 1 (IL-1) ) og tumornekrosefaktor alfa (TNF-α).

IL-10 er også i stand til å nedregulere pro-inflammatoriske cytokinreseptorer, så det er i stand til å redusere produksjonen så vel som funksjonen til pro-inflammatoriske cytokinmolekyler på flere nivåer. I følge denne artikkelen har IL-10-proteinadministrasjon vist seg å lindre smerte ved en rekke tilstander som perifer nevritt, eksitotoksisk ryggmargsskade og perifer nerveskade.

I tillegg tyder nyere kliniske studier på at lave blodnivåer av IL-10 og interleukin 4 (også et antiinflammatorisk cytokin) kan være viktige faktorer når det kommer til kroniske smerter. Fordi pasienter som sliter med kronisk utbredt smerte har vist seg å ha lave konsentrasjoner av disse to cytokinene ().

4. Antitumoraktivitet

Visse cytokiner brukes for tiden i kreftimmunterapi, inkludert behandling av leukemi, lymfom, melanom, blærekreft og nyrekreft. Kroppen vår produserer naturlig cytokiner. Men når de brukes til å behandle kreft naturlig, blir disse proteinene laget i et laboratorium og deretter injisert i høyere doser enn kroppen normalt lager på egen hånd.

Ifølge National Cancer Institute var interleukin-2 det første cytokinet som hadde en terapeutisk effekt på kreft. I 1976 demonstrerte Robert Gallo, M.D. og Francis Ruschetti, Ph.D. at dette cytokinet "betraktelig kan stimulere veksten av T-celler og naturlige drepeceller, som er integrert i den menneskelige immunresponsen."

Nesten 10 år senere skal et annet team av forskere ledet av Steven Rosenberg, MD, ha behandlet flere pasienter med avansert metastatisk nyrecellekarsinom (en type nyrekreft) og melanom ved å gi dem interleukin-2. Interleukin-2 var den første kreftimmunterapien godkjent av FDA i USA. Til dags dato er det fortsatt brukt til å behandle metastatisk melanom og nyrekreft ().

Bivirkninger av interleukin-2 kan omfatte frysninger, feber, tretthet, vektøkning, kvalme, oppkast, diaré og lavt blodtrykk. I sjeldne tilfeller har uregelmessige hjerteslag, brystsmerter og andre hjerteproblemer også blitt observert. Andre interleukiner fortsetter å bli studert som en mulig behandling for kreft ().

Hvordan sikre en sunn cytokinbalanse

Cytokiner er et viktig tema for vitenskapelig forskning som fortsetter til i dag. Men det er fortsatt antatt at et sunt kosthold rikt på nyttige næringsstoffer, trening og stressreduksjon kan bidra til å opprettholde en sunn balanse av cytokiner i kroppen.

Det antas at tilstanden til cytokiner avhenger av ernæringstilstanden. Kroniske ernæringsmangler påvirker immunresponsen vår negativt, som inkluderer redusert produksjon og aktivitet av cytokiner (). Å spise hel mat og anti-inflammatorisk mat er derfor en nøkkelmåte for å øke cytokinstatusen i kroppen vår.

In vitro-studier har også vist at kanelekstrakt øker interleukin-10-nivåene mens de undertrykker pro-inflammatoriske cytokiner i eksperimentelle modeller for indusert inflammatorisk tarmsykdom ().

Et av urteproduktene som reduserer pro-inflammatoriske cytokiner er hampolje. Les mer om på nettsiden vår.

Det er også mat å unngå. Først av alt er disse:

raffinert sukker
meieri.

Som Arthritis Foundation i USA påpeker, har studier vist at bearbeidet sukker utløser frigjøring av inflammatoriske cytokiner ().

I en studie publisert i Journal of Physiology, studerte effekten av langvarig fysisk aktivitet på pro-inflammatoriske og anti-inflammatoriske cytokiner. Forskerne fant at mens trening økte noen pro-inflammatoriske cytokiner, viste plasmanivåer av anti-inflammatorisk interleukin-10 en 27 ganger økning umiddelbart etter trening, og cytokinhemmere ble også frigitt. Så samlet sett antyder studien at trening kan øke anti-inflammatoriske cytokiner, som bidrar til å redusere den inflammatoriske responsen som kan følge av langvarig anstrengende aktivitet ().

Studier har vist at stress i utgangspunktet kan føre til undertrykkelse av inflammatoriske cytokiner og aktivering av antiinflammatoriske cytokiner. Langvarig kronisk stress øker imidlertid pro-inflammatoriske cytokiner ytterligere, som deretter fører til inflammatoriske responser og til slutt kan forårsake ulike sykdommer (). Så dette er nok en grunn til å praktisere daglig meditasjon, varme eller kontrastdusjer som naturlige måter å lindre stress.

Nøkkelpunkter om cytokiner

Cytokiner er en gruppe proteiner skapt av immunsystemet som fungerer som kjemiske budbringere.
Det er flere familier av disse signalproteinene, inkludert inflammatoriske eller antiinflammatoriske cytokiner.
De er spesielt viktige for immunfunksjon og inflammatoriske responser.
Cytokinforskning pågår, men nåværende eller potensielle fordeler så langt inkluderer: å styrke immunsystemet, lindre leddgikt, redusere betennelse og svulstvekst.

Måter å fremme sunn funksjon og balanse av cytokiner inkluderer et sunt kosthold basert på hele matvarer som inneholder anti-inflammatoriske ingredienser og eliminerer inflammatoriske matvarer som sukker og melk. Å redusere stress, inkludert regelmessig trening, kan også fremme optimal cytokinstatus.

Inntil nylig var kreft i stadium 4 faktisk en dødsdom for pasienten. Tradisjonelle behandlingsmetoder hjalp lite, all terapi ble redusert til symptomlindring. Imidlertid begynte de for flere tiår siden aktivt å utvikle immunonkologi og spesifikt cytokinterapi - en behandlingsmetode med legemidler basert på kroppsproteiner, som ifølge anmeldelser har en veldig høy effektivitet. Klinikken for onkoimmunologi og cytokinterapi i Moskva regnes som en av de beste i verden når det gjelder positive indikatorer.

Hva er cytokinterapi

Denne behandlingsteknikken har utviklet seg på grunnlag av immunonkologi, en gren innen onkologi som studerer immunsystemets funksjon ved kreft. Metoden er basert på behandling av kreft og andre sykdommer med legemidler basert på proteiner (cytokiner) i menneskekroppen. Under visse forhold kan de ødelegge ulike patogener: fremmede celler, virus, antigener, endotoksiner osv. Hvordan cytokiner virker:

aktivering av kroppens immunologiske respons på angrep av patogener;
kontroll over arbeidet med immunitet, drepeceller (elementer som direkte bekjemper sykdommen);
provosere cellefornyelse til en sunn;
normalisering av kroppens systemer.

positiv handling

Tillegg av arbeid med cytokiner i den komplekse behandlingen av onkologi bidrar til å oppnå absolutt positiv terapi hos 10-30% av pasientene, og delvis suksess når 90%. Det kan virke som en liten mengde, men for alvorlige kreftsvulster i de siste stadiene er dette en stor prestasjon. Dessuten kan og bør teknikken kombineres med tradisjonelle metoder (medisiner, kjemoterapi).

Cytokinbehandling virker kvalitativt og punktvis mot svulster, metastaser og har samtidig ingen giftig effekt på kroppen. Vi bør også merke oss den positive forbedringen i kvaliteten på kjemoterapi. Teknikken har allerede bevist sin effektivitet i kliniske studier (i Den russiske føderasjonen tillates mer enn 50 patologier av forskjellige typer å bli behandlet med denne teknikken). I tillegg til onkologiske sykdommer, bekjemper cytokinterapi andre patologier med suksess:

onkologi opp til stadium 4;
viral hepatitt B, C;
melanomer;
Kaposis sarkom på bakgrunn av HIV;
AIDS og HIV;
SARS, influensa, bakterielle tarm- og rotavirusinfeksjoner;
tuberkulose;
helvetesild;
schizofreni;
multippel sklerose.

