Цитокины и воспаление. Провоспалительные и противовоспалительные цитокины К системным эффектам провоспалительных цитокинов относят

11.09.2023

Введение

Общие сведения

Классификация цитокинов

Рецепторы цитокинов

Цитокины и регуляция иммунного ответа

Заключение

Литература

Введение

Цитокины – одна из важнейших частей иммунной системы. Иммунной системе необходима система оповещения от клеток организма, как крик о помощи. Это, пожалуй, лучшее определение цитокинов. Когда клетка повреждена или поражена патогенным организмом, макрофаги и поврежденные клетки выделяют цитокины. Сюда входят такие факторы, как интерлейкин, интерферон и фактор некроза опухоли-альфа. Последний также доказывает, что разрушение опухолевой ткани контролируется иммунной системой. Когда цитокины выделяются, они призывают особые иммунные клетки, например, лейкоциты и Т- и В-клетки.

Цитокины также дают сигнал о какой-то конкретной цели, которую данные клетки должны выполнить. Цитокины и антитела абсолютно различны, так как антитела – это то, что связано с антигенами, они позволяют иммунной системе идентифицировать вторжение инородных организмов. Таким образом, можно провести аналогию: цитокины являются главным сигналом тревоги для захватчиков, а антитела – разведчиками. Процесс анализа цитокинов называется определением цитокинов.

Общие сведения

Цитокины (cytokines) [греч. kytos - сосуд, здесь - клетка и kineo - двигаю, побуждаю] - большая и разнообразная группа небольших по размерам (молекулярная масса от 8 до 80 кДа) медиаторов белковой природы - молекул-посредников («белков связи»), участвующих в межклеточной передаче сигналов преимущественно в иммунной системе.

К цитокинам относят фактор некроза опухоли, интерфероны, ряд интерлейкинов и др. Цитокины, которые синтезируются лимфоцитами и являются регуляторами пролиферации и дифференцировки, в частности гематопоэтических клеток и клеток иммунной системы, называют лимфокинами.

Все клетки иммунной системы имеют определенные функции и работают в четко согласованном взаимодействии, которое обеспечивается специальными биологически активными веществами - цитокинами - регуляторами иммунных реакций. Цитокины - это специфические белки, с помощью которых разнообразные клетки иммунной системы могут обмениваться друг с другом информацией и осуществлять координацию действий.

Набор и количества цитокинов, действующих на рецепторы клеточной поверхности, - "цитокиновая среда" - представляют собой матрицу взаимодействующих и часто меняющихся сигналов. Эти сигналы носят сложный характер из-за большого разнообразия цитокиновых рецепторов и из-за того, что каждый из цитокинов может активировать или подавлять несколько процессов, включая свой собственный синтез и синтез других цитокинов, а также образование и появление на поверхности клеток цитокиновых рецепторов.

Межклеточная сигнализация в иммунной системе осуществляется путем непосредственного контактного взаимодействия клеток или с помощью медиаторов межклеточных взаимодействий. При изучении дифференцировки иммунокомпетентных и гемопоэтических клеток, а также механизмов межклеточного взаимодействия, формирующих иммунный ответ, и была открыта большая и разнообразная группа растворимых медиаторов белковой природы - молекул-посредников ("белков связи"), участвующих в межклеточной передаче сигналов - цитокинов.

Гормоны обычно исключают из этой категории на основании эндокринного (а не паракринного или аутокринного) характера их действия. (см. Цитокины: механизмы проведения гормонального сигнала). Вместе с гормонами и нейромедиаторами они составляют основу языка химической сигнализации, путем которой в многоклеточном организме регулируется морфогенез и регенерация тканей.

В положительной и отрицательной регуляции иммунного ответа им принадлежит центральная роль. К настоящему времени у человека обнаружено и изучено в той или иной степени, как уже упоминалось выше, более ста цитокинов, и постоянно появляются сообщения об открытии новых. Для некоторых получены генно-инженерные аналоги. Цитокины действуют через активацию рецепторов цитокинов.

д.м.н., проф. Царегородцева Т.М., зав. лабораторией иммунологии

ЦНИИ гастроэнтерологии Департамента здравоохранения г. Москвы

Цитокинам (ЦК) принадлежит важная роль в развитии и течении заболеваний разных органов и систем, в том числе органов пищеварения. ЦК — низкомолекулярные белки, эндогенные биологически активные медиаторы, обеспечивающие передачу сигнала, обмен информацией между разными видами клеток внутри одного органа, связь между органами и системами, как в физиологических условиях, так и при действии различных патогенных факторов. У здоровых лиц ЦК продуцируются в минимальных количествах, достаточных для проявления биологического эффекта, при патологических состояниях их содержание многократно возрастает.

ЦК синтезируют активированные клетки, преимущественно лимфоциты, моноциты, тканевые макрофаги. Разные клетки, например макрофаги, лимфоциты, эндотелиоциты, могут синтезировать одни и те же ЦК. С другой стороны, одни и те же клетки могут вырабатывать разные ЦК.

Синтез ЦК запрограммирован генетически, кратковременен, регулируется ингибиторами. Повышенное содержание ЦК может быть обусловлено не только увеличением их синтеза, но и нарушением катаболизма, своевременного выведения из организма при поражениях печени, почек.

Увеличенный синтез ЦК приводит к активации множества самых разных типов клеток. Таким образом, реализуется широкое взаимодействие на субклеточном, клеточном, органном, системном уровнях, формирование комплексной защитной реакции, направленной на нейтрализацию повреждающих агентов, их разрушение, элиминацию из организма, сохранение его гомеостаза, структурной и функциональной целостности.

Классификация цитокинов

В настоящее время идентифицировано более 100 ЦК, и их число продолжает пополняться. Среди ЦК выделяют следующие основные группы: интерлейкины (ИЛ), интерфероны (ИФ), факторы некроза опухоли (ФНО), факторы роста, хемокины и др.

Механизмы действия

ЦК реализуют свой биологический эффект посредством связи с рецепторами, локализующимися на мембранах клеток-мишеней — иммунокомпетентных, эндотелиальных, эпителиальных, гладкомышечных и других специализированных клеток. Вне клетки ЦК могут связываться с циркулирующими рецепторами, которые транспортируют их в очаг поражения и выводят из сосудистого русла. Синтез рецепторов протекает более интенсивно и длительно, чем синтез ЦК, что способствует более полной реализации их биологического эффекта и удалению из организма.

Функциональные свойства

ЦК обладают широким спектром биологических свойств: индуцируют и регулируют такие физиологические и патологические процессы как рост, пролиферацию, дифференцировку клеток, метаболизм, воспаление, иммунный ответ. ЦК многофункциональны, универсальны, плейотропны. Одни и те же ЦК могут взаимодействовать с рецепторами разных клеток, при этом ЦК со сходным строением могут оказывать различное биологическое действие, а разные в структурном отношении ЦК — вызывать одинаковый эффект.

В организме ЦК тесно взаимодействуют между собой, образуя универсальную сеть, запускающую и регулирующую каскад воспалительных, иммунных, метаболических процессов, как локальных, так и системных, направленных на нейтрализацию и элиминацию патогенных агентов. Эта коммуникационная биологическая система обладает значительным запасом прочности за счет дублирования большинства функций разными ЦК, их взаимозаменяемости, сочетания аутокринной и паракринной регуляции. Тем не менее, при всем многообразии функций у конкретных ЦК преобладают определенные свойства, выработанные в процессе эволюции.

