24 декабря 2016г.
Цитокины - это группа управляющих пептидных молекул, продуцируемых клетками организма [2], синтез которых происходит в ответ на повреждение тканей или проникновение инфекции. Продукция цитокинов - это часть клеточного ответа, который связан с распознаванием структурных доменов патогенов, так называемых патоген-ассоциированных молекулярных паттернов.
Из группы провоспалительных цитокинов важнейшим медиатором развития воспаления считается IL-1, обладая широким спектром биологической активности он участвует в стимуляции функций практически всех клеток, которые обеспечивают активацию каскада защитных реакций, как на местном, так и на системном уровне. На системном уровне IL-1 активирует работу нейроэндокринной системы, влияет на иммунопоэз, иммуностимуляцию, синтез острофазовых белков и стимуляцию костномозгового кроветворения. На местном уровне IL-1 осуществляет регуляцию функций клеток, которые вовлечены в локальное воспаление и процессы репарации.
Наиболее известные представители семейства интерлейкина-1 – это интерлейкин-1α (IL-1α) и IL-1β. Эти два полипептида с молекулярной массой около 18-20 кДа кодируются разными генами, у человека большинство генов семейства IL-1 находятся в составе 2 хромосомы.
В аминокислотной последовательности у IL-1α и IL-1β гомологичность достигает 30%. Рецепторы для IL-1 принято обозначать как рецепторы IL-1 I типа и II типа [2]. Рецепторы I типа служат для передачи сигнала, а рецепторы II типа обеспечивают блокаду биологических эффектов, связанных с гиперпродукцией IL-1. У IL-1α и IL-1β спектр биологической активности примерно одинаков. Главной формой секреторного IL-1 у человека является IL-1β, а IL-1α находится преимущественно в виде мембранной формы. Еще одним представителем семейства является рецепторный антагонист IL-1 (IL-1RA) - обладает способностью взаимодействовать с рецепторами IL-1 и тем самым приводить к блокировке биологической активности IL- 1.
Синтез IL-1 происходит как ответ на внедрение микроорганизмов либо связан с повреждением тканей и необходим для развития местного воспаления и осуществления острофазового ответа [3]. Клетки- продуценты IL-1 в организме-это моноциты и макрофаги, а также клетки, имеющие с макрофагами общее происхождение. До 92% моноцитов периферической крови человека могут продуцировать IL-1 [2, 6]. IL-1 также продуцируется фибробластами, лимфоцитами, NK-клетками, кератиноцитами, клетками эндотелия и нейтрофилами [2]. Система IL-1 обеспечивает около 60 различных биологических функций, а мишенями служат клетки практически всех органов и тканей [4]. Благодаря столь широкому спектру биологической активности, IL-1 является одним из ключевых цитокинов развития воспалительного и иммунного ответов в организме.
Цитокины из семейства IL-1 являются многофункциональными водорастворимыми гликопротеинами, проявляющими биологическую активность посредством рецепторов, которые расположены на поверхности клеток, что позволяет им выступать в роли межклеточных сигналов, которые регулируют функцию клеток.
В печени под влиянием комплекса регуляторных пептидов увеличивается синтез острофазовых белков и компонентов системы комплемента [2,4,5,6], нужных для борьбы с патогеном, но одновременно снижается синтез альбумина [3,6]. В качестве примера избирательного действия цитокинов, это изменение ионного состава плазмы крови при развитии системной воспалительной реакции [2,4]. При этом происходит снижение уровня ионов железа, но повышение уровня ионов цинка, а ведь хорошо известно, что лишить бактериальную клетку ионов железа означает - снизить ее пролиферативный потенциал (на этом основано действие лактоферрина). Повышение титра цинка необходимо для полноценной работы иммунной системы, в частности, это необходимо для образования биологически активного сывороточного фактора тимуса – одного из основных тимических гормонов [4,6], обеспечивающих дифференцировку лимфоцитов. Влияние цитокинов на кроветворную систему связано с существенной активизацией гемопоэза [2,4,6]. Повышение количества лейкоцитов необходимо для восполнения потерь и наращивания количества клеток, в основном нейтрофильных гранулоцитов [2,4,6], в очаге гнойного воспаления. Действие на систему свертывания крови направлено на усиление свертываемости, необходимое для остановки кровотечения и для прямого блокирования патогена.