Onkoimmunologi og cytokinterapi

Praktisk talt alle ondartede svulster med et alvorlig forløp oppstår mot bakgrunnen av undertrykt immunitet. Onkoimmunologer (spesialister i immunonkologi) utvikler nye metoder og medisiner for behandling av kreft basert på immunsystemets handlinger mot bakgrunn av kliniske studier. Metoden for cytokinterapi er basert på bruk av cytokiner, spesielle proteiner, og selve teknikken dukket opp på 80-tallet av det 20. århundre. Hovedproblemet var den høye toksisiteten til narkotika. Moderne legemidler basert på cytokiner har en toksisitet lavere med 100 ganger.

Funksjoner av cytokiner i kroppen

Det er et stort antall cytokiner i menneskekroppen, de utfører alle forskjellige funksjoner. Cytokinterapi bruker denne varianten til å behandle et bredt spekter av sykdommer og aktivere de indre prosessene i kroppen. Det er bevist at praktisk talt menneskelige systemer kan håndtere ethvert problem. Det viktigste er å starte de nødvendige prosessene. Funksjoner av cytokiner i kroppen:

kontroll over varigheten og kvaliteten på immunresponsen;
antiinflammatoriske cytokiner kontrollerer inflammatoriske prosesser;
stimulering av utviklingen av autoimmune reaksjoner (anti-inflammatoriske og pro-inflammatoriske cytokiner);
deltakelse i mekanikken til allergier;
tumorreduksjon eller ødeleggelse;
fremme eller hemme cellevekst;
bremse utviklingen av onkologi;
koordinering av immun-, endokrin- og nervesystemet;
forebygging av tilbakefall av tumor;
opprettholde homeostase (sunn konstans) i kroppen.

Antall studerte proteiner-cytokiner overstiger allerede 200 elementer. Typer cytokininteraksjoner er et komplekst kompleks med ulike funksjoner. I utgangspunktet er de delt inn etter type aktivitet. En forenklet klassifisering antyder en inndeling etter biologiske effekter: betennelsesregulatorer (anti-inflammatoriske og pro-inflammatoriske cytokiner), regulerende cellulær immunitet og humoral immunavdeling. En mer presis systematisering bryter ned proteiner i henhold til deres virkemåte. Typer cytokiner:

regulatorer av immunaktivitet (interleukiner og deres biologiske funksjoner sikrer riktig interaksjon av immunitet med andre kroppssystemer);
antivirale regulatorer - interferoner;
TNF (tumornekrosefaktorer) - regulatoriske eller toksiske effekter på celler;
kjemokiner - kontroller bevegelsen av leukocytter av alle typer, andre celler;
vekstfaktorer - kontroll av cellevekst;
kolonistimulerende faktorer - stimulerer utviklingen av hematopoietiske celler.

Cytokiner som medikamenter

Ingaron er et cytokin-terapeutisk middel for å forsterke effekten av kjemoterapi, samtidig som det beskytter kroppen mot toksiske effekter. I tillegg reduserer det mulig forekomst av metastaser og svulster. Legemidlet Ingaron provoserer utviklingen av immunitet, som etter kjemi ikke vil tillate utvikling av smittsomme sykdommer, vil redusere behovet for antibakterielle medisiner. Verktøyet har minimal toksisitet sammenlignet med vestlige kolleger.

Legemidlet Refnot er rettet mot å begrense utviklingen av neoplasmer på grunn av cytokinet TNF i sammensetningen. Midlet har også en kvalitativt redusert toksisitet, som tillater subkutan eller intravenøs administrering, stimulerer ødeleggelsen av ondartede svulster uten å skade assosiert vev. For å bestemme dynamikken i behandlingen, kreves 1-2 kurs. For å oppnå maksimal effekt brukes begge legemidlene i kombinasjon for å aktivere de nødvendige cytokinene i onkologi.

Bivirkninger

Behandling med cytokiner kan forårsake negative effekter avhengig av sykdommens morfologi, pasientens generelle tilstand og kombinasjonen av medikamenter. For det meste utgjør ikke bivirkninger en fare for pasienten, men indikerer svulstens reaksjon på stoffet. Når sekundære reaksjoner oppstår, avbrytes behandlingsforløpet eller behandlingsregimet justeres. Mulige negative manifestasjoner av kroppen:

en økning i kroppstemperatur med 2-3 grader 4-6 timer etter administrering av cytokiner;
smerte og rødhet på injeksjonsstedet;
forgiftning av kroppen med forfallsprodukter av svulsten (i tilfelle av en stor formasjon).

Hvem er ikke egnet for cytokinbehandling?

Cytokinbaserte preparater har praktisk talt ingen kontraindikasjoner og kan brukes til enhver pasient. Men som med andre legemidler er det en rekke pasienter som ikke anbefales å bruke denne behandlingsmetoden. Ikke bruk cytokinbehandling for gravide kvinner, under amming, i nærvær av autoimmune sykdommer, en sjelden personlig allergi i kroppen mot narkotika.

Kostnaden for cytokinbehandling

Effektiv bruk av cytokinpreparater oppnås i spesialiserte sentre (for eksempel er Center for Oncoimmunology and Cytokine Therapy i Moskva den beste klinikken i henhold til vurderinger av reddede pasienter). Kostnaden for denne typen behandling varierer sterkt avhengig av typen medikament som brukes og den spesifikke sykdommen. Omtrentlig priser for noen cytokinpreparater i Moskva.

Pro-inflammatoriske cytokiner syntetiseres, skilles ut og virker gjennom deres reseptorer på målceller på et tidlig stadium av betennelse, og deltar i lanseringen av en spesifikk immunrespons, så vel som i effektorfasen. Nedenfor gir vi en kort beskrivelse av de viktigste pro-inflammatoriske cytokinene.