Цитокины и воспаление

Провоспалительные ЦК (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ИФН-γ, ФНО-α) характеризуются широким диапазоном биологического действия на многочисленные клетки-мишени. ИЛ-1β при действии патогенных факторов одним из первых включается в ответную реакцию организма, активируя Т- и В-лимфоциты, инициируя синтез ИЛ-6, ФНО-α, ПГ, оказывая пирогенный эффект. ИЛ-6 продуцируется в основном лимфоцитами, однако в его синтезе могут принимать участие гепатоциты, клетки Купфера, эндотелия, эпителиальные клетки желчных протоков, фибробласты. ИЛ-6 оказывает не только про-, но и противовоспалительный эффект, завершает острую фазу воспаления, активирует В-лимфоциты, регулирует пролиферацию клеток печени, желчных протоков, формирование фиброза, образование гранулем. ИЛ-8 — хемокин — стимулирует и регулирует адгезию, хемотаксис лейкоцитов в очаг поражения. ФНО-α — ключевой многофункциональный ЦК системного действия, играет доминирующую роль в развитии местных и общих патологических процессов, стимулирует синтез провоспалительных ИЛ, пролиферацию клеток эндотелия, регулирует тонус кровеносных сосудов. ФНО-α усиливает окислительный стресс, оказывает мощный цитотоксический эффект, индуцирует некроз опухолевых, инфицированных и других пораженных клеток. Стимулируя цитотоксическую, фагоцитарную активность, утилизацию дефектных клеток, нейтрализуя бактериальные токсины, ФНО-α принимает участие в формировании защитных реакций организма. Однако интенсивный продолжительный синтез данного ЦК способствует расстройству гемодинамики, развитию гипертермии, кахексии, некроза, токсического септического шока, полиорганной недостаточности. ИЛ-12, стимулирует синтез ИФН-γ — универсального иммуномодулятора, повышающего адгезивную, цитотоксическую, фагоцитарную активность клеток, оказывающего антипролиферативный, противовирусный эффект.

Противовоспалительные цитокины — ИЛ-4, -10, -13, -17 — ингибируют воспаление, угнетают синтез провоспалительных ЦК, образование высокоактивных метаболитов кислорода, азота. ИЛ-4 стимулирует пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов в плазматические клетки, синтез иммуноглобулинов, антител, гуморальный иммунный ответ. Такова краткая характеристика основных биологических функций ключевых ЦК, регулирующих как местные, так и системные воспалительные процессы. Воспаление — универсальная реакция, развивающаяся в организме в ответ на действие различных повреждающих факторов. Большинство болезней органов пищеварения — гастрит, панкреатит, гепатит, холецистит и другие — обусловлены в значительной степени развитием воспаления. ЦК регулируют интенсивность, распространенность и продолжительность воспаления. С одной стороны, провоспалительные ЦК усиливают явления альтерации, деструкции, стимулируют синтез острофазных белков, окислительный стресс. С другой — раннее развитие адекватных воспалительных процессов способствует ограничению очага поражения, повышению барьерных функций, регенерации, заживлению тканевого дефекта, предотвращению системных осложнений.

Цитокины и иммунный ответ

ЦК принимают непосредственное участие в формировании как неспецифической защиты, так и специфического иммунного ответа, образующих в комплексе единую интегративную клеточно-гуморальную систему защиты организма при действии патогенных агентов. В тех случаях, когда повреждающий фактор является носителем генетически чужеродной информации, воспалительные процессы включают иммунные механизмы. Основные клетки, реализующие иммунный ответ, — макрофаги, Т- и В-лимфоциты, плазмоциты. Однако и многие тканевые клетки (эндотелия, эпителия, гладкой мускулатуры, печени и др.) принимают участие в иммунном ответе, взаимодействуя с иммунокомпетентными клетками. Ведущая роль в развитии и регуляции иммунного ответа принадлежит Т-лимфоцитам, популяция которых включает Т-хелперы, Т-супрессоры, цитотоксические Т-лимфоциты. Т-хелперы (Тх) продуцируют ЦК с различными функциональными свойствами. Тх 1 типа синтезируют ИФН-γ, ИЛ- 2, ФНО-α; Тх 11 типа — ИЛ-4, -5, -6, -10, -13, индуцирующие соответственно клеточный и гуморальный иммунный ответ. В собственной пластинке и пейеровых бляшках ЖКТ локализуются преимущественно Тх 11 типа, стимулирующие гуморальный иммунный ответ, направленный против многочисленных бактериальных антигенов, воздействующих на слизистую оболочку ЖКТ, и реализуемый в основном IgА.

Цитокины играют ведущую роль в регуляции основных этапов иммунного ответа. В зависимости от характера патогенного агента, интенсивности, продолжительности антигенной стимуляции, исходного состояния иммунной системы организма ЦК могут действовать как антагонисты, так и синергисты, дополняя друг друга. При заболеваниях органов пищеварения (ЗОП) формируется интегрированный ответ иммунной системы, опосредованный клеточными и гуморальными факторами, конечной целью которого является инактивация и удаление из организма патогенных агентов. В физиологических условиях функционирование иммунной системы определяется сбалансированной продукцией регуляторных цитокинов Т -хелперами 1 и 11 типов. Нарушение цитокинового баланса играет значительную роль в хронизации, прогрессировании ЗОП.

Для определения количественного содержания ЦК в настоящее время широко применяется высокоинформативный метод иммуноферментного анализа с использованием высокочувствительных тест-систем, в т.ч. и отечественного производства.

Результаты многолетних исследований, проводимых в ЦНИИ гастроэнтерологии, позволили выявить особенности изменения цитокинового статуса при ЗОП в зависимости от этиологического фактора, вариантов течения, стадии, продолжительности заболевания, проводимой терапии.

Для таких хронических рецидивирующих заболеваний органов пищеварения (ХРЗОП), как язвенная, желчно-каменная болезнь, панкреатит характерно многократное, относительно кратковременное увеличение в периферической крови содержания широкого спектра ЦК, отражающее временную последовательность их синтеза, динамику патологического процесса. На ранних сроках и пике обострения ХРЗОП, в фазу альтеративно-деструктивных процессов преобладает повышение уровня ИЛ-1β, -6, -8, -12, ИФ-γ,ФНО-α (в среднем — 240–780, достигая у отдельных больных с выраженной активностью — 1100–3200 пг/мл, в контроле — до 40 пг/мл). При усилении регенераторно-восстановительных процессов содержание провоспалительных ЦК существенно снижается, а противовоспалительных (ИЛ-4, -10) — возрастает. При переходе в ремиссию у большинства больных концентрация ЦК приближается к нормальным значениям. Следовательно, в динамике патологического процесса при ХРЗОП содержание ЦК с различными функциональными свойствами, их соотношение претерпевает существенные изменения.

Для таких хронических прогрессирующих заболеваний (ХПЗОП), как хронический гепатит, цирроз печени, болезнь Крона, неспецифический язвенный колит характерно умеренное (в среднем — 160–390 пг/мл), стойкое, относительно монотонное увеличение содержания ключевых про- и противовоспалительных ЦК, которое возрастает при действии неблагоприятных факторов, развитии осложнений, сопутствующих заболеваний. По мере увеличения продолжительности заболевания, частоты рецидивов синтез ЦК снижается в результате угнетения функциональной активности иммунной системы, истощения ее ресурсов, развития вторичного иммунодефицита, обусловленного прогрессированием самого заболевания, а также ингибирующим эффектом медикаментозной терапии.

