Занятие 6. Система цитокинов

Приложение 1

Занятие 6. Система цитокинов

1. Определение и классификация цитокинов.

2. Основные свойства цитокинов, понятие о цитокиновой сети.

3. Характеристика клеток-продуцентов цитокинов во врожденном и адаптивном иммунитете.

4. Характеристика про- и противовоспалительных цитокинов.

5. Участие цитокинов в иммунопатогенезе воспалительных заболеваний, локальные и системные эффекты.

Цитокины – класс полипептидных медиаторов межклеточного взаимодействия, участвующих в развитии иммунных реакций при внедрении патогенов, а также в реализации важнейших физиологических функций (воспаление, гемопоэз, эмбриогенез, регенерация тканей).

Цитокины играют важную роль в реализации, как врожденного, так и адаптивного иммунитета, осуществляя их взаимосвязь. В настоящее время известно около 200 цитокинов.

Классификации цитокинов на основе биологических эффектов

1.Интерлейкины (ИЛ-1-ИЛ-35) – регуляторные молекулы иммунной системы, обеспечивающие внутриклеточные взаимодействия и связь иммунной системы с другими системами организма.

2.Факторы некроза опухоли – цитокины с цитотоксическим и иммунорегуляторным действием – ФНОα и лимфотоксины (ЛТ).

3. Интерфероны – противовирусные агенты с выраженным иммунорегуляторным действием. Выделяют интерфероны I типа (ИФα, ИФβ, ИФδ, ИФκ, ИФω, ИФτ), интерфероны II типа (ИФγ) и интерфероноподобные цитокины.

4.Факторы роста гемопоэтических клеток – факторы роста стволовых клеток (ИЛ3, ИЛ7, ИЛ11, эритропоэтин, тромбопоэтин, ГМ-КСФ, Г-КСФ, М-КСФ), регулирующие гемопоэз.

5.Хемокины (СС, СХС (ИЛ8), СХ3С), регулирующие хемотаксис различных клеток.

6.Факторы роста – участвуют в регуляции роста, дифференцировки и функциональных свойств различных тканей (фактор роста фибробластов, фактор роста эндотелиальных клеток, фактор роста эпидермиса) и трансформирующий фактор роста (ТФР).

Цитокины не обладают антигенной специфичностью, вырабатываются различными клетками организма, как правило, в ответ на активирующий стимул. Биологические эффекты цитокинов опосредуются через высокоспецифичные мембранные рецепторы. Цитокины формируют цитокиновую сеть. Одни цитокины могут индуцировать синтез других (каскад).

В сети цитокины могут действовать согласованно (синергизм). Например, воспалительные реакции стимулируются несколькими цитокинами – ИЛ1, ИЛ6, ФНОα. Действие цитокинов может быть антагонистическим: ИФγ торомозит выработку IgE.

Клетки-продуценты цитокинов

1.Основные продуценты цитокинов в реакциях врожденного иммунитета – макрофаги, моноциты, дендритные клетки. После взаимодействия микроорганизмов или их компонентов с паттерн-распознающими рецепторами (PRR) запускается синтез двух основных групп цитокинов – провоспалительные цитокины и интерфероны I типа.

Провоспалительные цитокины – ИЛ1, ИЛ6, ИЛ8, ФНОα, хемокины

участвуют в развитии и регуляции воспаления и защищают организм от бактериальных инфекций.

Интерфероны I типа осуществляют противовирусную защиту за счет того, что:

ü блокируют репликацию вируса. Связываются с рецепторами неинфицированных клеток или клеток с началом репродукции вирусов, стимулируют синтез в них не менее 12 антивирусных белков, тормозящих репликацию вирусной ДНК и РНК и сборку вирусных частиц;

ü активируют функцию NK, осуществляющих лизис зараженных клеток;

ü стимулируют презентацию вирусных антигенов антигенпрезентирующими клетками.

 

2. В адаптивном иммунитете основные продуценты цитокинов – Т-хелперы, прежде всего Т-хелперы 1 и 2 типа.