IL-1 - en forbindelse som skilles ut under antigenstimulering av monocytter, makrofager, Langerhans-celler, dendrittiske celler, keratinocytter, cerebrale astrocytter og mikroglia, endotel-, epitel-, mesothelceller, fibroblaster, NK-lymfocytter, nøytrofiler, B-lymfocytter, glattmuskelceller og Leydig-celleceller, Sertoli-celler og andre Omtrent 10 % av basofiler og mastceller produserer også IL-1. Disse fakta indikerer at IL-1 kan skilles ut direkte i blodet, vevsvæsken og lymfen. Alle celler der dette cytokinet dannes er ikke i stand til spontan syntese av IL-1 og reagerer med produksjon og sekresjon som respons på virkningen av infeksiøse og inflammatoriske midler, mikrobielle toksiner, forskjellige cytokiner, aktive komplementfragmenter, noe aktiv blodkoagulasjon faktorer og andre. I følge det figurative uttrykket til A. Bellau er IL-1 en familie av molekyler for alle anledninger. IL-1 er delt inn i 2 fraksjoner - a og b, som er produkter av forskjellige gener, men har lignende biologiske egenskaper. Begge disse formene er dannet fra de tilsvarende forløpermolekylene med samme molekylvekt - 31 kDa. Som et resultat av biokjemiske transformasjoner dannes det til slutt enkeltkjedede biologisk aktive polypeptider med en molekylvekt på 17,5 kDa. Nesten all IL-1a forblir inne i cellen eller binder seg til membranen. I motsetning til IL-1a, utskilles IL-1b aktivt av celler og er den viktigste sekretoriske formen for IL-1 hos mennesker. Samtidig har begge interleukinene det samme spekteret av biologisk aktivitet og konkurrerer om binding til samme reseptor. Det bør imidlertid tas i betraktning at IL-1a hovedsakelig er en mediator av lokale beskyttelsesreaksjoner, mens IL-1b virker både lokalt og på systemisk nivå. Eksperimenter med rekombinant IL-1 viste at dette cytokinet har minst 50 forskjellige funksjoner, og celler fra nesten alle organer og vev tjener som mål. Påvirkningen av IL-1 er hovedsakelig rettet mot Th1, selv om den er i stand til å stimulere Th2 og B-lymfocytter. I benmargen, under dens påvirkning, øker antallet hematopoietiske celler som er i mitosestadiet. IL-1 kan virke på nøytrofiler, øke deres motoriske aktivitet og derved fremme fagocytose. Dette cytokinet er involvert i reguleringen av funksjonene til endotelet og blodkoagulasjonssystemet, induserer prokoagulant aktivitet, syntesen av pro-inflammatoriske cytokiner og uttrykket av adhesive molekyler på overflaten av endotelet, som sikrer rulling og festing av nøytrofiler og lymfocytter, noe som resulterer i utvikling av leukopeni og nøytropeni i vaskulærsengen. Virker på leverceller og stimulerer dannelsen av akuttfaseproteiner. Det er fastslått at IL-1 er hovedmediatoren for utvikling av lokal betennelse og akuttfaserespons på kroppsnivå. I tillegg akselererer det veksten av blodårer etter at de har blitt skadet. Under påvirkning av IL-1 synker konsentrasjonen av jern og sink i blodet og natriumutskillelsen øker. Endelig, som nylig etablert, er IL-1 i stand til å øke mengden sirkulerende nitrogenoksid. Sistnevnte er kjent for å spille en ekstremt viktig rolle i reguleringen av blodtrykket, fremmer blodplatesaggregering og forbedrer fibrinolyse. Det skal bemerkes at under påvirkning av IL-1 øker dannelsen av rosetter av nøytrofiler og lymfocytter med blodplater, noe som spiller en viktig rolle i implementeringen av uspesifikk motstand, immunitet og hemostase (Yu.A. Vitkovsky). Alt dette tyder på at IL-1 stimulerer utviklingen av et helt kompleks av beskyttende reaksjoner i kroppen med sikte på å begrense spredningen av infeksjon, eliminere invaderende mikroorganismer og gjenopprette integriteten til skadet vev. IL-1 har en effekt på kondrocytter, osteoklaster, fibroblaster og b-celler i bukspyttkjertelen. Under dens påvirkning øker utskillelsen av insulin, ACTH og kortisol. Tilsetning av IL-1b eller TNFa til primær hypofysecellekultur reduserer skjoldbruskstimulerende hormonsekresjon.

IL-1 produseres i sentralnervesystemet, hvor det kan fungere som en mediator. Under påvirkning av IL-1 oppstår søvn, ledsaget av tilstedeværelsen av en a-rytme (slow-wave sleep). Det fremmer også syntesen og sekresjonen av nervevekstfaktor av astrocytter. Det er vist at innholdet av IL-1 øker ved muskelarbeid. Under påvirkning av IL-1 økes produksjonen av selve IL-1, samt IL-2, IL-4, IL-6, IL-8 og TNFa. Sistnevnte induserer også syntesen av IL-1, IL-6 og IL-8.

Mange pro-inflammatoriske effekter av IL-1 utføres i kombinasjon med TNFa og IL-6: feberinduksjon, anoreksi, påvirkning på hematopoiesis, deltakelse i ikke-spesifikt anti-infeksjonsforsvar, sekresjon av akuttfaseproteiner og andre (A.S. Simbirtsev) .

IL-6- en monomer med en molekylvekt på 19-34 kDa. Det produseres av stimulerte monocytter, makrofager, endoteliocytter, Th2, fibroblaster, hepatocytter, Sertoli-celler, celler i nervesystemet, thyrocytter, celler fra de Langerhanske øyene, etc. Sammen med IL-4 og IL-10 sikrer det vekst og differensiering av B-lymfocytter, fremmer overgangen sistnevnte til antistoffprodusenter. I tillegg stimulerer den, som IL-1, hepatocytter, noe som fører til dannelsen av akuttfaseproteiner. IL-6 virker på hematopoietiske stamceller og stimulerer spesielt megakaryocytopoiesis. Denne forbindelsen har antiviral aktivitet. Det er cytokiner som er medlemmer av IL-6-familien - dette er onkostatin M (OnM), en faktor som hemmer leukemi, ciliær nevrotropisk faktor, kardiotropin-1. Deres innflytelse påvirker ikke immunsystemet. IL-6-familien har effekt på embryonale stamceller, forårsaker myokardhypertrofi, syntese av BOV, opprettholdelse av proliferasjon av myelomceller og hematopoietiske forløpere, differensiering av makrofager, osteoklaster, nerveceller, økt trombocytopoiese, etc.

Det bør bemerkes at mus med målrettet inaktivering (knockout) av genet som koder for en felles komponent av reseptorer for IL-6-familien av cytokiner utvikler en rekke abnormiteter i forskjellige kroppssystemer som er uforenlige med livet. Sammen med forstyrrelsen av kardiogenese i embryoene til slike mus, er det en kraftig reduksjon i antall stamceller i forskjellige hematopoietiske rader, samt en kraftig reduksjon i størrelsen på thymus. Disse fakta indikerer den ekstreme betydningen av IL-6 i reguleringen av fysiologiske funksjoner (A.A. Yarilin).

Det er svært komplekse gjensidige regulatoriske forhold mellom pro-inflammatoriske cytokiner som fungerer som synergister. Dermed hemmer IL-6 produksjonen av IL-1 og TNFa, selv om begge disse cytokinene er indusere av IL-6-syntese. I tillegg fører IL-6, som virker på hypothalamus-hypofysesystemet, til en økning i produksjonen av kortisol, som hemmer ekspresjonen av IL-6-genet, så vel som genene til andre pro-inflammatoriske cytokiner.

IL-6-familien inkluderer også onkostatin M (På M), med et ekstremt bredt spekter av handling. Dens molekylvekt er 28 kDa. Det er fastslått at OnM er i stand til å hemme veksten av en rekke svulster. Under dens påvirkning stimuleres dannelsen av IL-6, plasminogenaktivator, vasoaktive peptider i tarmen, samt BOV. Det følger av ovenstående at OnM må spille en viktig rolle i reguleringen av immunresponsen, blodkoagulasjonen og fibrinolyse.

IL-8 tilhører den såkalte familien av kjemokiner som stimulerer kjemotaksi og kjemokinese og inkluderer opptil 60 enkeltstoffer med egne strukturelle egenskaper og biologiske egenskaper. Moden IL-8 finnes i flere former, med forskjellig lengde på polypeptidkjeden. Dannelsen av en eller annen form avhenger av spesifikke proteaser som virker på N-terminalen til det ikke-glykoserte forløpermolekylet. Avhengig av hvilke celler som syntetiserer IL-8, inneholder den et annet antall aminosyrer. Den høyeste biologiske aktiviteten har en form for IL-8, bestående av 72 aminosyrer (A.S. Simbirtsev).

IL-8 frigjøres av polymorfonukleære leukocytter, monocytter, makrofager, megakaryocytter, nøytrofiler, T-lymfocytter (Tx), fibroblaster, kondrocytter, keratinocytter, endotel- og epitelceller, hepatocytter og mikroglia.

Produksjonen av IL-8 utføres som respons på virkningen av biologisk aktive forbindelser, inkludert pro-inflammatoriske cytokiner, samt IL-2, IL-3, IL-5, GM-CSF, forskjellige mitogener, lipopolysakkarider, lektiner , virale henfallsprodukter, mens antiinflammatoriske cytokiner (IL-4, IL-10) reduserer produksjonen av IL-8. Dens aktivering og frigjøring skjer også under påvirkning av trombin, plasminogenaktivator, streptokinase og trypsin, noe som indikerer et nært forhold mellom funksjonen til dette cytokinet og hemostasesystemet.

