Реферат цитокины классификация общая характеристика свойства методы оценки системы цитокинов

Обновлено: 05.07.2024

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.

Кроме лимфоцитов их секретируют макрофаги, гранулоциты, ретикулярные фибробласты, эндотелиальные клетки и другие типы клеток.

Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.

Все цитокины, а их в настоящее время известно более 30, по структурным особенностям и биологическому действию делятся на несколько самостоятельных групп.

Группировка цитокинов по механизму действия позволяет разделить цитокины на следующие группы:

• провоспалительные, обеспечивающие мобилизацию воспалительного ответа (интерлейкины 1,2,6,8, ФНОα, интерферон γ);

• противовоспалительные, ограничивающие развитие воспаления (интерлейкины 4,10, TGFβ);

• регуляторы клеточного и гуморального иммунитета — (естественного или специфического), обладающие собственными эффекторными функциями (противовирусными, цитотоксическими).

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).

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.

Содержание
Введение………………………………………….….3
Свойства цитокинов………………………………. 4
Механизм действия…………………………………5
Структура цитокинов……………………………. 7
Биологическая характеристика цитокинов……. 8
Интерлейкины…………………………………….…8
Интерфероны……………………………………. 13
Факторы некроза опухоли……………………..…14
Гемопоэтические факторы………………. 16
Хемокины……………………………………….….16
Факторыроста……………………………………..17
Антагонисты цитокинов…………………………. 18
Цитокины и иммунитет……………………………19
Нарушение продукции, рецепции цитокинов…. 21
Цитокины как лечебные препараты……………. 23
Список литературы…………………………….….25

Введение
В развитии иммунного ответа важную роль играют цитокины. Они действуют как на малых, так и больших расстояниях, обеспечивают взаимодействие между разными категориями иммунокомпетентных клеток, а также выполняютроль эффекторных молекул иммунных реакций. Они являются теми посредниками, которые обеспечивают связь иммунной системы с гемопоэзом (стволовыми кроветворными клетками), с эндокринной и нервной системами. Через них иммунная система оказывает регуляторное влияние на различные органы и ткани, может активировать или подавлять их функции, регулировать метаболизм, процессы физиологической ирепаративной регенерации. К группе цитокинов относятся: интерлейкины – макромолекулы, продуцируемые лимфоцитами; монокины, продуцируемые моноцитами, макрофагами; интерфероны; факторы некроза опухоли; хемокины, которые способны регулировать хемотаксис и активность лейкоцитов, а также воспалительные реакции. Многие цитокины принадлежат к семейтсву гемопоэтинов: ГМ-КСФ, Г-КСФ, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-7, ИЛ-11, ИЛ-12,ИЛ-13, ИЛ-15.
Таким образом, цитокины – это низкомолекулярные белки с регулятор-ными свойствами.
Цитокины впервые были обнаружены в середине 1960-х годов в супернатанте культуры лимфоцитов. Было показано, что добавление супернатанта из одной культуры лимфоцитов в другую способно оказывать влияние на процессы пролиферации, дифференцировки, созревания и метаболизма клеток. В 1970-1980 годы, когда былиразработаны технологии клонирования генов, были получены рекомбинантные цитокины, что дало возможность получения этих белков в достаточном количестве для изучения их структуры и функций.

Свойства цитокинов
К системе цитокинов в настоящее время относят около 200 индивидуальных полипептидных веществ. Среди всех известных к настоящему времени секретируемых клетками регуляторных факторов двегруппы цитокинов являются наиболее хорошо изученными и, в связи с этим, наиболее часто используемыми в диагностических целях. Это факторы роста и цитокины иммунной системы (ИС). Цитокины ИС характеризуются следующими общими свойствами:
* синтезируются в процессе реализации механизмов естественного или специфического иммунитета;
* проявляют свою активность при очень низких концентрациях (порядка10-11 моль/л);
* служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций и обладают аутокринной, паракринной и эндокринной активностью;
* действуют как факторы роста и факторы дифференцировки клеток (при этом вызывают преимущественно медленные клеточные реакции, требующие синтеза новых белков);
* образуют регуляторную сеть, в которой отдельные элементы обладают синергическим илиантагонистическим действием;
* обладают плейотропной (полифункциональной) активностью;
* каскадность эффектов;
* избыточность.
Плейотропность – это способность одного и того же цитокина вызывать различные биологические эффекты у различных типов клеток-мишеней. Синергизм цитокинов проявляется в том, что эффекты двух цитокинов намного выше, чем сложенные эффекты отдельных цитокинов. Антагонизм вдействии цитокинов проявляется в том, что одни цитокины способны подавлять или нейтрализовать эффекты других цитокинов. Каскадность в действии цитокинов наблюдается в случае, когда действие одного цитокина на клетку-мишень приводит к продукции этой клеткой другого цитокина, который, воздействуя на вторую клетку-мишень, вызывает выработку новых.

Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.

Связанные рефераты

Цитокины

. Обеспечивает нормальное созревание В-лимфоцитов Цитокины - группа растворимых клеточных.

цитокины

. Цитокины. Методы их изучения.

Особенности цитокинов

. План: 1. Введение . 2. Цитокины 3. Цитокиновая сеть 4. Интерлейкины. 5.

25 Стр. 2 Просмотры

Биохимия цитокинов

. факультет. Кафедра микробиологии. Биохимия цитокинов Курсовая работа по биохимии.

50 Стр. 121 Просмотры

методы исследования цитокинов

. ЦИТОКИНЫ. КЛАССИФИКАЦИИ. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ.

Алешкин В.А., Ложкина А.Н., Загородняя Э.Д. Иммунология репродукции

формат pdf
размер 2.75 МБ
добавлен 26 мая 2010 г.

Чита. - 2004. - 79 с. Содержание: Введение -- Иммуномодулирующие свойства некоторых гормонов -- Факторы защиты слизистых оболочек половых путей -- Факторы защиты грудного молока Мужская половая система -- Особенности репродуктивной системы -- Иммуномодуляторы репродуктивного тракта мужчин -- Антимикробные факторы защиты Иммунология гамет Некоторые регуляторы процесса оплодотворения и раннего периода развития зародыша Состояние иммунной системы.

Васильев А.Г., Чурилов Л.П. Руководство по иммунологии и иммунопатологии

формат chm
размер 11.31 МБ
добавлен 09 июля 2010 г.

Галактионов В.Г. Эволюционная иммунология. Учебное пособие

формат djvu
размер 8.68 МБ
добавлен 21 декабря 2010 г.

М.: ИКЦ "Академкнига". 2005. - 408 с. Современное руководство по эволюционной иммунологии, написанное известным в этой области специалистом. Книга состоит из двух частей: в первой описываются основные механизмы иммунной защиты у млекопитающих, вторая посвящена эволюции иммунитета. Представлен фактический материал, касающийся проявлений иммунитета у организмов, расположенных на разных ветвях филогенетического древа: от одноклеточных до млекопитаю.

Плужников М.С., Лавренова Г.В., Левин М.Я., Назаров П.Г., Никитин К.А. Иммунология хронического тонзиллита

формат pdf
размер 784.94 КБ
добавлен 11 апреля 2011 г.

Глава из книги: Тонзиллит: клинические и иммунологические аспекты. – СПб.: Диалог, 2004 59 страниц С о д е р ж а н и е MALT-система. Регионарная иммунная система рото-носо-глотки (NALT), ее анатомия и ее функциональные особенности. Кольцо Вальдейера–Пирогова Факторы врожденного иммунитета (неспецифической резистентности) в нёбных миндалинах Фагоцитоз Паттерн-распознающие рецепторы, активирующие эндоцитоз Сигнальные паттерн-распознающие рецеп.

Реферат - Аллергии

формат doc
размер 8.32 КБ
добавлен 12 июня 2011 г.

ВГМУ (Владивосток), каф. микробиологии, 1998. Введение. Типы аллергических реакций. О необходимости изучения состояния аллергической заболеваемости. Заключение.

Реферат - Аллергические реакции при переливании крови

формат doc
размер 196.5 КБ
добавлен 19 декабря 2009 г.

Реферат - Апоптоз лимфоцитов при ревматоидном артрите

формат doc
размер 62.92 КБ
добавлен 25 января 2010 г.

Положения: Для больных ревматоидным артритом характерна более высокая актив-ность апоптоза периферических лимфоцитов, которая существенно отличается от таковой у здоровых. Интенсивность программированной клеточной гибели периферических лимфоцитов при ревматоидном артрите зависит преимущественно от активности заболевания. Эффективная терапия базисными противовоспалительными препара-тами достоверно снижает активность ревматоидного артрита и усилива.