Направление дифференцировки Th0 в Th1 или Th2 в периферических лимфоидных органахопределяется многими факторами, такими как природа антигена, тип дендритной клетки, набор цитокинов, синтезируемых дендритной клеткой. Так, ИЛ12 стимулирует образование Th1, а ИЛ4 – Th2. Для образования Th17 необходимы TFRβ и ИЛ12, а Treg – TFRβ и ИЛ6.

 

 

 

 

ü Т-хелперы 1 типа (Th1) вырабатывают ИФγ, ИЛ2, ИЛ3, ФНОα, ФНОβ, ГМ-КСФ, усиливающие клеточно-опосредованный иммунитет цитотоксического и воспалительного типа, направленный против вирусов, внутриклеточных патогенов и опухолей. Активируют макрофаги. Избыточная выработка Th1-цитокинов играет важную роль в развитии аутоиммунных реакций.

 

IL12

Рис. Цитотоксический тип иммунного ответа

 

 

Рис. Воспалительный тип иммунного ответа

 

 

ü Т-хелперы 2 типа (Th2) дифференцируются под действием ИЛ4, который синтезируются дендритной клеткой в ответ не поступление аллергенов, гельминтов, бактерий. Th2 синтезируют типичные для них цитокины (ИЛ4, ИЛ5, ИЛ6, ИЛ10, ИЛ13, ИЛ21, ИЛ23, ГМ-КСФ), индуцирующие развитие гуморального иммунного ответа. При избытке ИЛ4, ИЛ5, ИЛ13 развиваются аллергические реакции.

 

 

IL-4

Рис. Гуморальный тип иммунного ответа

Th1 и Th2негативно регулируют активность друг друга. ИЛ4 и ИЛ10 подавляют функцию Th1, а ИФγ угнетает функцию Th2.

 

 

ü Th17 участвуют в реакциях воспаления и развитии аутоиммунных реакций.

ü Tfh-клетки (T-follicular helper) локализованы в В-клеточных фолликулах регионарных лимфатических узлов. Вырабатывают ИЛ21, стимулирующий развитие В-клеток в антителопродуценты.

ü Treg (CD⁴⁺ CD²⁵⁺) – регуляторные клетки, способные подавлять функцию, как Th1, так и Th2 через синтез ТФРβ и ИЛ10.

Таким образом, многочисленные популяции Т-хелперов крайне важны для запуска и поддержание иммунного ответа. Нарушение функции тех или иных субпопуляций лежит в основе большинства патологий иммунной системы, включая иммунодефициты, аутоиммунные и аллергические заболевания.

3.Клетки соединительной ткани, эпителия, эндотелия секретируют аутокринные факторы роста (фактор роста фибробластов, эпителиальный фактор роста, ТФРβ) и цитокины, поддерживающие пролиферацию гемопоэтических клеток (ИЛ7, ИЛ15).

 

Хемокины

ИЛ8 синтезируют моноциты/макрофаги, фибробласты, клетки эндотелия. Стимулирует хемотаксис нейтрофилов и других клеток в очаг воспаления, увеличивает выброс активных радикалов кислорода и других биоагрессиных веществ.

RANTES, МСP1 синтезируют моноциты/макрофаги, фибробласты, клетки эндотелия. Фактор хемотаксиса для эозинофилов и моноцитов.

 

Рис. Транссосудистая миграция лейкоцитов

Приложение 1

Занятие 6. Система цитокинов

1. Определение и классификация цитокинов.

2. Основные свойства цитокинов, понятие о цитокиновой сети.

3. Характеристика клеток-продуцентов цитокинов во врожденном и адаптивном иммунитете.

4. Характеристика про- и противовоспалительных цитокинов.

5. Участие цитокинов в иммунопатогенезе воспалительных заболеваний, локальные и системные эффекты.

Цитокины – класс полипептидных медиаторов межклеточного взаимодействия, участвующих в развитии иммунных реакций при внедрении патогенов, а также в реализации важнейших физиологических функций (воспаление, гемопоэз, эмбриогенез, регенерация тканей).

Цитокины играют важную роль в реализации, как врожденного, так и адаптивного иммунитета, осуществляя их взаимосвязь. В настоящее время известно около 200 цитокинов.