Syntese av IL-8 utføres på virkningen av en rekke endogene eller eksogene stimuli som oppstår i fokus for betennelse under utviklingen av en lokal beskyttende reaksjon på introduksjonen av et patogent middel. I denne forbindelse har produksjonen av IL-8 mye til felles med andre pro-inflammatoriske cytokiner. Samtidig undertrykkes syntesen av IL-8 av steroidhormoner, IL-4, IL-10, Ifa og Ifg.

IL-8 stimulerer kjemotakse og kjemokinese av nøytrofiler, basofiler, T-lymfocytter (i mindre grad) og keratinocytter, noe som forårsaker degranulering av disse cellene. Ved intravaskulær administrering av IL-8 observeres rask og alvorlig granulocytopeni, etterfulgt av en økning i nivået av nøytrofiler i det perifere blodet. I dette tilfellet migrerer nøytrofiler til leveren, milten, lungene, men ikke til skadet vev. Dessuten har eksperimentet vist at intravenøs administrering av IL-8 blokkerer migrasjonen av nøytrofiler til de intradermale betennelsesområdene.

Hos ustimulerte nøytrofiler forårsaker IL-8 frigjøring av vitamin B 12-bundet protein fra spesifikke granuler og gelatinase fra sekretoriske vesikler. Degranulering av azurofile granuler i nøytrofiler skjer først etter deres stimulering med cytochalasin-B. Samtidig frigjøres elastase, myeloperoksidase, b-glukuronidase og annen elastase og uttrykket av adhesive molekyler på leukocyttmembranen oppstår, noe som sikrer interaksjonen av nøytrofilen med endotelet. Det skal bemerkes at IL-8 ikke er i stand til å utløse respirasjonsutbruddet, men det kan forsterke effekten av andre kjemokiner på denne prosessen.

IL-8 er i stand til å stimulere angiogenese på grunn av aktivering av proliferative prosesser i endoteliocytter og glatte muskelceller, som spiller en viktig rolle i vevsreparasjon. I tillegg kan det hemme syntesen av IgE, som skjer under påvirkning av IL-4.

Tilsynelatende spiller IL-8 en viktig rolle i lokal slimhinneimmunitet. Hos friske mennesker finnes det i hemmelighetene til spytt, lacrimal, svettekjertler, i råmelk. Det er funnet at glatte muskelceller i luftrøret hos mennesker er i stand til å produsere små mengder IL-8. Under påvirkning av bradykinin øker produksjonen av IL-8 50 ganger. Proteinsynteseblokkere hemmer syntesen av IL-8. Det er all grunn til å tro at IL-8 lokalt sikrer forløpet av beskyttende reaksjoner ved eksponering for patogen flora i øvre luftveier.

IL-12 oppdaget for mer enn ti år siden, men egenskapene har blitt studert bare de siste årene. Det produseres av makrofager, monocytter, nøytrofiler, dendrittiske celler og aktiverte B-lymfocytter. I mye mindre grad kan keratinocytter, Langerhans-celler og hvilende B-lymfocytter skille ut IL-12. I tillegg produseres det av mikrogliaceller og astrocytter, noe som krever deres samarbeid. IL-12 er en heterodimer som består av to kovalent koblede polypeptidkjeder: tung (45 kDa) og lett (35 kDa). Biologisk aktivitet er bare iboende i dimeren, hver av de individuelle kjedene har ikke slike egenskaper.

Likevel er NK, T-lymfocytter (CD4+ og CD8+) og, i mindre grad, B-lymfocytter fortsatt hovedmålene for IL-12. Det kan betraktes at det fungerer som en kobling mellom makrofager og monocytter, og bidrar til en økning i aktiviteten til Tx1 og cytotoksiske celler. Dermed gir dette cytokinet et betydelig bidrag til å gi antiviral og antitumorbeskyttelse. IL-12-syntese-induktorer er mikrobielle komponenter og pro-inflammatoriske cytokiner.

IL-12 tilhører heparinbindende cytokiner, noe som tyder på involvering i hemostaseprosessen.

I de siste årene har IL-12 vist seg å være et nøkkelcytokin for å forsterke cellemediert immunrespons og effektivt anti-infeksjonsforsvar mot virus, bakterier, sopp og protozoer. De beskyttende effektene av IL-12 ved infeksjoner formidles av Ifg-avhengige mekanismer, økt nitrogenoksidproduksjon og T-celleinfiltrasjon. Hovedeffekten er imidlertid å syntetisere Ifg. Sistnevnte, som akkumuleres i kroppen, fremmer syntesen av IL-12 av makrofager. Den viktigste funksjonen til IL-12 er retningen til Tx0-differensiering mot Tx1. I denne prosessen er IL-12 en synergist av Ifg. I mellomtiden, etter differensiering, trenger ikke Th1 lenger IL-12 som et samstimulerende molekyl. Naturen til immunresponsen avhenger i stor grad av IL-12: om den vil utvikle seg i henhold til cellulær eller humoral immunitet.

En av de viktigste funksjonene til IL-12 er en kraftig økning i differensieringen av B-lymfocytter til antistoffproduserende celler. Dette cytokinet brukes til å behandle pasienter med allergier og bronkial astma.

IL-12 har en hemmende effekt på produksjonen av IL-4 av minne T-lymfocytter, mediert gjennom APC. I sin tur undertrykker IL-4 produksjonen og sekresjonen av IL-12.

Synergister av IL-12 er IL-2 og IL-7, selv om begge disse cytokinene ofte virker på forskjellige målceller. Den fysiologiske antagonisten og hemmeren av IL-12 er IL-10, et typisk antiinflammatorisk cytokin som hemmer Th1-funksjonen.

IL-16- utskilles av T-lymfocytter, hovedsakelig stimulert av CD4+, CD8+, eosinofiler og bronkiale epitelceller. Økt sekresjon av IL-16 ble funnet når T-celler ble behandlet med histamin. Av kjemisk natur er det en homotetramer med en molekylvekt på 56000-80000 D. Det er et immunmodulerende og pro-inflammatorisk cytokin, fordi det er en kjemotaktisk faktor for monocytter og eosinofiler, samt T-lymfocytter (CD4+), som forsterker deres vedheft.

Det skal bemerkes at forbehandling av CD4+ med rekombinant IL-16 undertrykker HIV-1-promoteraktiviteten med omtrent 60 %. Basert på fakta ovenfor, ble det fremsatt en hypotese, ifølge hvilken effekten av IL-16 på HIV-1-replikasjon observeres på nivået av viral ekspresjon.

IL-17 produsert av makrofager. For tiden er rekombinant IL-17 oppnådd og dets egenskaper er studert. Det viste seg at under påvirkning av IL-17 syntetiserer og utskiller humane makrofager intensivt pro-inflammatoriske cytokiner - IL-1b og TNFa, som er direkte avhengig av dosen av det studerte cytokinet. Maksimal effekt observeres ca. 9 timer etter start av inkubering av makrofager med rekombinant IL-17. I tillegg stimulerer IL-17 syntesen og frigjøringen av IL-6, IL-10, IL-12, PgE2, RIL-1-antagonist og stromalysin. Antiinflammatoriske cytokiner, IL-4 og IL-10, opphever fullstendig frigjøringen av IL-1b indusert av IL-17, mens GTFb 2 og IL-13 bare delvis blokkerer denne effekten. IL-10 undertrykker den induserte frigjøringen av TNFa, mens IL-4, IL-13 og GTFb 2 undertrykker sekresjonen av dette cytokinet i mindre grad. De presenterte fakta antyder sterkt at IL-17 bør spille en viktig rolle i å utløse og opprettholde den inflammatoriske prosessen.

IL-18 når det gjelder biologiske effekter, er det en funksjonell dobler og synergist av IL-12. Hovedprodusentene av IL-18 er makrofager og monocytter. I sin struktur er den ekstremt lik IL-1. IL-18 syntetiseres som et inaktivt forløpermolekyl, som krever deltakelse av det IL-1b-konverterende enzymet for å konvertere det til en aktiv form.