Реферат - Иммунитет

формат doc
размер 31.24 КБ
добавлен 09 февраля 2010 г.

Введение, Иммунитет, Антигены, Органы иммунной системы, Клеточные и гуморальные показатели иммунитета, Иммунный ответ, Регуляция иммунитета, Функциональная система поддержания постоянства клеток организма, Заключение.

Реферат - Т-лимфоциты

формат doc
размер 91.68 КБ
добавлен 04 ноября 2009 г.

Упрощенная схема иммунного ответа. Т-лимфоциты: развитие, дифференцировка. Субпопуляции Т-лимфоцитов, их функции. Классификация. Т-клеточный рецептор. История открытия регуляторных Т-клеток. Механизм самотолерантности.

Реферат Амилоидоз

формат htm, doc
размер 22.66 КБ
добавлен 19 октября 2010 г.

Амилоидоз, Амилоид, его природа и свойства, Углеводы амилоида, Физические свойства амилоида, Патогенез амилоидоза, Ультраструктурные компоненты, Морфогенез амилоидоза., Классификация амилоидоза,

Цитокины – группа гормоноподобных белков и пептидов, с молекулярной массой от 8 до 90 кДа, часто гликозилированных, синтезируемых и секретируемых клетками иммунной системы и другими типами клеток. От гормонов цитокины отличаются лишь частично: они продуцируются не железами внутренней секреции, а различными типами клеток; кроме того, они контролируют гораздо более широкий спектр клеток-мишеней по сравнению с гормонами

Прикрепленные файлы: 1 файл

реферат.docx

Цитокины: общие сведения.

Термин предложен С. Кохеном в 1974г.

они управляют развитием и гомеостазом иммунной систем;
осуществляют контроль за ростом и дифференцировкой клеток крови (системой гемопоэза);
принимают участие в неспецифических защитных реакциях организма, оказывая влияние на воспалительные процессы, свертывание крови, кровяное давление;
цитокины принимают участие в регуляции роста, дифференцировки и продолжительности жизни клеток, а также в управлении апоптозом.

По структуре выделяют несколько разновидностей молекул цитокинов, каждый из которых кодируется собственными генами. Состоят цитокины из одной – двух, реже более, полипептидных (гомо- и гетерологичных) цепей (мономеры, димеры, тримеры)‚ с молекулярной массой от 8 до 90 кДа, в основном 15-35 кДа. Подавляющее большинство из них в качестве характерного структурного элемента содержит 4 α-спирали и лишь для немногих (ИЛ-1, ФНОβ, трансформирующий фактор роста) характерно преобладание β-слоистой структуры.

Можно выделить 3 относительно автономные группы клеток – продуцентов цитокинов. Это:

стромальные соединительнотканные клетки, которые вырабатывают цитокины и ответственны преимущественно за гемопоэз;
моноциты/макрофаги, которые являются продуцентами цитокинов – медиаторов воспаления;
лимфоциты, вырабатывающие лимфокины, которые обеспечивают развитие антигенспецифической составляющей иммунного ответа.

Все клетки-продуценты цитокинов характеризуются своим собственным типом ответа на активирующие воздействия и природой активаторов, а также собственным, хотя и значительно перекрывающимся набором продуцируемых ими цитокинов и теми процессами, реализацию которых они обеспечивают.

В норме уровень продукции цитокинов стромальными клетками невысок. Стимулами для выработки этих цитокинов в отсутствие повреждающих и патогенных факторов служат, по-видимому, контакты с кроветворными клетками. Бактериальные продукты существенно усиливают выработку указанных цитокинов, причем это происходит не только в кроветворных органах, но и в очагах агрессии, что приводит к формированию экстрамедуллярных очагов кроветворения. В условиях активации аналогичную активность проявляют эпителиальные клетки кожи и слизистых оболочек.

Выработка цитокинов (монокинов) клетками миелоидно-моноцитарного происхождения индуцируется главным образом под воздействием бактериальных продуктов. Вызвать ее могут также многие метаболиты, сами цитокины, пептидные факторы, полиэлектролиты, а также контакты с окружающими клетками, процессы адгезии и фагоцитоза. Активация цитокиновых генов происходит в моноцитах и макрофагах в пределах 1ч, и в ближайшие часы цитокин уже можно обнаружить в среде. Среди выделяемых этими клетками цитокинов преобладают факторы, участвующие в развитии воспаления. Их называют монокинами.