Цитокины регулируют интенсивность местных и системных патологических процессов. Заболевания желудка, поджелудочной железы, желчного пузыря, печени, тонкой и толстой кишки сопровождаются изменением содержания ЦК в поврежденной ткани и прилегающей зоне, характеризующим интенсивность местного иммунного ответа. Выраженное увеличение концентрации ЦК в периферической крови является отражением системной реакции организма, в частности иммунной, гемопоэтической систем, на локальные повреждения органов и может служить одним из показателей интенсивности воспалительного, иммунного процессов, активности, прогрессирования заболевания.

Этиологический фактор оказывает существенное влияние на уровень циркулирующих ЦК при ЗОП. Так, повышение содержания ЦК при хронических инфекционных, воспалительных, аутоиммунных заболеваниях более выражено, нежели при злокачественных новообразованиях, нарушениях обмена, наследственных поражениях.

Увеличение синтеза ЦК — вторичный феномен, ответ организма на действие патогенных факторов. Повышение концентрации ИЛ-1β, -2, -6, -8, -12, ИФ-γ, ФНО-α на ранних сроках и в разгар заболевания отражает увеличение адгезивной, хемотоксической, цитотоксической активности, синтеза биологически активных веществ, белков острой фазы, свободных радикалов. Эти процессы обусловливают нарушение микроциркуляции, развитие гиперемии, отека, некробиоза. В более поздние периоды под влиянием ЦК (ИФ-γ, ФНО-α, ИЛ-6, -4, -10) поврежденные клетки фагоцитируются, деструктивный материал утилизируется, нарастают процессы регенерации, ангиогенеза, восстановление эпителиального слоя, рост фиброзной ткани. Посредством перечисленных механизмов ЦК принимают участие в патогенезе ЗОП, инициируя и регулируя экссудативно-альтеративные и компенсаторно-восстановительные процессы в тканях ЖКТ, реализуя взаимодействие между иммунокомпетентными и различными специализированными клетками. В зависимости от конкретных условий, ЦК могут выполнять роль как факторов агрессии, так и защиты. Защитный эффект ЦК связан с активацией врожденного и приобретенного иммунитета, путем стимуляции неспецифической, естественной резистентности и специфического иммунного ответа.

Биологический эффект ЦК при действии различных патогенных факторов (инфекционных, токсических, механических, термических) определяется интенсивностью, продолжительностью антигенной стимуляции и характеризуется отсутствием специфичности. Увеличение синтеза ЦК — универсальный, неспецифический ответ организма на действие патогенных агентов. Продолжительный, интенсивный синтез ЦК, их чрезмерный выброс может стать фактором прогрессирования патологического процесса, оказывая прямое повреждающее действие на клетки и ткани.

Роль цитокинов в диагностике заболеваний органов пищеварения

Изменения цитокинового статуса при ЗОП разной этиологии различаются количественными параметрами, каких-либо существенных качественных, специфических особенностей при этом выявить не удается. В связи с этим не представляется возможным говорить о непосредственной диагностической ценности определения цитокинового статуса, что не исключает его опосредованного значения. Например, увеличение концентрации провоспалительных ЦК в желчи свидетельствует о наличии воспалительного процесса в желчном пузыре. Однако определение цитокинового статуса при ЗОП имеет важное прогностическое значение, поскольку уровень про- и противовоспалительных ЦК, их соотношение отражает интенсивность альтеративно-деструктивных и регенераторно-восстановительных процессов, их динамику, прогрессирование заболевания.

Базисная терапия, проводимая пациентам с обострениями хронических ЗОП, сопровождается у большинства больных достоверным снижением увеличенных концентраций сывороточных ЦК по сравнению с уровнем, предшествующим лечению. Эти данные отражают положительную динамику показателей клинико-лабораторной активности заболевания, иммунного статуса, эффективность применяемой терапии. Продолжающееся повышение содержания провоспалительных ЦК (прежде всего ФНО-α) на фоне проводимой терапии свидетельствует об отсутствии выраженных позитивных изменений, прогрессировании патологического процесса.

Цитокинотерапия

Достижения современной молекулярной биологии, биотехнологии, иммунологии, генетики в изучении структурной организации, функциональных свойств ЦК служат основанием для их использования с терапевтической целью при заболеваниях разных органов и систем.

ЦК могут применяться в качестве как заместительной, стимулирующей, так и ингибирующей функциональную активность иммунной системы терапии. Терапевтическое действие ряда ЦК обусловлено их способностью усиливать общую реактивность организма, неспецифическую защиту и специфический иммунитет, оказывать антивирусный, антибактериальный, антитоксический эффект. Показанием для проведения заместительной, компенсаторной терапии ЦК служит снижение их содержания, вторичные иммунодефицитные состояния, которые нередко встречаются при хронических прогрессирующих инфекционных, воспалительных, аутоиммунных заболеваниях.

Позитивные результаты отмечены при использовании рекомбинантных препаратов интерферонов, интерлейкинов, активирующих местный и системный иммунитет. В настоящее время обширный фактический материал получен в отношении терапевтического эффекта рекомбинантных препаратов интерферона-α (роферона А, реаферона, интрона А), используемых в качестве универсального неспецифического противовирусного средства, в частности при вирусных гепатитах. В ЦНИИ гастроэнтерологии применение у больных хроническим вирусным гепатитом С комбинированной противовирусной терапии, включающей рекомбинантные препараты интерферона-α 2 отечественного производства, сопровождалось позитивной динамикой показателей клинической, гистологической, биохимической, вирусологической активности, иммунного статуса.

Мощным активатором естественной резистентности являются препараты ИНФ-α, индукторы его синтеза (циклоферон, амиксин), стимулирующие неспецифическую защиту, цитотоксическую, фагоцитарную активность, способствуя тем самым разрушению и удалению из организма инфицированных, опухолевых и других дефектных клеток.

В случаях стойкого увеличения синтеза ЦК при хронических прогрессирующих заболеваниях применяются ингибиторы, антагонисты ЦК. К ним, в частности, относятся препараты, содержащие моноклональные антитела к ФНОα (инфликсимаб). Внутривенное введение инфликсимаба больным неспецифическим язвенным колитом, болезнью Крона, находившимся на стационарном лечении в ЦНИИ гастроэнтерологии, сопровождалось выраженным изменением цитокинового статуса: снижением в периферической крови содержания не только ФНО-α (с 110 до 55 пг/мл), но и ИЛ-6 (с 60 до 30 пг/мл), с одновременным увеличением концентрации ИЛ-12 (с 90 до 210 пг/мл), без существенного изменения уровня ИЛ-4.

Таким образом, применение ЦК, их индукторов, ингибиторов сопровождается улучшением показателей клинико-лабораторной активности, снижением интенсивности воспалительных, иммунопатологических реакций при хронических ЗОП, однако позитивный эффект носит временный характер.

Заключение

Изменения цитокинового статуса при ЗОП выражены в различной степени в зависимости от этиологического фактора, вариантов течения, продолжительности, стадии, активности заболевания, проводимой терапии. Максимальное, относительно кратковременное увеличение содержания в периферической крови широкого спектра ЦК, отражающее динамику патологического процесса, характерно для обострений хронических рецидивирующих ЗОП. Продолжительное, монотонное, умеренно выраженное повышение концентрации ключевых про- и противовоспалительных ЦК отмечено при прогрессирующих ЗОП. Базисная терапия при ЗОП сопровождается снижением увеличенного содержания ЦК с одновременной позитивной динамикой клинико-лабораторных показателей активности заболевания.

Определение цитокинового статуса имеет важное прогностическое значение, поскольку позволяет судить об интенсивности воспалительных, инфекционных, иммунопатологических процессов, их динамике, прогрессировании ЗОП, а также эффективности проводимой терапии.