Under påvirkning av IL-18 øker kroppens antimikrobielle motstand. Ved en bakteriell infeksjon regulerer IL-18, sammen med IL-12 eller med Ifa/b, produksjonen av Ifg av Tx- og NK-celler og øker Fas-ligandekspresjonen på NK- og T-lymfocytter. Nylig har det blitt funnet at IL-18 er en CTL-aktivator. Under dens påvirkning forbedres aktiviteten til CD8+-celler i forhold til cellene til ondartede svulster.

I likhet med IL-12, fremmer IL-18 preferansedifferensiering av Th0 til Th1. I tillegg fører IL-18 til dannelsen av GM-CSF og øker dermed leukopoiesen og hemmer dannelsen av osteoklaster.

IL-23 består av 2 underenheter (p19 og p40), som er en del av IL-12. Hver for seg har ikke hver av de listede underenhetene biologisk aktivitet, men sammen, som IL-12, øker de den proliferative aktiviteten til T-lymfoblaster og utskillelsen av Ifg. IL-23 har svakere aktivitet enn IL-12.

TNF er et polypeptid med en molekylvekt på ca. 17 kD (består av 157 aminosyrer) og er delt inn i 2 fraksjoner - a og b. Begge fraksjonene har omtrent de samme biologiske egenskapene og virker på de samme cellereseptorene. TNFa skilles ut av monocytter og makrofager, Tx1, endotelceller og glatte muskelceller, keratinocytter, NK-lymfocytter, nøytrofiler, astrocytter, osteoblaster osv. I mindre grad produseres TNFa av noen tumorceller. Den viktigste induseren av TNFa-syntese er bakteriell lipopolysakkarid, så vel som andre komponenter av bakteriell opprinnelse. I tillegg stimuleres syntesen og sekresjonen av TNFa av cytokiner: IL-1, IL-2, Ifa og b, GM-CSF, etc. 10, G-CSF, TGFb, etc.

Den viktigste manifestasjonen av den biologiske aktiviteten til TNFa er effekten på noen tumorceller. Samtidig fører TNFa til utvikling av hemorragisk nekrose og trombose av afferente blodårer. Samtidig, under påvirkning av TNFa, øker den naturlige cytotoksisiteten til monocytter, makrofager og NK-celler. Regresjonen av tumorceller er spesielt intens under den kombinerte virkningen av TNFa og Ifg.

Under påvirkning av TNFa hemmes syntesen av lipoproteinkinase, et av hovedenzymene som regulerer lipogenesen.

TNFa, som er en mediator av cytotoksisitet, er i stand til å hemme celleproliferasjon, differensiering og funksjonell aktivitet til mange celler.

TNFa er direkte involvert i immunresponsen. Det spiller en ekstremt viktig rolle i de første øyeblikkene av den inflammatoriske reaksjonen, fordi den aktiverer endotelet og fremmer uttrykket av klebende molekyler, noe som fører til vedheft av granulocytter til den indre overflaten av karet. Under påvirkning av TNFa oppstår transendotelial migrasjon av leukocytter til fokus for betennelse. Dette cytokinet aktiverer granulocytter, monocytter og lymfocytter og induserer produksjonen av andre pro-inflammatoriske cytokiner - IL-1, IL-6, Ifg, GM-CSF, som er TNFa-synergister.

Dannet lokalt, TNFa i fokus for betennelse eller infeksjon øker den fagocytiske aktiviteten til monocytter og nøytrofiler kraftig og, ved å forsterke peroksidasjonsprosessene, bidrar det til utviklingen av fullstendig fagocytose. TNFa virker sammen med IL-2 og øker produksjonen av Ifg av T-lymfocytter betydelig.

TNFa er også involvert i prosessene med ødeleggelse og reparasjon, da det forårsaker vekst av fibroblaster og stimulerer angiogenese.

De siste årene har det blitt fastslått at TNF er en viktig regulator av hematopoiesis. Direkte eller sammen med andre cytokiner påvirker TNF alle typer hematopoietiske celler.

Under dens påvirkning forbedres funksjonen til hypothalamus-hypofyse-binyrene, så vel som noen endokrine kjertler - skjoldbruskkjertelen, testiklene, eggstokkene, bukspyttkjertelen og andre (A.F. Vozianov).

Interferoner dannes av nesten alle celler i menneskekroppen, men hovedsakelig utføres produksjonen av blod- og benmargsceller. Syntesen av interferoner skjer under påvirkning av antigen stimulering, selv om en svært liten konsentrasjon av disse forbindelsene normalt kan finnes i benmargen, bronkiene, forskjellige organer i mage-tarmkanalen, hud og andre. Nivået av interferonsyntese er alltid høyere i celler som ikke deler seg enn i raskt delende celler.

Cytokiner- dette er en omfattende familie av biologisk aktive peptider som har en hormonlignende effekt og sikrer samspillet mellom celler i immun-, hematopoietiske, endokrine og nervesystem.

Avhengig av produsentcellene skilles interleukiner, monokiner og lymfokiner. Samlingen av cytokiner i immunsystemet danner en "cytokinkaskade". Antigen stimulering fører til utskillelse av "førstegenerasjons" cytokiner - tumornekrosefaktor α, interleukiner -1 β og - δ, som induserer biosyntesen av det sentrale regulatoriske cytokinet IL-2, samt IL-3, IL-4, IL-5, y-interferon (andre generasjons cytokiner). I sin tur påvirker andre generasjons cytokiner biosyntesen av tidlige cytokiner. Dette handlingsprinsippet gjør at et stadig økende antall celler kan være involvert i reaksjonen.

Hovedprodusentene av cytokiner er T-hjelpere og makrofager.

I prosessen med vekst og differensiering av blodceller, så vel som utviklingen av en immunrespons, skjer modulering (induksjon, styrking, svekkelse) av reseptorekspresjon, som et resultat av at en bestemt celles evne til å reagere på en viss cytokinforandringer. Cytokiner fungerer ofte som modulatorer av reseptorekspresjon, og i noen tilfeller er et cytokin i stand til å endre uttrykket av sin egen reseptor.

Hovedegenskapene til cytokiner:

syntetisert under immunresponsen;
regulere immunresponsprosessen;
er aktive i svært lave konsentrasjoner;
er faktorer for vekst og differensiering av celler;
i stand til å utføre flere funksjoner i et bredt spekter av vev og celler (pleiotrop effekt);
i stand til å ha lignende biologiske effekter (dupliseringsfenomen);
kan produseres av et bredt utvalg av celler.

Pro-inflammatoriske cytokiner inkluderer IL-1β, IL-2, IL-6, IL-8, y-IFN, TNF-α og anti-inflammatoriske cytokiner - IL-4, IL-10, IL-13.

I dag skilles følgende klasser av cytokiner ut:

interleukiner (utfører en rekke funksjoner);
interferoner (begrenser spredningen av intracellulære infeksjoner og har en immunregulerende effekt);
kolonistimulerende faktorer (regulerer differensiering og deling av leukocyttforløpere);
kjemokiner (øve på cellemigrasjon til fokus for betennelse);
tumornekrosefaktorer (har en pro-inflammatorisk effekt og medierer induksjon av apoptose av kompromitterte celler);
vekstfaktorer (regulerer spredningen av ulike celler, noe som fremmer sårheling og påfyll av defekter forårsaket av betennelse).

Granulocytt-makrofag kolonistimulerende faktor α

Granulocytt-makrofag kolonistimulerende faktor α (GM-CSF-α) sammen med IL-3 tilhører tidlige pluripotente hematopoietiske faktorer. Støtter klonal vekst av benmargsforløpere til makrofaggranulocytter. Modne granulocytter, monocytter og eosinofiler tjener også som målceller for GM-CSF. Det stimulerer den antimikrobielle og antitumoraktiviteten til nøytrofiler, eosinofiler og makrofager, induserer biosyntesen av visse cytokiner av dem (TNF-α, IL-1, M-CSF). GM-CSF hemmer migrasjonen av nøytrofiler, og bidrar til deres akkumulering i betennelsesområdet. Produsenter av GM-CSF er stimulerte T-lymfocytter, monocytter, fibroblaster, endotelceller.

Granulocyttkolonistimulerende faktor

Granulocyttkolonistimulerende faktor (G-CSF) er en nyere hematopoietisk faktor enn GM-CSF. Stimulerer veksten av kolonier nesten utelukkende av granulocytter og aktiverer modne nøytrofiler. Det skilles ut av makrofager, fibroblaster, endotelceller og benmargsstroma. Den kliniske anvendelsen av G-CSF er rettet mot å gjenopprette antall nøytrofiler i blodet ved leukopeni.

makrofagkolonistimulerende faktor

Makrofagkolonistimulerende faktor (M-CSF) stimulerer graving av makrofagkolonier fra benmargsforløpere. Forårsaker spredning og aktiverer modne makrofager, induserer deres biosyntese av IL-1β, G-CSF, interferoner, prostaglandiner, øker deres cytotoksisitet mot infiserte celler og tumorceller. Cytokinprodusenter er fibroblaster, endotelceller og lymfocytter.

Erytropoietin

Erytropoietin er hovedcytokinet som regulerer dannelsen av erytrocytter fra umodne benmargsforløpere. Hovedorganet som erytropoietin dannes i under nyfødtutvikling er leveren. I den postnatale perioden produseres den primært om natten.

Kjemokiner er spesialiserte cytokiner som forårsaker rettet bevegelse av leukocytter. Mer enn 30 forskjellige kjemokiner er blitt beskrevet hos mennesker.

Kjemokiner produseres av leukocytter, blodplater, endotelceller, epitelceller, fibroblaster og noen andre celler. Produksjonen av kjemokiner reguleres av pro- og anti-inflammatoriske cytokiner. Kjemokiner er klassifisert i henhold til plasseringen av de to første cysteinrestene i molekylet. I dette tilfellet skilles følgende typer molekyler ut:

a-kjemokiner - nøytrofile kjemoattraktanter (IL-8, IL-10, etc.);
β-kjemokiner - deltar i utviklingen av langvarig betennelse (RANTES, MIP-1, -2, -3, -4);
γ-kjemokiner - kjemoattraktanter av CD4+ og CD8+ T-lymfocytter, så vel som naturlige mordere (lymfotaktin);
fractalkin, et T-lymfocytt-spesifikt kjemokin;
kjemokiner av lipid natur (spesielt blodplateaktiverende faktor).

Tumornekrosefaktor α (TNF-α) er en av de sentrale regulatorene for medfødt immunitet (sammen med IL-1β, α/β-IFN). Viser mange biologiske aktiviteter, hvorav en betydelig del ligner IL-1β. Langvarig opphold av TNF-α i blodet fører til utarming av muskel- og fettvev (kakeksi) og undertrykkelse av hematopoiesis. Mange av de biologiske effektene av TNF-α potenseres av IFN-y. De viktigste cytokinproduserende cellene er makrofager som skiller ut det når de stimuleres av bakterielle produkter, samt naturlige mordere (NK).

lymfotoksin

Lymfotoksin (LT, TNF-β) er et av de først beskrevne cytokinene. De biologiske aktivitetsspektrene til LT og TNF-a er identiske. Cytokiner kan spille en rolle i antitumor, antiviral immunitet og immunregulering. Celle-produsenter av LT er aktiverte T-lymfocytter. materiale fra nettstedet

Transformerende vekstfaktor β (TGF-β) er et polyfunksjonelt cytokin som skilles ut av T-lymfocytter på de sene stadiene av aktivering og har en undertrykkende effekt på spredningen av T- og B-celler. Kan også produseres av makrofager, blodplater, celler

Aktiveringen av cellene i betennelsessonen manifesteres i det faktum at cellene begynner å syntetisere og skille ut mange cytokiner som påvirker nærliggende celler og celler i fjerne organer. Blant alle disse cytokinene er det de som fremmer (pro-inflammatorisk) og de som hindrer utviklingen av den inflammatoriske prosessen (anti-inflammatorisk). Cytokiner forårsaker effekter som ligner på manifestasjoner av akutte og kroniske infeksjonssykdommer.

Pro-inflammatoriske cytokiner

90 % av lymfocytter (en slags leukocytter), 60 % av vevsmakrofager (celler som er i stand til å fange og fordøye bakterier) er i stand til å skille ut pro-inflammatoriske cytokiner. Infeksiøse midler og cytokiner i seg selv (eller andre inflammatoriske faktorer) er stimulatorer av cytokinproduksjon.

Lokal frigjøring av pro-inflammatoriske cytokiner forårsaker dannelsen av et inflammatorisk fokus. Ved hjelp av spesifikke reseptorer binder pro-inflammatoriske cytokiner seg og involverer andre typer celler i prosessen: hud, bindevev, den indre veggen i blodårene, epitelceller. Alle disse cellene begynner også å produsere pro-inflammatoriske cytokiner.

De viktigste pro-inflammatoriske cytokinene er IL-1 (interleukin-1) og TNF-alfa (tumornekrosefaktor-alfa). De forårsaker dannelse av foci av vedheft (klebing) på det indre skallet av karveggen: først fester leukocytter seg til endotelet, og trenger deretter inn i vaskulærveggen.

Disse pro-inflammatoriske cytokinene stimulerer syntesen og frigjøringen av andre pro-inflammatoriske cytokiner (IL-8 og andre) av leukocytter og endotelceller og aktiverer derved celler for å produsere inflammatoriske mediatorer (leukotriener, histamin, prostaglandiner, nitrogenoksid og andre).

Når en infeksjon kommer inn i kroppen, begynner produksjonen og frigjøringen av IL-1, IL-8, IL-6, TNF-alfa på stedet for introduksjonen av mikroorganismen (i cellene i slimhinnen, huden, regional lymfe noder) - det vil si at cytokiner aktiverer lokale forsvarsreaksjoner.

Både TNF-alfa og IL-1 har, i tillegg til lokal virkning, også en systemisk effekt: de aktiverer immunsystemet, endokrine, nerve- og hematopoetiske systemer. Pro-inflammatoriske cytokiner kan forårsake rundt 50 forskjellige biologiske effekter. Nesten alle vev og organer kan være deres mål.

For eksempel er anemi ved akutte og kroniske infeksjonssykdommer et resultat av eksponering for kroppen av pro-inflammatoriske cytokiner (interleukin-1, interferon-beta, interferon-gamma, TNF, neopterin). De hemmer veksten av erytroidekimen, frigjøringen av jern fra makrofagceller og hemmer produksjonen av erytropoietin i nyrene. Cytokiner virker veldig effektivt og raskt.

Anti-inflammatoriske cytokiner

Kontroll over virkningen av pro-inflammatoriske cytokiner utføres av anti-inflammatoriske cytokiner, som inkluderer IL-4, IL-13, IL-10, TGF-beta. De kan ikke bare undertrykke syntesen av pro-inflammatoriske cytokiner, men fremmer også syntesen av interleukinreseptorantagonister (RAIL eller RAIL).

Forholdet mellom anti-inflammatoriske og pro-inflammatoriske cytokiner er et viktig punkt i reguleringen av starten og utviklingen av den inflammatoriske prosessen. Både sykdomsforløpet og utfallet avhenger av denne balansen. Det er cytokiner som stimulerer produksjonen av blodkoagulasjonsfaktorer i vaskulære endotelceller, produksjonen av kondrolytiske enzymer, og bidrar til dannelsen av arrvev.