Таким образом при развитии системного воспаления цитокины проявляют огромный спектр биологических активностей и вмешиваются в работу практически всех систем организма, и ведущая роль отводится системе IL-1 [4,6]. Однако ни одно из происходящих изменений не носит случайный характер: все они либо нужны для непосредственной активации защитных реакций, либо выгодны в плане переключения энергетических потоков [1,2,4,6] для одной лишь задачи – борьбы с внедрившимся патогеном. В виде регуляции экспрессии отдельных генов, гормональных сдвигов и изменения поведенческих реакций цитокины обеспечивают включение и максимальную эффективность работы тех систем организма [1,2,4], которые требуются в данный момент времени для развития защитных реакций. На уровне целостного организма цитокины осуществляют связь между иммунной, нервной, эндокринной, кроветворной и другими системами и служат для их вовлечения в организацию и регуляцию единой защитной реакции. Цитокины как раз и служат той организующей системой, которая формирует и регулирует весь комплекс защитных реакций организма при внедрении патогенов. Видимо такая система регуляции сформировалась эволюционно [1,2] и несет безусловные выгоды для наиболее оптимального защитного ответа макроорганизма. Поэтому, видимо, нельзя ограничить понятие защитных реакций только участием неспецифических механизмов резистентности и специфического иммунного ответа. В единой защитной реакции участвует весь организм и все системы, на первый взгляд не относящиеся к поддержанию иммунитета [2,3,4,5,6,7].
Резюмируя вышеизложенное, IL-1 – это собирательное название целого семейства белков, включающего более 11 молекул. IL-1 обладает целым каскадом как местных, так и системных эффектов: стимуляция белков острой фазы, при воздействие на терморегуляционный центр – лихорадка, участие в проявлении воспалительных последствий. IL-1 безусловно усиливает гемопоэз, воздействует на рецепторы колониестимулирующих факторов, усиливая их экспрессию. Эффекты от IL-1 в той или иной степени влияют и на процессы ВНД, обуславливая изменение поведенческих реакций. Дублирование IL-1 эффектов бактериальных продуктов связано с потребностью в многократном воспроизведении активирующего эффектов без их диссеминации [2,4], в дальнейшем этот эффект многократно дублируется IL-1β.
Список литературы
1. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. монография / С. А. Кетлинский, А. С. Симбирцев. Санкт- Петербург, 2008.
2. Коробков Д.М. Влияние свободнорадикального окисления на развитие рака молочной железы и эффективность противоопухолевого воздействия/ Д.М. Коробков // Материалы VIII международной научно-практической конференции Академическая наука - проблемы и достижения VIII. Издательство CreateSpace, 2016. – Т.2. – С. 25-27.
3. Коробков Д.М. Региональные особенности заболеваемости раком молочной железы в республике Мордовия и современные принципы диагностики/ Д.М. Коробков // Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции Проблемы современной медицины: актуальные вопросы 2015. Издательство Инновационный центр развития образования и науки, 2015. – С. 138-140.
4. Коробков Д.М. Специфика и региональные особенности заболеваемости раком шейки матки в республике Мордовия/ Д.М. Коробков // Материалы VII международной научно-практической конференции Наука в современном информационном обществе. н.-и. ц. «Академический». Издательство CreateSpace, 2015. – С. 47- 49.
5. Симбирцев А.С. Достижения и перспективы использования рекомбинантных цитокинов в клинической практике. Медицинский академический журнал. 2013. - Т.- 13. -№ 1. - С. 7-22.
6. Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе инфекционных и неинфекционных заболеваний человека.Медицинский академический журнал. 2013. - Т. -13. -№ 3. С. 18-41.
7. Симбирцев А.С. Интерлейкин-1. Физиология. Патология. Клиника. А. С. Симбирцев. Санкт-Петербург, 2011.