Литература

1. Ляшенко А.А., Уваров В.Ю. К вопросу о систематизации цитокинов// Успехи современной биологии.- 2001.- 121.- № 6.- С. 589–603.

2. Черешнев В.А., Гусев Е.И. Иммунология воспаления: роль цитокинов// Мед. иммунология.- 2001.- т. 3.- № 3.- С. 361–368.

3. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология.- М.: Мир, 2000.- С. 169–175.

4. Адлер Гвидо. Болезнь Крона и язвенный колит.- М.: Медицина, 2001.- 64 с.

5. Андерсен Л., Норгард А., Беннедсен М. Клеточный иммунный ответ на инфекцию Н.р./ В кн.: Нelicobacter рylori: революция в гастроэнтерологии.- М., 1999.- С. 46–53.

6. Астахин А.В., Левитан Б.Н., Дудина О.С. и соавт. Регуляторные цитокины сыворотки крови при хронических гепатитах и циррозах печени// Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол.- 2002.- 12.- 5.- С. 80.

7. Гудкова Р.Б., Жукова С.Г., Крумс Л.М. Сывороточные цитокины при глютеновой энтеропатии// Рос. гастроэнтер. журн.- 2001.- № 2.- С. 121.

8. Жукова Е.Н. Сывороточный интерлейкин 8 в различные периоды течения хронического рецидивирующего панкреатита и его участие в патогенезе заболевания// Росс. гастроэнтерол. журн.- 2000.- № 1.- С. 15–18.

9. Кондрашина Э.А., Калинина Н.М., Давыдова Н.И., Барановский А.Ю., Кондрашин А.С. Особенности цитокинового профиля у пациентов с хроническим H. pylory-ассоциированным гастритом и язвенной болезнью// Цитокины и воспаление.- 2002.- т. 1.- № 4.- С. 3–11.

10. Лазебник Л.Б., Царегородцева Т.М., Серова Т.И. и соавт. Цитокины и цитокинотерапия при болезнях органов пищеварения// Тер. арх.- 2004.- № 4.- С. 69–72.

11. Царегородцева Т.М., Серова Т.И. Цитокины в гастроэнтерологии.- М.: Анахарсис, 2003.- 96 с.

12. Царегородцева Т.М., Винокурова Л.В., Живаева Н.С. Цитокиновый статус при хроническом панкреатите алкогольной и билиарной этиологии// Тер. арх.- 2006.- № 2.- С. 57–60.

13. Логинов А.С., Царегородцева Т.М., Серова Т.И. и соавт. Интерлейкины при хроническом вирусном гепатите// Тер. арх.- 2001.- № 2.- С. 17–20.

14. Павленко В.В. Интерлейкин-1b и регенераторная активность слизистой оболочки толстого кишечника при язвенном колите// Рос. журн. гастроэнтер., гепатол., колопроктол.- 2002.- т. ХII.- № 5.- С. 58.

15. Семененко Т.А. Клеточный имунный ответ при гепатите С// Вирусные гепатиты.- 2000.- № 1.- (8).- С. 3–9.

16. Соколова Г.Н., Царегородцева Т.М., Зотина М.М., Дубцова Е.А. Интерлейкины при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки// Рос. гастроэнтерол. журн.- 2001.- № 2.- С. 147–148.

17. Ткаченко Е.И., Еремина Е.И. Некоторые комментарии к современному состоянию проблемы язвенной болезни// Гастроэнтерология.- СПб.- 2002.- № 1.- С. 2–5.

18. Трухан Д.И. Клинико-иммунологические варианты течения хронического панкреатита// Тер. арх.- 2001.- № 2.- С. 20–23.

19. Шерлок Ш., Дулли Дж. Заболевания печени и желчных путей. М.: Медицина, 1999.- С. 92–95.

20. Шичкин В.П. Патогенетическое значение цитокинов и перспективы цитокиновой/антицитокиновой терапии// Иммунология.- 1998.- № 2.- С. 9–13.

21. Змызгова А.В. Интерферонотерапия вирусных гепатитов.- М., 1999.

22. Долгушина А.И. Бета-лейкин в лечении язвенной болезни// Цитокины и воспаление.- 2002.- т. 1.- № 2.- С. 34.

23. Москалев А.В., Голофеевский В.Ю., Ботиева В.И. и соавт. Коррекция бета-лейкином нарушений цитокинового статуса у больных с хроническими эрозиями желудка// Гастроэнтерология.- СПб.- 2003.- № 2.- 3.- С. 110.

24. Панина А.А., Антонов Ю.В., Недогода В.В. Опыт применения ронколейкина у больных хроническим вирусным гепатитом В// Мед. иммунология.- СПб.- 2002.- 4.- 2.- С. 370–371.

25. Скляр Л.Ф., Маркелова Е.В. Цитокинотерапия рекомбинантным интерлейкином 2 (Ронколейкином) больных хроническим вирусным гепатитом С// Цитокины и воспаление.- 2002.- т. 1.- № 4.- С. 43–46.

26. Ильченко Л.Ю., Царегородцева Т.М. Интерфероны и интерферонотерапия при хронических вирусных гепатитах// Эксперим. и клинич. гастроэнтерол.- 2003.- № 1.- С. 126.

27. Маммаев С.Н., Лукина Е.А., Ивашкин В.Т. и соавт. Продукция цитокинов у больных хроническим вирусным гепатитом С на фоне терапии интерферономa// Клинич. лаборат. диагностика.- 2001.- № 8.- С. 45–47.

28. Panaccione R., Ricart E., Sandborn W.J. et al. Infliximab for Crohn`s disease in clinical practice at the Mayo Clinic// Am..J.Gastroenterol..- 2001.- 96.- P. 722–729.

29. Sandborn W.J., Hanauer S.B. Infliximab in the treatment of Chrohn`s Disease// Am.J.Gastroenterol.- 2002.- v. 97.- № 12.- P. 2962–2972.

30. Tremaine W.I., Sands B.E., Rutgeerts P.J. et al. Infliximab in the treatment of severe, steroid-refractory ulcerative colitis// J.B.D.- 2001.- 7.- P. 83–88.

31. Wagner C., Cornillie F., Shealy D. et al. Infliximab induced potent antiflammatory and local immunomodulatory activity but no systemic immune supression in patients with Crohn`s disease// Aliment. Pharmacol. Ther.- 2001.- 15.- P. 463–473.

32. Белоусова Е.А. Инфликсимаб — новый этап в лечении болезни Крона// Фарматека.- 2002.- № 9.- С. 17–25.

Цитокины - классификация, роль в организме, лечение (цитокинотерапия), отзывы, цена

Спасибо

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

Что такое цитокины?

Цитокины – это подобные гормонам специфические белки, которые синтезируются различными клетками в организме: клетками иммунной системы, клетками крови, селезенки, вилочковой железы, соединительной ткани и другими типами клеток. Основная масса цитокинов образуется лимфоцитами .

Цитокины представляют собой низкомолекулярные информационные растворимые белки, обеспечивающие передачу сигналов между клетками. Синтезированный цитокин выделяется на поверхность клетки и взаимодействует с рецепторами соседних клеток. Таким образом, сигнал передается от клетки к клетке.

Образование и выделение цитокинов длится кратковременно и четко регулируется. Один и тот же цитокин может вырабатываться разными клетками и оказывать действие на разные клетки (мишени). Цитокины могут усиливать действие других цитокинов, но могут и наоборот – нейтрализовать, ослаблять его.

Цитокины проявляют активность в очень маленьких концентрациях. Они играют важную роль в развитии физиологических и патологических процессов. В настоящее время цитокины используют в диагностике многих заболеваний и применяют в качестве лечебных средств при опухолевых, аутоиммунных, инфекционных и психиатрических заболеваниях.

Функции цитокинов в организме

Функции цитокинов в организме многогранны. В целом их деятельность можно охарактеризовать как обеспечение взаимодействия между клетками и системами:

регуляция продолжительности и интенсивности иммунных реакций (противоопухолевая и противовирусная защита организма);
регуляция воспалительных реакций;
участие в развитии аутоиммунных реакций;
определение выживаемости клеток;
участие в механизме возникновения аллергических реакций;
стимуляция или подавление роста клеток;
участие в процессе кроветворения;
обеспечение функциональной активности или токсического воздействия на клетку;
согласованность реакций эндокринной, иммунной и нервной систем;
поддержание гомеостаза (динамического постоянства) организма.

В настоящее время выяснено, что цитокины являются регуляторами не только иммунного ответа организма. По меньшей мере, их значение имеет такие основные составляющие:

регуляция процесса оплодотворения, закладки органов (включая иммунную систему) и их развитие;
регуляция нормально протекающих (физиологических) функций организма;
регуляция клеточного и гуморального иммунитета (местных и системных защитных реакций);
регуляция процессов восстановления (регенерации) поврежденных тканей.

Классификация цитокинов

В настоящее время уже известно больше 200 цитокинов, и их обнаруживается с каждым годом все больше и больше. Существует несколько классификаций цитокинов.

Классификация цитокинов по механизму биологического действия :
1. Цитокины, регулирующие воспалительные реакции:

провоспалительные (интерлейкины 1, 2, 6, 8, интерферон и другие);
противовоспалительные (интерлейкины 4, 10, и другие).

2. Цитокины, регулирующие клеточный иммунитет: интерлейкин-1 (ИЛ-1 или IL-1), ИЛ-12 (IL-12), ИФН-гамма (IFN-гамма), ТРФ-бета и другие).
3. Цитокины, регулирующие гуморальный иммунитет (ИЛ-4, ИЛ-5, ИФН-гамма, ТРФ-бета и другие).

Другая классификация делит цитокины на группы по характеру действия :

Интерлейкины (ИЛ-1 – ИЛ-18) – регуляторы иммунной системы (обеспечивают взаимодействие в самой системе и ее связи с другими системами).
Интерфероны (ИФН-альфа, бета, гамма) – противовирусные иммунорегуляторы.
Факторы некроза опухолей (ФНО-альфа, ФНО-бета) – обладают регуляторным и токсическим действием на клетки.
Хемокины (МСР-1, RANTES, MIP-2, PF-4) – обеспечивают активное перемещение различных видов лейкоцитов и других клеток.
Факторы роста (ФРЭ, ФРФ, ТФР-бета) – обеспечивают и регулируют рост, дифференцировку и функциональную активность клеток.
Колониестимулирующие факторы (Г-КСФ, М-КСФ, ГМ-КСФ) – стимулируют дифференцировку, рост и размножение ростков гемопоэза (кроветворных клеток).

Интерлейкины с 1 по 29 номер не могут быть объединенными в одну группу по общности функции, так как в их число входят и провоспалительные цитокины, и дифференцирующие цитокины для лимфоцитов, и ростовые, и некоторые регуляторные.

Цитокины и воспаление

Активация клеток зоны воспаления проявляется в том, что клетки начинают синтезировать и выделять множество цитокинов, оказывающих воздействие на близлежащие клетки и клетки отдаленных органов. Среди всех этих цитокинов есть те, которые способствуют (провоспалительные), и те, которые препятствуют развитию воспалительного процесса (противовоспалительные). Цитокины вызывают эффекты, сходные с проявлениями острых и хронических инфекционных заболеваний.

Провоспалительные цитокины

Секретировать провоспалительные цитокины способны 90% лимфоцитов (разновидность лейкоцитов), 60% макрофагов тканей (клеток, способных захватывать и переваривать бактерии). Стимуляторами выработки цитокинов являются возбудители инфекций и сами цитокины (или другие факторы воспаления).

Локальное выделение провоспалительных цитокинов вызывает формирование очага воспаления. При помощи специфических рецепторов провоспалительные цитокины связываются и вовлекают в процесс другие типы клеток: кожи, соединительной ткани, внутренней стенки сосудов, эпителиальные клетки. Все эти клетки также начинают продуцировать провоспалительные цитокины.

Важнейшими провоспалительными цитокинами являются ИЛ-1 (интерлейкин-1) и ФНО-альфа (фактор некроза опухолей-альфа). Они вызывают образование на внутренней оболочке стенки сосудов очагов адгезии (прилипания): сначала лейкоциты прилипают к эндотелию, а затем проникают через сосудистую стенку.

Эти провоспалительные цитокины стимулируют синтез и выделение лейкоцитами и эндотелиальными клетками других провоспалительных цитокинов (ИЛ-8 и других) и тем самым активируют клетки на продукцию медиаторов воспаления (лейкотриенов, гистамина, простагландинов, оксида азота и других).

При проникновении в организм инфекции выработка и выделение ИЛ-1, ИЛ-8, ИЛ-6, ФНО-альфа начинается на месте внедрения микроорганизма (в клетках слизистой оболочки, кожи, региональных лимфоузлов) – то есть цитокины активируют местные защитные реакции.

Как ФНО-альфа, так и ИЛ-1, кроме местного действия, оказывают еще и системное: активируют иммунную систему, эндокринную, нервную и систему гемопоэза. Провоспалительные цитокины способны вызывать около 50 разных биологических эффектов. Их мишенями могут оказаться практически все ткани и органы.

Цитокины регулируют и специфический иммунный ответ организма на внедрение возбудителя. Если местные защитные реакции оказались несостоятельными, то цитокины действуют на системном уровне, то есть оказывают влияние на все системы и органы, которые участвуют в поддержании гомеостаза.

При их воздействии на ЦНС меняется весь комплекс поведенческих реакций, происходит изменение синтеза большинства гормонов, синтеза белков и состава плазмы. Но все происходящие изменения не имеют случайного характера: они либо необходимы для повышения защитных реакций, либо способствуют переключению энергии организма на борьбу с патогенным воздействием.

Именно цитокины, осуществляя связь между эндокринной, нервной, кроветворной и иммунной системами, вовлекают все эти системы в формирование комплексной защитной реакции организма на внедрение болезнетворного агента.

Макрофаг поглощает бактерии и выделяет цитокины (трехмерная модель) - видео

Анализ на полиморфизм генов цитокинов

Анализ на полиморфизм генов цитокинов является генетическим исследованием на молекулярном уровне. Такие исследования представляют широкий объем информации, позволяющий выявить наличие у обследуемого лица полиморфных генов (провоспалительные варианты), спрогнозировать предрасположенность к различным заболеваниям, разработать программу профилактики таких заболеваний для данного конкретного человека и т.д.

В отличие от единичных (спорадических) мутаций полиморфные гены обнаруживаются примерно у 10% населения. Носители таких полиморфных генов имеют повышенную активность иммунной системы при оперативных вмешательствах, инфекционных заболеваниях, механических воздействиях на ткани. В иммунограмме таких лиц часто выявляется высокая концентрация цитотоксических клеток (клеток-киллеров). У таких пациентов чаще возникают септические, гнойные осложнения заболеваний.

Но в некоторых ситуациях такая повышенная активность иммунной системы может мешать: например, при экстракорпоральном оплодотворении и подсадке зародыша. А сочетание провоспалительных генов интерлейкина-1 или ИЛ-1 (IL-1), рецепторного антагониста интерлейкина-1 (RAIL-1), туморонекротического фактора-альфа (TNF-альфа) является предрасполагающим фактором для невынашивания при беременности . Если при обследовании обнаруживается наличие провоспалительных генов цитокинов, то требуется специальная подготовка к беременности или к ЭКО (экстракорпоральному оплодотворению).

Анализ на цитокиновый профиль включает обнаружение 4 полиморфных вариантов генов:

интерлейкина 1-бета (IL-бета);
рецепторного антагониста интерлейкина -1 (ILRA-1);
интерлейкина-4 (IL-4);
туморонекротического фактора-альфа (TNF-альфа).

Для сдачи анализа не требуется специальная подготовка. Материалом для исследования служит соскоб со слизистой щеки.

Современные исследования показали, что при привычном невынашивании беременности в организме женщин часто обнаруживаются генетические факторы тромбофилии (склонности к тромбообразованию). Эти гены могут приводить не только к невынашиванию, но и к плацентарной недостаточности , задержке роста плода, позднему токсикозу .

В некоторых случаях полиморфизм генов тромбофилии у плода более выражен, чем у матери, так как плод получает также и гены от отца. Мутации гена протромбина приводят практически к стопроцентной внутриутробной гибели плода. Поэтому особо сложные случаи невынашивания требуют обследования и мужа.

Иммунологическое обследование мужа поможет не только определить прогноз беременности, но и выявит факторы риска для его здоровья и возможность использования мер профилактики. В случае выявления факторов риска у матери целесообразно провести затем и обследование ребенка – это поможет разработать индивидуальную программу профилактики заболеваний у ребенка.

Схема цитокинотерапии назначается каждому больному индивидуально. Оба препарата практически не проявляют токсичности (в отличие от химиопрепаратов), не имеют побочных реакций и хорошо переносятся пациентами, не оказывают угнетающего действия на кроветворение, повышают противоопухолевый специфический иммунитет.

Лечение шизофрении

Исследованиями установлено, что цитокины участвуют в психонейроиммунных реакциях и обеспечивают сопряженную работу нервной и иммунной систем. Баланс цитокинов регулирует процесс регенерации дефектных или поврежденных нейронов. На этом основано применение новых способов лечения шизофрении – цитокинотерапии: применение иммунотропных цитокиносодержащих лекарственных средств.

Одним из способов является использование анти-ФНО-альфа и анти-ИФН-гамма антител (антител против фактора некроза опухолей-альфа и интерферона-гамма). Препарат вводят внутримышечно в течение 5 дней по 2 р. в день.

Существует также методика применения композиционного раствора цитокинов. Его вводят в виде ингаляций с помощью небулайзера по 10 мл на 1 введение. В зависимости от состояния пациента препарат вводят каждые 8 ч. в первые 3-5 дней, затем в течение 5-10 дней – по 1-2 р./сутки и последующим снижением дозы до 1 р. в 3 суток на протяжении длительного времени (до 3 месяцев) при полной отмене психотропных препаратов.

Интраназальное применение раствора цитокинов (содержащего ИЛ-2, ИЛ-3, ГМ-КСФ, ИЛ-1бета, ИФН-гамма, ФНО-альфа, эритропоэтин) способствует повышению эффективности лечения пациентов с шизофренией (в том числе при первом приступе болезни), более длительной и стойкой ремиссии. Эти методы применяются в клиниках Израиля и в России.

К основным противовоспалительным цитокинам относятся IL-4, IL-10, IL-13, GTRиRAIL-1.Вместе с тем, к этой же группе могут быть причислены и другие цитокины, входящие в состав семейства, регулирующего специфический иммунный ответ, или активно участвующие в регуляции миеломоноцитопоэза и лимфопоэза.

Приведем краткие сведения об основных противовоспалительных цитокинах.

IL-4 вырабатывается Тh2, Тh3, тучными клетками, базофилами, В-лимфоцитами и стромальными клетками костного мозга. Матричная РНКIL-4 появляется через 4 часа после стимуляции Тh 2 и Тh 3 . Одновременно с этим определяется и первая минимальная концентрацияIL-4 в кровотоке. ВыработкаIL-4 достигает максимальных величин через 48 часов с момента начала стимуляции Т-хелперов.

IL-4 обладает чрезвычайно широким спектром действия. Известно, что к этому лимфокину на различных клетках организма находится рецептор, способный вступать в реакцию с такими цитокинами, какIL-1и,IL-13,Ifи,TNF, лимфотоксинами (Lt)и, благодаря чему проявляются конкурентные отношения между про- и противовоспалительными цитокинами.

IL-4 вызывает активацию, пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов. Под его влиянием происходит переход клеток-предшественников в CTL. Он является ключевой регуляторной молекулой, запускающей процессы роста и дифференцировки В-лимфоцитов в продуценты иммуноглобулинов. Под его воздействием селективно стимулируется секрецияIgG1 иIgE.IL-4 участвует в активации тучных клеток и, кроме того, препятствует окислительному взрыву в макрофагах. Этот лимфокин усиливает хемотаксис и адгезивные свойства лейкоцитов, а также синтез и секрециюG-CSFи M-CSFмоноцитами и макрофагами. Он оказывает влияние на выработку фибробластами кожи основного хемотаксина для эозинофилов, названный эотаксином. ПрисутствиеIL-4 вызывает «кислородный взрыв» в лейкоцитах. Он также стимулирует цитотоксический (цитостатический)эффект этих клеток.

Вместе с тем, IL-4 ингибирует функции моноцитов, макрофагов и NК-лимфоцитов, блокируя и спонтанную, и стимулированную продукцию провоспалительных цитокинов –IL-1, IL-6,TNFи If. Под его воздействием угнетается влияние TNFна способность макрофагов продуцировать синтазу оксида азота.

IL-4ингибирует передачу индуцируемых Ifсигналов, но не влияет на синергическое действие вируса герпеса и TNF.

За последние годы интерес к IL-4значительно возрос, ибо обнаружено его выраженное противоопухолевое действие. Однако механизм этого явления пока нуждается в дальнейшем тщательном изучении.

IL -10 представляет собой гомодимер с молекулярной массой от 35 до 40 кДа. Он продуцируетсяCD8+, Тh1 и Тh2. Кроме того,IL-10может в небольших количествах образовываться макрофагами и В-лимфоцитами. Под влиянием IL-2 в культуре усиливается выработка IL-10 как покоящимися Т-клетками, так и Т-клетками, стимулированными Ат к СD3. Следовательно, IL-2 усиливает выработку IL-10, который, в свою очередь, подавляет его секрецию. Синтез IL-10 стимулируется также IL-4, IL-7 и IL-15.

IL-10 вызывает пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов и ингибирует активность Тh1. Под его воздействием подавляется антигенпрезентирующая функция макрофагов, так как снижается на них экспрессия МНС 2 класса. Способность IL-10 угнетать продукцию IL-1, IL-6, IL-8, G-CSF,GM-CSF, TNF, IFиIfсвязана с его супрессирующим влиянием на синтезIL-12.

IL-10является мощным ингибитором противоопухолевой цитотоксичности циркулирующих моноцитов и альвеолярных макрофагов человека.

При стимуляции макрофаги секретируют вначале провоспалительные цитокины, в том числе IL-12, и лишь впоследствии сравнительно небольшое количество IL-10. Однако при действии на макрофаги иммунных комплексов продукция IL-10 может резко возрастать, что ведет к снижению противоинфекционной защиты и развитию хронических инфекций.

В опытах in vitroустановлено, что IL-10 тормозит антимикобактериальную активность макрофагов, угнетает выработку Ifи способствует внутриклеточному переживанию микобактерий. Показано, что этот эффект может быть связан с ослаблением экспрессииCD80 (B7-1), в результате чего не передается сигнал на кластерCD28 Т-клеток.

За последние годы получены факты, позволяющие считать, что эндогенный и экзогенный IL-10 усиливает секрецию NOстимулированными макрофагами.

IL-10 является иммунодепрессантом. Он также ингибирует цитотоксическую активность, что связано с супрессией костимуляторной функции АПК. В то же время IL-10 усиливает рост активированных CD8+. Следовательно, IL-10 по-разному воздействует на Т-клетки, что зависит от того, в каком состоянии они находятся (активированы или не активированы).

Под действием IL-10усиливается продукцияIgG иIgAактивированными В-клетками.

IL -13 представляет собой полипептид, состоящий из 112 аминокислот. Онвыделяется активированными Тh2, CTL (CD8+), базофилами и тучными клетками. Секреция IL-13 чувствительна к ингибитору протеинкиназы С. Этот цитокин, как и многие другие интерлейкины, обладает выраженным плейотропным влиянием.

IL-13по механизму своего действия напоминаетIL-4.Он вызывает на В-лимфоцитах экспрессиюHLA-антигенов 2 класса, а такжеCD23, CD71, CD72. Под его влиянием на моноцитах наступает экспрессия антигеновHLA-2. IL-13стимулирует антигенпрезентирующую функцию макрофагов и повышает адгезию и выживаемость моноцитов. Кроме того, он является фактором роста В-лимфоцитов и способствует переключению синтеза сIgM наIgG4или IgE.Как иIL-4 и IL-10, он блокирует продукцию макрофагами провоспалительных цитокинов –IL-1, IL-6, IL-8 и противовоспалительных цитокиновIL-10,TNF, G-CSF, GM-CSF.

IL-13 индуцирует синтезNK-лимфоцитами IF, но ингибирует ответNKклеток на действиеIL-2. Он также является активатором эозинофилов и, кроме того, увеличивает продукцию IgE. Благодаря действиюIL-13 продлевается выживание трансплантата и, следовательно, блокируется деятельность CTL.

TGF  (трансформирующий фактор роста) является важнейшим противовоспалительнымцитокином.Так,мыши с искусственным дефектом продукцииTGFбыстро погибают при явлении генерализованного воспаления и некроза тканей, ибо при этом не проявляется противовоспалительное действие данного цитокина.

TGFпродуцируется многими клетками, в том числе моноцитами, макрофагами, эозинофилами, активированными Т- и В-лимфоцитами. Основные его функции сводятся к участию в воспалительных реакциях. Существенная роль отводится данному цитокину в процессе репарации тканей. Он усиливает рост фибробластов и синтез коллагена, но является ингибитором дифференцировки и клеточного деления Т- и В-лимфоцитов, а такжеNK-клеток. Подавляя функцию многих клеток, в том числе Тh1, CTL,NК-лимфоцитов, лимфокинактивированных киллеров (так называемыхLAK-клеток),TGFприводит к супрессии иммунного ответа. Этот цитокин ингибирует секрециюIgG, усиливая образование IgAплазматическими клетками.

Выработка TGFповышается под влиянием IL-3 и IL-5, но уменьшается под действием IL-4. Предполагается, что IL-4 может выполнять роль физиологического модулярного переключателя экспрессии TGF в эозинофилах при раневом процессе или канцерогенезе.

Провоспалительные цитокины

Например, анемия при острых и хронических инфекционных заболеваниях является результатом воздействия на организм провоспалительных цитокинов (интерлейкина-1, интерферона-бета, интерферона-гамма, ФНО, неоптерина). Они подавляют разрастание эритроидного ростка, высвобождение железа из клеток макрофагов и угнетают выработку эритропоэтина в почках. Цитокины действуют очень эффективно и быстро.

Противовоспалительные цитокины

Контроль за действием провоспалительных цитокинов осуществляется противовоспалительными цитокинами, к которым относятся ИЛ-4, ИЛ-13, ИЛ-10, ТФР-бета. Они не только могут подавлять синтез провоспалительных цитокинов, но и способствовать синтезу рецепторных антагонистов интерлейкинов (РАИЛ или RAIL).

Соотношение между противовоспалительными и провоспалительными цитокинами – важный момент в регуляции возникновения и развития воспалительного процесса. От этого баланса зависит и течение болезни, и исход ее. Именно цитокины стимулируют выработку факторов свертываемости крови в клетках эндотелия сосудов, продукцию хондролитических ферментов, способствуют образованию рубцовой ткани.

Цитокины и иммунный ответ

Все клетки в иммунной системе имеют определенные четкие функции. Согласованное взаимодействие их осуществляют цитокины – регуляторы иммунных реакций. Именно они обеспечивают обмен информацией между клетками иммунной системы и координацию их действий.

Набор и количество цитокинов – это матрица сигналов (часто меняющихся), которые воздействуют на рецепторы клеток. Сложный характер этих сигналов объясняется тем, что каждый цитокин может подавлять или активировать несколько процессов (в том числе синтез свой или других цитокинов), образование рецепторов на поверхности клеток.

Цитокины обеспечивают взаимосвязь в пределах иммунной системы между специфическим иммунитетом и неспецифической защитной реакцией организма, между гуморальным и клеточным иммунитетом. Именно цитокины осуществляют связь между фагоцитами (обеспечивающими клеточный иммунитет) и лимфоцитами (клетками гуморального иммунитета), а также между разными по своей функции лимфоцитами.

Посредством цитокинов Т-хелперы (лимфоциты, "распознающие" чужеродные белки микроорганизмов) передают команду Т-киллерам (клеткам, уничтожающим чужеродный белок). Точно также с помощью цитокинов Т-супрессоры (разновидность лимфоцитов) контролируют функцию Т-киллеров и передают им информацию о прекращении уничтожения клеток.

Если такая связь нарушится, то гибель клеток (уже собственных для организма, а не чужеродных) будет продолжаться. Именно так развиваются аутоиммунные заболевания: синтез ИЛ-12 не контролируется, клеточно-опосредованный иммунный ответ будет чрезмерно активным.

Течение и исход инфекционного заболевания зависит от способности его возбудителя (или его компонентов) вызывать синтез цитокина ИЛ-12. К примеру, разновидность грибов Candida albicans может вызывать синтез ИЛ-12, который способствует развитию эффективной клеточной защиты от этого возбудителя. Лейшмания подавляет синтез ИЛ-12 – развивается хроническая инфекция. ВИЧ подавляет синтез ИЛ-12, и это приводит к дефектам клеточного иммунитета при СПИДе.

Макрофаг поглощает бактерии и выделяет цитокины (трехмерная модель) - видео

Анализ на полиморфизм генов цитокинов

Но в некоторых ситуациях такая повышенная активность иммунной системы может мешать: например, при экстракорпоральном оплодотворении и подсадке зародыша. А сочетание провоспалительных генов интерлейкина-1 или ИЛ-1 (IL-1), рецепторного антагониста интерлейкина-1 (RAIL-1), туморонекротического фактора-альфа (TNF-альфа) является предрасполагающим фактором для невынашивания при беременности. Если при обследовании обнаруживается наличие провоспалительных генов цитокинов, то требуется специальная подготовка к беременности или к ЭКО (экстракорпоральному оплодотворению).

Анализ на цитокиновый профиль включает обнаружение 4 полиморфных вариантов генов:

интерлейкина 1-бета (IL-бета);
рецепторного антагониста интерлейкина -1 (ILRA-1);
интерлейкина-4 (IL-4);
туморонекротического фактора-альфа (TNF-альфа).