Cytokiner og immunresponsen

Alle celler i immunsystemet har visse distinkte funksjoner. Deres koordinerte interaksjon utføres av cytokiner - regulatorer av immunresponser. Det er de som sørger for utveksling av informasjon mellom cellene i immunsystemet og koordineringen av deres handlinger.

Settet og mengden av cytokiner er en matrise av signaler (som ofte endres) som virker på cellereseptorer. Den komplekse naturen til disse signalene forklares av det faktum at hvert cytokin kan hemme eller aktivere flere prosesser (inkludert syntesen av egne eller andre cytokiner), dannelsen av reseptorer på celleoverflaten.

Cytokiner gir interrelasjon i immunsystemet mellom spesifikk immunitet og ikke-spesifikk beskyttende reaksjon av kroppen, mellom humoral og cellulær immunitet. Det er cytokiner som kommuniserer mellom fagocytter (som gir cellulær immunitet) og lymfocytter (celler med humoral immunitet), så vel som mellom lymfocytter med forskjellige funksjoner.

Gjennom cytokiner sender T-hjelpere (lymfocytter som "gjenkjenner" fremmede proteiner fra mikroorganismer) en kommando til T-drepere (celler som ødelegger fremmed protein). På samme måte, ved hjelp av cytokiner, kontrollerer T-suppressorer (en type lymfocytter) funksjonen til T-mordere og overfører informasjon til dem for å stoppe celleødeleggelse.

Hvis en slik forbindelse brytes, vil celledøden (allerede deres egen for kroppen, og ikke fremmede) fortsette. Dette er hvordan autoimmune sykdommer utvikler seg: syntesen av IL-12 er ikke kontrollert, den cellemedierte immunresponsen vil være for aktiv.

Forløpet og utfallet av en infeksjonssykdom avhenger av evnen til patogenet (eller dets komponenter) til å indusere syntesen av cytokinet IL-12. For eksempel kan Candida albicans-sopparten indusere syntesen av IL-12, som bidrar til utviklingen av effektivt cellulært forsvar mot dette patogenet. Leishmania hemmer syntesen av IL-12 - en kronisk infeksjon utvikler seg. HIV undertrykker syntesen av IL-12, og dette fører til defekter i cellulær immunitet ved AIDS.

Cytokiner regulerer også den spesifikke immunresponsen til kroppen til introduksjonen av patogenet. Hvis lokale forsvarsreaksjoner er ineffektive, virker cytokiner på systemnivå, det vil si at de påvirker alle systemer og organer som er involvert i å opprettholde homeostase.

Når de virker på sentralnervesystemet, endres hele komplekset av atferdsreaksjoner, syntesen av de fleste hormoner, proteinsyntesen og plasmasammensetningen endres. Men alle endringene som skjer er ikke tilfeldige: de er enten nødvendige for å øke beskyttende reaksjoner, eller de hjelper til med å bytte kroppens energi for å bekjempe patogene effekter.

Det er cytokiner som, ved å kommunisere mellom det endokrine, nerve-, hematopoietiske og immunsystem, involverer alle disse systemene i dannelsen av en kompleks beskyttende reaksjon av kroppen på introduksjonen av et patogent middel.

Makrofager oppsluker bakterier og frigjør cytokiner (3D-modell) - video

Analyse for polymorfisme av cytokingener

Cytokingen polymorfismeanalyse er en genetisk studie på molekylært nivå. Slike studier gir et bredt spekter av informasjon som gjør det mulig å identifisere tilstedeværelsen av polymorfe gener (pro-inflammatoriske varianter) hos den undersøkte personen, forutsi disposisjon for ulike sykdommer, utvikle et program for forebygging av slike sykdommer for denne spesielle personen, etc.

I motsetning til enkelt (sporadiske) mutasjoner, finnes polymorfe gener i omtrent 10 % av befolkningen. Bærere av slike polymorfe gener har en økt aktivitet av immunsystemet under kirurgiske inngrep, infeksjonssykdommer og mekaniske effekter på vev. I immunogrammet til slike individer påvises ofte en høy konsentrasjon av cytotoksiske celler (dreperceller). Slike pasienter utvikler ofte septiske, purulente komplikasjoner av sykdommer.

Men i noen situasjoner kan en slik økt aktivitet av immunsystemet forstyrre: for eksempel med in vitro-fertilisering og embryoreplanting. Og kombinasjonen av pro-inflammatoriske gener av interleukin-1 eller IL-1 (IL-1), interleukin-1 reseptorantagonist (RAIL-1), tumor nekrotiserende faktor-alfa (TNF-alfa) er en disponerende faktor for spontanabort under svangerskap. Hvis undersøkelsen avslører tilstedeværelsen av pro-inflammatoriske cytokingener, er det nødvendig med spesiell forberedelse for graviditet eller IVF (in vitro fertilisering).

Cytokinprofilanalyse inkluderer påvisning av 4 polymorfe genvarianter:

interleukin 1-beta (IL-beta);
en interleukin-1-reseptorantagonist (ILRA-1);
interleukin-4 (IL-4);
tumor nekrotiserende faktor-alfa (TNF-alfa).

For levering av analysen krever ikke spesiell forberedelse. Materialet for studien er en utskraping fra munnslimhinnen.

Moderne studier har vist at med vanlig spontanabort i kroppen til kvinner, er genetiske faktorer av trombofili (en tendens til trombose) ofte funnet. Disse genene kan ikke bare føre til spontanabort, men også til placentainsuffisiens, fosterveksthemming og sen toksikose.

I noen tilfeller er trombofili-genets polymorfisme hos fosteret mer uttalt enn hos mor, siden fosteret også mottar gener fra far. Mutasjoner av protrombin-genet fører til nesten hundre prosent intrauterin død hos fosteret. Derfor krever spesielt vanskelige tilfeller av spontanabort undersøkelse og ektemann.

En immunologisk undersøkelse av mannen vil bidra til ikke bare å bestemme prognosen for graviditet, men også identifisere risikofaktorer for hans helse og muligheten for å bruke forebyggende tiltak. Hvis risikofaktorer er identifisert hos moren, er det tilrådelig å deretter gjennomføre en undersøkelse av barnet - dette vil bidra til å utvikle et individuelt program for forebygging av sykdommer hos barnet.

Med infertilitet er det tilrådelig å identifisere alle kjente faktorer som kan føre til det. En komplett genetisk studie av genpolymorfisme inkluderer 11 indikatorer. Undersøkelse kan bidra til å identifisere en disposisjon for placenta dysfunksjon, høyt blodtrykk, svangerskapsforgiftning. En nøyaktig diagnose av årsakene til infertilitet vil tillate nødvendig behandling og vil gjøre det mulig å opprettholde graviditeten.

Et utvidet hemostasiogram kan gi informasjon ikke bare for obstetrisk praksis. Ved å bruke studiet av genpolymorfisme er det mulig å identifisere genetiske predisposisjonsfaktorer for utvikling av aterosklerose, koronar hjertesykdom, forutsi forløpet og sannsynligheten for å utvikle hjerteinfarkt. Selv sannsynligheten for plutselig død kan beregnes ved hjelp av genetisk forskning.

Påvirkningen av genpolymorfismer på utviklingshastigheten av fibrose hos pasienter med kronisk hepatitt C ble også studert, som kan brukes til å forutsi forløpet og utfallet av kronisk hepatitt.

Molekylærgenetiske studier av multifaktorielle sykdommer bidrar ikke bare til å skape en individuell helseprognose og forebyggende tiltak, men også til å utvikle nye terapeutiske metoder ved bruk av anti-cytokin og cytokinmedisiner.

Cytokinbehandling

Behandling av tumorsykdommer

Cytokinterapi kan brukes på ethvert (til og med IV) stadium av en ondartet sykdom, i nærvær av alvorlig samtidig patologi (lever-nyre- eller kardiovaskulær insuffisiens). Cytokiner ødelegger selektivt bare ondartede tumorceller og påvirker ikke friske. Cytokinterapi kan brukes som en uavhengig behandlingsmetode eller som en del av kompleks terapi.

Immunologiske studier hos kreftpasienter har vist at de fleste ondartede sykdommer er ledsaget av nedsatt immunologisk respons. Graden av dens undertrykkelse avhenger av størrelsen på svulsten og behandlingen (strålebehandling og kjemoterapi). Data om de biologiske effektene av cytokiner (interleukin-2, interferoner, tumornekrosefaktor og andre) er innhentet.

Cytokinbehandling har blitt brukt i onkologi i flere tiår. Men tidligere ble interleukin-2 (IL-2) og interferon-alfa (IFN-alfa) hovedsakelig brukt - effektive bare for hudmelanom og nyrekreft. De siste årene har nye medisiner blitt opprettet, indikasjoner for effektiv bruk har utvidet seg.

Et av cytokinpreparatene - tumornekrosefaktor (TNF-alfa) - virker gjennom reseptorer lokalisert på den ondartede cellen. Dette cytokinet produseres i menneskekroppen av monocytter og makrofager. Når det interagerer med reseptorene til en ondartet celle, starter cytokinet programmet for død av denne cellen.

TNF-alfa begynte å bli brukt i onkologisk praksis i USA og Europa allerede på 1980-tallet. Den er fortsatt i bruk i dag. Men den høye toksisiteten til stoffet begrenser bruken bare i tilfeller der det er mulig å isolere et organ med en svulstprosess fra den generelle blodstrømmen (nyrer, lemmer). Legemidlet i dette tilfellet sirkulerer ved hjelp av en hjerte-lungemaskin bare i det berørte organet, og kommer ikke inn i den generelle sirkulasjonen.

I Russland ble Refnot (TNF-T) opprettet i 1990 som et resultat av fusjonen av tymosin-alfa- og tumornekrosefaktorgenene. Det er 100 ganger mindre giftig enn TNF, har bestått kliniske studier, og har siden 2009 vært godkjent for bruk i behandling av ulike typer og lokaliseringer av ondartede svulster.

Gitt reduksjonen i toksisiteten til stoffet, kan det administreres intramuskulært eller subkutant. Legemidlet har effekt på både primærtumorfokus og metastaser (inkludert fjerntliggende), i motsetning til TNF-alfa, som kun kan ha effekt på primærfokus.

Et annet lovende cytokinmedisin er Interferon-gamma (IFN-gamma). På grunnlag av det, i 1990, ble stoffet Ingaron opprettet i Russland. Det har en direkte effekt på tumorceller eller utløser apoptoseprogrammet (cellen programmerer selv og utfører sin død), øker effektiviteten til immunceller.

Legemidlet har også bestått kliniske studier og har vært godkjent for bruk i behandling av ondartede svulster siden 2005. Legemidlet aktiverer disse reseptorene på den ondartede cellen, som Refnot deretter samhandler med. Derfor er cytokinoterapi med Refnot oftest kombinert med bruk av Ingaron.

Administrasjonsveien for disse legemidlene (intramuskulær eller subkutan) tillater behandling på poliklinisk basis. Cytokinoterapi er kun kontraindisert under graviditet og autoimmune sykdommer. I tillegg til en direkte effekt på en ondartet celle, har Ingaron og Refnot en indirekte effekt - de aktiverer sine egne celler i immunsystemet (T-lymfocytter og fagocytter), øker den generelle immuniteten.

Dessverre er effektiviteten av cytokinterapi bare 30-60%, avhengig av stadium og plassering av svulsten, typen ondartet neoplasma, utbredelsen av prosessen og den generelle tilstanden til pasienten. Jo høyere sykdomsstadiet er, jo mindre uttalt er effekten av behandlingen.

Men selv i nærvær av flere og fjerne metastaser og umuligheten av kjemoterapi (på grunn av alvorlighetsgraden av pasientens generelle tilstand), noteres positive resultater i form av en forbedring av det generelle velvære og suspensjon av den videre utviklingen. av sykdommen.

De viktigste virkningsretningene til moderne legemidler-cytokiner:

direkte innvirkning på cellene i selve svulsten og metastaser;
forbedre antitumoreffekten av kjemoterapi;
forebygging av metastaser og tilbakefall av svulster;
reduksjon av bivirkninger av kjemoterapi ved hemming av hematopoiesis og immunsuppresjon;
behandling og forebygging av smittsomme komplikasjoner under behandling.

Mulige resultater av bruk av cytokinterapi:

fullstendig forsvinning av svulsten eller en reduksjon i størrelsen (på grunn av utløsningen av apoptose - den programmerte døden av tumorceller);
stabilisering av prosessen eller delvis regresjon av svulsten (når cellesyklusen stoppes i tumorceller);
mangel på effekt - veksten og metastaseringen av svulsten fortsetter (med ufølsomhet av tumorceller til stoffet på grunn av mutasjoner).

Fra det foregående kan det ses at det kliniske resultatet av bruk av cytokinterapi avhenger av egenskapene til tumorceller hos pasienten selv. For å vurdere effektiviteten av bruken av cytokiner, utføres 1-2 behandlingsforløp og dynamikken i prosessen vurderes ved hjelp av ulike instrumentelle undersøkelsesmetoder.

Muligheten for å bruke cytokinbehandling betyr ikke å gi opp andre behandlingsmetoder (kirurgi, kjemoterapi eller strålebehandling). Hver av dem har sine egne fordeler ved å påvirke svulsten. Alle indikerte og tilgjengelige behandlinger bør brukes i hvert enkelt tilfelle.

Cytokiner letter i stor grad toleransen av stråling og kjemoterapi, forhindrer forekomsten av nøytropeni (en reduksjon i antall leukocytter) og utvikling av infeksjoner under kjemoradioterapi. I tillegg øker Refnot effektiviteten til de fleste kjemoterapimedisiner. Å bruke det i kombinasjon med Ingaron en uke før oppstart av kjemoterapi og fortsette å bruke cytokinet etter en kjemoterapikur vil beskytte mot infeksjoner eller kurere dem uten antibiotika.

Ordningen for cytokinterapi er tildelt hver pasient individuelt. Begge legemidlene viser praktisk talt ikke toksisitet (i motsetning til kjemoterapimedisiner), har ingen bivirkninger og tolereres godt av pasienter, har ingen hemmende effekt på hematopoiesis og øker spesifikk antitumorimmunitet.

Behandling av schizofreni

Studier har fastslått at cytokiner er involvert i psykoneuroimmune reaksjoner og sikrer det konjugerte arbeidet til nerve- og immunsystemet. Balansen av cytokiner regulerer prosessen med regenerering av defekte eller skadede nevroner. Dette er grunnlaget for bruk av nye metoder for behandling av schizofreni - cytokinterapi: bruk av immunotropiske cytokinholdige legemidler.

En måte er å bruke anti-TNF-alfa og anti-IFN-gamma antistoffer (anti-tumor nekrose faktor-alfa og interferon-gamma antistoffer). Legemidlet administreres intramuskulært i 5 dager, 2 r. på en dag.

Det finnes også en teknikk for å bruke en sammensatt løsning av cytokiner. Det administreres i form av inhalasjoner ved hjelp av en forstøver, 10 ml per 1 injeksjon. Avhengig av pasientens tilstand, administreres stoffet hver 8. time de første 3-5 dagene, deretter i 5-10 dager - 1-2 rubler / dag og senker deretter dosen til 1 r. i 3 dager i lang tid (opptil 3 måneder) med fullstendig avskaffelse av psykotrope stoffer.

Intranasal bruk av en cytokinløsning (som inneholder IL-2, IL-3, GM-CSF, IL-1beta, IFN-gamma, TNF-alfa, erytropoietin) forbedrer effektiviteten av behandlingen av pasienter med schizofreni (inkludert ved det første angrepet av sykdommen), mer lang og stabil remisjon. Disse metodene brukes i klinikker i Israel og i Russland.

Mer om schizofreni