После выделения клетками-продуцентами цитокины имеют короткий период полувыведения из кровотока. До 50% циркулирующих цитокинов интернализуется в течение 30 минут. Выведение катаболизированных цитокинов из организма осуществляется печенью и почками. Секреция цитокинов – краткосрочный процесс. Кодирующая цитокины мРНК нестабильна, что в сочетании с краткосрочностью транскрипции генов цитокинов приводит к краткосрочности их биосинтеза. [2].

Говоря об особенностях цитокинов, нужно учитывать следующее:

Один цитокин может продуцироваться более чем одним типом клеток;
Одна клетка может продуцировать более чем один цитокин;
Один цитокин может действовать на более чем один тип клеток;

Более чем один цитокин может индуцировать одинаковую функцию у конкретно взятого типа клеток. [1].

Обладая широким спектром биологической активности, они определяют не только адекватный уровень иммунного ответа, но и регулируют взаимодействия главных биологических интегративных систем организма – нервной, иммунной и эндокринной.

Цитокины взаимосвязаны и образуют цельную систему взаимодействующих элементов – цитокиновую сеть.

Рецепторы цитокинов и механизм действия цитокинов на клетку.

аутокринно (т.е. на клетку, которая их продуцирует);
паракринно (на клетки, расположенные вблизи, например в очаге воспаления или в лимфоидном органе);
эндокринно-дистанционно – на клетки любых органов и тканей после попадания цитокина в циркуляцию крови [3].

Образование и высвобождение этих высокоактивных молекул происходит кратковременно и жестко регулируется.

Одна часть цитокинов обладает плюрипотентным действием, т.е. действует на различные клетки-мишени, другая – оказывает специфическое воздействие на определенные клеточные линии. Влияние цитокинов на пролиферацию и дифференцировку клеток-мишеней подчиняется определенной последовательности; немаловажным также является концентрация и комбинация действующих цитокинов.

Цитокины – гидрофильные сигнальные вещества, действие которых опосредовано специфическими высокоаффинными рецепторами на внешней стороне плазматической мембраны, чувствительных к цитокинам клеток.

Все рецепторы цитокинов представляют собой трансмембранные гликопротеины, у которых внеклеточная часть отвечает за связывание цитокина. Как правило, эти рецепторы состоят более чем из одной субъединицы, причем высокоаффинное связывание является следствием взаимодействия с разными субъединицами, каждая из которых сама способна связывать соответствующий цитокин, но с более низкой аффинностью. Нередко на клетках-мишенях цитокинов обнаруживаются несколько типов центров связывания, различающихся аффинностью к цитокину. В составе клеточных мембран одни цепи реагируют только с определенным цитокином, в то время как другие способны формировать общие рецепторы для разных цитокинов. Наличие общих структур в рецепторах может обусловливать функциональное сходство ряда цитокинов. [2]

Определение биологической активности цитокинов.

В комплексный анализ системы цитокинов входит следующее:

I. Оценка клеток-продуцентов.

1. Определение экспрессии:

• рецепторов, распознающих патоген или антиген TКР, TLR) на уровне генов и молекулы белка (ПЦР, метод проточной цитофлуориметрии);

• адаптерных молекул, проводящих сигнал, запускающий транскрипцию цитокиновых генов (ПЦР и др.);

• генов цитокинов (ПЦР); белковых молекул цитокинов (оценка цитокинсинтезирующей функции мононуклеарных клеток человека).

2. Количественное определение субпопуляций клеток, содержащих те или иные цитокины: Th1, Th2 Th17 (метод внутриклеточного окрашивания цитокинов); определение количества клеток, секретирующих определенные цитокины.

II. Оценка цитокинов и их антагонистов в биологических средах организма.

Tестирование биологической активности цитокинов.
Количественное определение цитокинов с помощью ИФА.
Иммуногистохимическое окрашивание цитокинов в тканях.
Определение соотношения оппозитных цитокинов (про- и противовоспалительных), цитокинов и антагонистов рецепторов цитокинов.

III. Оценка клеток-мишеней.

Определение экспрессии рецепторов цитокинов на уровне генов и белковой молекулы (ПЦР, метод проточной цитофлуориметрии).
Определение сигнальных молекул во внутриклеточном содержимом.
Определение функциональной активности клеток-мишеней.