Современные исследования показали, что при привычном невынашивании беременности в организме женщин часто обнаруживаются генетические факторы тромбофилии (склонности к тромбообразованию). Эти гены могут приводить не только к невынашиванию, но и к плацентарной недостаточности, задержке роста плода, позднему токсикозу.

В некоторых случаях полиморфизм генов тромбофилии у плода более выражен , чем у матери, так как плод получает также и гены от отца. Мутации гена протромбина приводят практически к стопроцентной внутриутробной гибели плода. Поэтому особо сложные случаи невынашивания требуют обследования и мужа.

При бесплодии целесообразно выявить все известные в настоящее время факторы, которые могут приводить к нему. Полное генетическое исследование полиморфизма генов включает 11 показателей. Обследование может помочь выявить предрасположенность к нарушениям функции плаценты, повышению артериального давления, преэклампсии. Точная диагностика причин бесплодия позволит провести необходимое лечение и даст возможность сохранить беременность.

Расширенная гемостазиограмма может дать информацию не только для акушерской практики. С помощью исследования полиморфизма генов можно выявить генетические факторы предрасположенности к развитию атеросклероза, ишемической болезни сердца, спрогнозировать ее течение и вероятность развития инфаркта миокарда. Даже вероятность внезапной смерти можно просчитать с помощью генетического исследования .

Изучено также влияние полиморфизма генов на темпы развития фиброза у пациентов с хроническим гепатитом С, что может быть использовано при прогнозировании течения и исхода хронического гепатита.

Молекулярно-генетические исследования многофакторных заболеваний помогают не только в создании индивидуального прогноза по состоянию здоровья и мер профилактики, но и в разработке новых лечебных методов с применением антицитокиновых и цитокиновых лекарственных средств.

Цитокинотерапия

Лечение опухолевых заболеваний

Цитокинотерапия может применяться при любой (даже IV) стадии злокачественного заболевания, при наличии тяжелой сопутствующей патологии (печеночно-почечной или сердечно-сосудистой недостаточности). Цитокины избирательно уничтожают только клетки злокачественной опухоли и не затрагивают здоровые. Цитокинотерапия может использоваться как самостоятельный метод лечения или входить в состав комплексной терапии.

Иммунологические исследования у онкологических больных показали, что большинство злокачественных заболеваний сопровождаются нарушениями иммунологического ответа. Степень подавления его зависит от размеров опухоли и проводимого лечения (лучевой терапии и химиотерапии). Получены данные о биологических эффектах цитокинов (интерлейкина-2, интерферонов, туморонекротического фактора и других).

Цитокинотерапия применяется в онкологии несколько десятилетий. Но раньше использовались в основном интерлейкин-2 (IL-2) и интерферон-альфа (IFN-альфа) – эффективные только при меланоме кожи и раке почки. В последние годы созданы новые препараты, расширились показания для их эффективного применения.

Один из препаратов цитокинов – фактор некроза опухоли (ФНО-альфа) – действует через рецепторы, находящиеся на злокачественной клетке. Этот цитокин вырабатывается в организме человека моноцитами и макрофагами. При взаимодействии с рецепторами злокачественной клетки цитокин запускает программу гибели этой клетки.

ФНО-альфа начали применять в онкологической практике в США и в Европе еще в 80-е годы. Используется он и в настоящее время. Но высокая токсичность препарата ограничивает его применение только теми случаями, когда есть возможность изолировать орган с опухолевым процессом от общего кровотока (почки, конечность). Лекарственный препарат в этом случае циркулирует с помощью аппарата искусственного кровообращения только в пораженном органе, и не попадает в общий кровоток .

В России в 1990 г. создан препарат Рефнот (ФНО-Т) вследствие слияния генов Тимозина-альфа и Фактора некроза опухолей. Он в 100 раз менее токсичен, чем ФНО, прошел клинические испытания и с 2009 г. разрешен к применению в лечении различных видов и локализаций злокачественных опухолей.

Учитывая снижение токсичности препарата, он может вводиться внутримышечно или подкожно. Препарат оказывает действие и на первичный очаг опухоли, и на метастазы (в том числе отдаленные) в отличие от препарата ФНО-альфа, который мог оказать действие только на первичный очаг.

Другой перспективный лекарственный препарат из числа цитокинов – Интерферон-гамма (ИФН-гамма). На его основе в 1990 г. создан в России препарат Ингарон. Он оказывает прямое действие на клетки опухоли или запускает программу апоптоза (клетка сама программирует и выполняет свою гибель), повышает эффективность иммунных клеток.

Препарат также прошел клинические испытания и с 2005 г. разрешен к применению в лечении злокачественных опухолей . Препарат активирует те рецепторы на злокачественной клетке, с которыми затем взаимодействует Рефнот. Поэтому чаще всего цитокинотерапию Рефнотом сочетают с применением Ингарона.

Способ введения этих препаратов (внутримышечный или подкожный) позволяет проводить лечение в амбулаторных условиях. Противопоказана цитокинотерапия только при беременности и аутоиммунных заболеваниях. Кроме прямого воздействия на злокачественную клетку, Ингарон и Рефнот оказывают опосредованное действие – активируют собственные клетки иммунной системы (Т-лимфоциты и фагоциты), повышают общий иммунитет.

К сожалению, эффективность цитокинотерапии составляет только 30-60%, в зависимости от стадии и локализации опухоли, вида злокачественного новообразования, распространенности процесса, общего состояния больного. Чем выше стадия заболевания, тем менее выражен эффект лечения.

Но даже при наличии множественных и отдаленных метастазов и невозможности проведения химиотерапии (из-за тяжести общего состояния больного) отмечаются положительные результаты в виде улучшения общего самочувствия и приостановления дальнейшего развития заболевания.

Основные направления действий современных препаратов-цитокинов:

непосредственное воздействие на клетки самой опухоли и метастазов;
усиление противоопухолевого эффекта химиотерапии;
профилактика метастазов и рецидивов опухоли;
снижение побочных реакций химиотерапии путем угнетения кроветворения и иммуносупрессии;
лечение и профилактика инфекционных осложнений в процессе лечения.

Возможные варианты результатов применения цитокинотерапии:

полное исчезновение опухоли или уменьшение ее размеров (вследствие запуска апоптоза – запрограммированной гибели клеток опухоли);
стабилизация процесса или частичный регресс опухоли (при запуске ареста клеточного цикла в опухолевых клетках);
отсутствие эффекта – продолжается рост и метастазирование опухоли (при нечувствительности опухолевых клеток к препарату вследствие мутаций).

Из вышесказанного видно, что клинический результат применения цитокинотерапии зависит от характеристик опухолевых клеток у самого пациента . Для оценки эффективности применения цитокинов проводят 1-2 курса лечения и оценивают динамику процесса с помощью различных инструментальных методов обследования.

Возможность применения цитокинотерапии не означает отказ от других методов лечения (оперативного вмешательства, химиотерапии или лучевой терапии). Каждый из них имеет свои преимущества воздействия на опухоль. Следует использовать все показанные и доступные методы лечения в каждом конкретном случае.

Цитокины значительно облегчают переносимость лучевой и химиотерапии, предотвращают возникновение нейтропении (снижения числа лейкоцитов) и развитие инфекций в процессе химиолучевой терапии. Помимо этого, Рефнот повышает эффективность большинства химиопрепаратов. Применение его в сочетании с Ингароном за неделю до начала химиотерапии и продолжение применения цитокина после курса химиотерапии защитит от инфекций или вылечит их без антибиотиков.

Лечение шизофрении

Подробнее о шизофрении