Цитокини

Печат
Посещения: 9664

Развитието на ефективен имунен отговор включва лимфоидните клетки, хематопоетичните клетки и клетките на възпалителния отговор. Взаимодействията между тези клетки се опсредстват от група белтъци – цитокини. Цитокините са нискомолекулни регулаторни белтъци или гликопротеини, секретирани от белите кръвни клетки, както и от други клетки, в отговор на редица стимули. Тези белтъци взимат участие в регулирането на развитието на имунните ефекторни клетки, а някои от тях притежават директни ефекторни функции.

Свойства на цитокините. Цитокините се свързват със специфични рецептори на мембраните на таргетните клетки, при което се включва определен сигнален път, който променя генната експресия в клетката.Възприемчивостта на клетката мишена спрямо определен цитокин се определя от наличието на специфични мембранни рецептори. Като цяло цитокините и техните рецептори проявяват много висок афинитет едни към други, като дисоциационните им константи варират между 10-10 и 10-12М. Поради високия афинитет, цитокините могат да оказват биологичен ефект в пикомоларни концентрации.Един цитокин може да се свърже с рецептор от мембраната на същата клетка, която го е секретирала (автокринно действие); може да се свърже и с мембраната на клетка, която е в близост до секретиралата го клетка (паракринно действие). В редки случаи цитокинът се свързва с клетки, разположени далеч от източника им, т.е. проявяват ендокринно действие. Цитокините регулират интензитета и продължителността на имунния отговор, като стимулират или инхибират активността, пролиферацията и/или диференциацията на различни клетки и като регулират секрециятра на други цитокини или на антитела. Свързването на даден цитокин към възприемчива клетка като цяло стимулира експресията на цитокинови рецептори и секрецията на други цитокини, които от своя страна повлияват други клетки. По този начин цитокини, секретирани дори от малък брой лимфоцити, активирани от антиген, могат да повлияят активността на голям брой клетки, свързани с имунния отговор. Така наптимер цитокини произведени от активирани Тн клетки могат да повлияят активността на В клетки, Тс клетки, клетките естествени убийци, макрофагите, гранулоцитите, хематопоетичните стволови клетки и т.н.Цитокините притежават различни качества, плейотропия, синергизъм, антагонизъм, индуциране на каскаден принцип, които осигуряват координирано регулиране на клетъчната активност. Даден цитокин, който има различен биологичен ефект на различни таргетни клетки, показва плейотропност. Ако два или повече цитокини имат сходно действие, те са редундантни. Това свойство затруднява приписването на определена активност на един цитокин. Синергизъм е, когато комбинираният ефект на 2 цитокина върху клетъчната активност е по-голям от адитивното им действие.

Терминът цитокин включва цитокините, секретирани от лимфоцити (лимфокини) и цитокините, секретирани от моноцити и макрофаги (монокини). Много цитокини се наричат интерлевкини – секретират се от някои левкоцити, и действащи на други левкоцити. Идентифицирани са интерлевкини от 1 до 25. Още една субгрупа са хемокините – нискомолекулни цитокини, които повлияват хемотаксиса и други аспекти от поведението на левкоцитите. Тези молекули играят важна роля при възпалението.Тъй като цитокините имат много общи неща с хормоните и растежните фактори, разграничаването на тези три вида медиатори може да е затруднено. И трите типа са секретируеми разтворими фактори, които осъществяват действието си в пикомоларни концентрации, като се свързват с рецептори върху таргетните клетки. Растежните фактори обикновено се произвеждат конститутивно, докато цитокините у хормоните се секретират в отговор на определени стимули, като секрецията продължава ограничено време, вариращо от няколко часа до няколко дни. За разлика от хормоните цитокините обикновено действат на малки разстояния (авто- и паракринно). Освен това повечето хормони се синтезират от клетките на споецифични жлези и действат на един или няколко типа клетки мишени, докато цитокините се произвеждат и действат на много различни типове клетки.

Активността на цитокините е установена, когато супернатанти, получени от инвитро култури от лимфоцити показват съдържание на фактори, които могат да регулират пролиферацията, диференциацията и зреенето на клетки на имунната система. Малко по-късно е установено, че продукцията на тези фактори от лимфоцитите се стимулира чрез активиране от антиген или от неспецифични митогени. Биохимичното изолиране и пречистване на цитокини е било възпрепятствано поради тяхната ниска концентрация в супернатантите и поради отсъствието на добре дефинирани методи за анализ на отделни цитокини. Голям напредък е постигнат с развитието на техники за клониране на гени, което прави възможно получаването на чисти цитокини посредством експресия на белтъка от клонирания ген. Откриването на клетъчни линии, чиито растеж зависи от наличието на определен цитокин, осигурява първите системи за анализ. Разработваенто на моноклнални антитела, специфични за всеки от по-важните цитокини, дава възможност за развитие на бързи количествени имунологични методи за всеки от тях.

Структурните проучвания показват, че цитокините, характеризирани до момента, принадлежат към 4 групи: хематопоетиново, интерфероново, хемокиново семейство и семейството на тумор-некротичните фактори.

Функции на цитокините

Основните прдуциращи цитокини клетки са Тн клетките и макрофагите. Цитокините, секретирани от тези клетки, активират цяла мрежа от взаимодействащи клетки.

Сред физиологичните отговори, в които участват цитокини е развитието на клетъчен и хуморален имунен отговор, възпалението, регулацията на хематопоезата, контролът на клетъчната пролиферация и диференциация, заздравяването на рани. Въпреки че имунният отговор към специфичен антиген може да включва продукцията на цитокини, като цяло цитокините действат антиген-неспецифично: те действат върху всяка клетка, която достигнат, стига ття да притежава подходящ рецептор и да е в подходящо физиологично състояние за отговор.

Цитокините действат неспецифично, докато имунният отговор е специфичен. Това несъответствие се преодолява по няколко начина. Един от тях е стриктната регулация на експресията на цитокинови рецептори върху клетките. Често цитокиновите рецептори се експресират само след като клетката е взаимодействала с антиген. По този начин цитокиновата експресия е ограничена до антиген-активирани лимфоцити. Друг начин е необходимостта от директно взаимодействие между клетката, която продуцира цитокина и таргетната клетка, като само по този начин се дава възможност за секрецията на произведения цитокин. Така ефективна концентрация на цитокина се постига само в околността на таргетната клетка. В случая с Тн клетките (те са основен източник на цитокини) близки взаимодействия възникват, когато Т клетъчния рецептор разпознае комплекса антиген-ГКТС върху подходяща антиген-представяща клетка (макрофаг, дендритна клетка, В лимфоцит например). Цитокините, секретирани в мястото на контакт между двете клетки достигат достатъчно висока локална концентрация, за да афектират антиген-представящата клетка, но не и по-отдалечени клетки. В допълнение времето на полуживотът на цитокините в кръвния ток или други телесни течности, в които се секретират, обикновено е много кратко, което означава, че ще действат само за кратък период от време и съответно на малко разстояние.

Използвана литература:

1.      Lehninger principles of biochemistry (4th ed.): Nelson, D., and Cox, M.

2.      Molecular Cell Biology (8th ed): Lodish et.al.

3.      Molecular Biology Of The Cell (4th ed): Alberts B. et.al.

4.      Genes VIII: AND Molecular Biology of the Gene: Lewin B. et.al.

5.      https://www.znam.bg

6.      https://www.wikipedia.org

 

 

 

Добавете коментар

Защитен код
Обнови

Подобни статии