В настоящее время разработаны многочисленные методы оценки системы цитокинов, которые дают разноплановую информацию. Среди них различают:

молекулярно-биологические методы;
методы количественного определения цитокинов с помощью иммуноанализа;
тестирование биологической активности цитокинов;
внутриклеточное окрашивание цитокинов;
метод ELISPOT, позволяющий выявить цитокины вокруг единичной цитокинпродуцирующей клетки;
иммунофлюоресценцию. [4]

Краткая характеристика этих методов.

С помощью молекулярно- биологических методов можно исследовать экспрессию генов цитокинов, их рецепторов, сигнальных молекул, изучать полиморфизм указанных генов. В последние годы выполнено большое число работ, выявивших ассоциации между вариантами аллелей генов молекул системы цитокинов и предрасположенностью

к ряду заболеваний. Изучение аллельных вариантов генов цитокинов может дать информацию о генетически запрограммированной продукции того или иного цитокина. Наиболее чувствительной считается полимеразная цепная реакция в реальном времени - ПЦР-РВ. Метод гибридизации in situ позволяет уточнить тканевую и клеточную локализацию экспрессиии цитокиновых генов.

Количественное определение цитокинов в биологических жидкостях и в культурах мононуклеарных клеток периферической крови методом ИФА можно охарактеризовать следующим образом. Поскольку цитокины являются локальными медиаторами, более целесообразно измерять их уровни в соответствующих тканях после экстракции тканевых протеинов или в естественных жидкостях, например в слезе, смывах из полостей, моче, амниотической жидкости, спинномозговой жидкости и т.д. Уровни цитокинов в сыворотке или других биологических жидкостях отражают текущее состояние иммунной системы, т.е. синтез цитокинов клетками организма in vivo.

Определение уровней продукции цитокинов мононуклеарами периферической крови (МНК) показывает функциональное состояние клеток. Спонтанная продукция цитокинов МНК в культуре свидетельствует, что клетки уже активированы in vivo.Индуцированный (различными стимуляторами, митогенами) синтез цитокинов отражает потенциальную, резервную способность клеток отвечать на антигенный стимул (в частности, на действие лекарственных препаратов). Сниженная индуцированная продукция цитокинов может служить одним из признаков иммунодефицитного состояния. Цитокины не специфичны в отношении конкретного антигена. Поэтому специфическая диагностика инфекционных, аутоиммунных и аллергических заболеваний с помощью определения уровня тех или иных цитокинов невозможна. В то же время оценка уровней цитокинов позволяет получить данные о тяжести воспалительного процесса, его переходе на системный уровень и прогнозе, функциональной активности клеток иммунной системы, о соотношении Th1- и Th2-клеток, что очень важно при дифференциальной диагностике ряда инфекционных и иммунопатологических процессов.

В биологических средах можно определить цитокины количественно с помощью целого ряда методов иммуноанализа,используя поликлональные и моноклональные антитела. ИФА позволяет узнать, каковы точные концентрации цитокинов в биологических жидкостях организма. Иммуноферментное выявление цитокинов имеет ряд преимуществ перед другими методами (высокая чувствительность, специфичность, независимость от присутствия антагонистов, возможность точного автоматизированного учета, стандартизации учета). Однако и этот метод имеет свои ограничения: ИФА не характеризует биологическую активность цитокинов, может давать ложные результаты за счет перекрестно-реагирующих эпитопов.

Биологическое тестирование проводят на основе знания основных свойств цитокинов, их действия на клетки-мишени. Изучение биологических эффектов цитокинов позволило разработать четыре разновидности тестирования цитокинов:

по индукции пролиферации клеток-мишеней;
по цитотоксическому эффекту;
по индукции дифференцировки костно-мозговых предшественников;
по противовирусному действию.

ИЛ-1 определяют по стимулирующему действию на пролиферацию мышиных тимоцитов, активированных митогеном in vitro; ИЛ-2 - по способности стимулировать пролиферативную активность лимфобластов; по цитотоксическому действию на мышиные фибробласты (L929) тестируют ФНОа и лимфотоксины. Колониестимулирующие факторы оценивают по их способности поддерживать рост костномозговых предшественников в виде колоний в агаре. Противовирусную активность ИФН выявляют по угнетению цитопатического действия вирусов в культуре диплоидных фибробластов человека и опухолевой линии фибробластов мышей L-929.

Читайте также: