Цитокины

1.

Цитокины
Подготовил студент 454 А группы
Лечебного факультета
Курчевский С. C.

2.

Что такое цитокины?
Цитокины
представляют собой
группу полипептидных
медиаторов,
участвующих в
формировании и
регуляции защитных
реакций организма.

3.

Классификация
Классификация по биологическому действию:
1. Цитокины-регуляторы воспаления:
провоспалительные (интерлейкины 1, 2, 6, 8,
интерферон и другие);
противовоспалительные (интерлейкины 4, 10, и
другие).
2. Цитокины-регуляторы клеточного иммунитета: ИЛ1, ИЛ-12, ИФН-гамма, ТРФ-бета и другие.
3. Цитокины-регуляторы гуморального иммунитета:
(ИЛ-4, ИЛ-5, ИФН-гамма, ТРФ-бета и другие).

4.

Классификация
Классификация 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).

5.

Структурно-функциональная классификация
Семейство
Цитокины
Биологические функции
Факторы гемопоэтических клеток
SCF, Flt3-L, IL-3, эритропоэтин,
тромбопоэтин, GM-CSF, G-CSF, M-CSF
Поддержание жизнеспособности и
пролиферации кроветворных клеток
Интерфероны I и III типов
IFNα, IFNβ, IFNδ, IFNK, IFNT, IFN?, IFNλ (IL28, IL-29)
Противовирусная, антипролиферативная,
иммунорегуляторная активность
Семейство IL-1
IL-1 (Fl-Fll):IL-1α, IL-1β, raIL-1,IL-18, IL-33
Провоспалительная активность, участие в
развитии иммунного ответа
Семейство фактора некроза опухолей
TNFα, Ltα, LTβ, а также мембранные
молекулы
Провоспалительная активность, медиаторы
межклеточных взаимодействий, индукция
апоптоза, участие в морфогенезе
Семейство IL-6
IL-6, IL-U,IL-31,OSM, LIF
Провоспалительное и иммунорегуляторное
действие
Хемокины
Группы: СС, СХС, СХЗС, С
Хемотаксис и активация клеток иммунной
системы
Семейство TGF
TGFα, TGFβ, морфогенетические факторы
Регуляция воспаления, ангиогенеза,
морфогенетических процессов
Семейство IL-10
IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26
Иммуносупрессивное действие
Семейство IL-12
IL-12, IL-23, IL-27
Определение направления иммунного
ответа путем выбора пути
дифференцировки Т-хелперов
Тh1-цитокины
IFNγ, IL-2, IL-21
Индукция Т-клеточного ответа
воспалительного типа
Тh2-цитокины
IL-4, IL-5, IL-9, IL-13
Индукция гуморального и
антипаразитарного иммунного ответа
Семейство IL-17
IL-17A-F
Медиаторы хронического воспаления.
Привлекают нейтрофилы

6.

Свойства цитокинов
1. Цитокины являются полипептидами или белками, часто
гликозилированными, с молекулярной массой от 5 до 50 кДа.
2. Цитокины не имеют антигенной специфичности биологического
действия. Они влияют на функциональную активность клеток,
принимающих участие в реакциях врожденного и приобретенного
иммунитета. Тем не менее, воздействуя на Т- и В-лимфоциты,
цитокины способны стимулировать антиген-зависимые процессы
в иммунной системе.
3. Синтез цитокинов является индуцибельным процессом.
Большинство цитокинов не синтезируется клетками вне
воспалительной реакции и иммунного ответа. Экспрессия генов
цитокинов начинается в ответ на проникновение в организм
патогенов, антигенное раздражение или повреждение тканей.
Одними из наиболее сильных индукторов синтеза цитокинов
служат
компоненты
клеточных
стенок
бактерий:
липополисахариды, пептидогликаны и мурамилдипептиды.

7.

Свойства цитокинов
4. Цитокины синтезируются в ответ на стимуляцию через короткий
промежуток
времени.
Синтез
прекращается
за
счет
разнообразных механизмов ауторегуляции, включая повышенную
нестабильность РНК, и существования отрицательных обратных
связей, опосредуемых простагландинами, кортикостероидными
гормонами и другими факторами.
5. Один и тот же цитокин может продуцироваться различными по
гистогенетическому происхождению типами клеток организма в
разных органах.
6. Цитокины обладают плейотропностью биологического
действия. Один и тот же цитокин может действовать на многие
типы клеток, вызывая различные эффекты в зависимости от вида
клеток-мишеней.
7.
Для
цитокинов
характерна
взаимозаменяемость
биологического действия. Несколько разных цитокинов могут
вызывать один и тот же биологический эффект либо обладать
похожей активностью.

8.

Свойства цитокинов
8. Цитокины индуцируют либо подавляют синтез самих себя,
других цитокинов и их рецепторов, участвуя в формировании
цитокиновой сети.
9. Цитокины могут быть ассоциированными с мембранами
синтезирующих их клеток, обладая в виде мембранной формы
полным спектром биологической активности.
10. Цитокины действуют на клетки различными путями:
аутокринно — на клетку, синтезирующую и секретирующую
данный цитокин; паракринно — на клетки, расположенные
вблизи клетки-продуцента, например, в очаге воспаления или в
лимфоидном органе; эндокринно — дистантно на клетки любых
органов и тканей после попадания цитокина в циркуляцию. В
последнем случае действие цитокинов напоминает действие
гормонов.

9.

10.

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.

11.

Некоторые цитокины: IL-1
IL-1 подразделяется на IL-1α и IL-1β.
IL-1β является мощным провоспалительным цитокином,
индуцируемым
главным
образом
лимфоцитами,
макрофагами и моноцитами в ответ на микробные
молекулы. При вирусной инфекции экспрессируются
рецепторы распознавания образов (PRR) и toll-подобные
рецепторы (TLR), которые, в свою очередь, приводят к
усилению экспрессии IL-1β. IL-1β стимулирует CD4+ Тклетки, а также дифференцирует их в клетки Th17.
В дополнение к стимулирующему эффекту семейства IL-1,
существуют также члены (IL-1RA и IL-1R2), которые могут
ингибировать или подавлять экспрессию цитокинов IL-1. IL1RA секретируется нейтрофилами, макрофагами, моноцитами
и гепатоцитами с целью уменьшения воспаления. Однако
экспрессия IL-1RA должна быть выражена (увеличена) в 1000
раз, чтобы эффективно ингибировать или подавлять
экспрессию IL-1β.
Кроме интерлейкинов 1α , 1β и антагонистов рецептора
интерлейкина 1, относят также интерлейкины -18 и -33. Все
они обладают определённым сходством структуры. Кроме
этого, было обнаружено ещё 6 факторов, отнесённых к этому
надсемейству.

12.

Некоторые цитокины: IL-6
Интерлейкин,
который
может
действовать
как
провоспалительный
цитокин.
Синтезируется
активированными
макрофагами
и
T-клетками
и
стимулирует иммунный ответ. Особенно его роль велика
при травматическом поражении ткани, ожогах и других
повреждениях, ведущих к воспалению. В мышечной ткани
может действовать как защитный антивоспалительный
миокин.
Интерлейкин 6 является одним из важнейших медиаторов
острой фазы воспаления. В мышцах и жировой ткани он
стимулирует мобилизацию энергии, которая приводит к
повышению температуры тела, а также главный
стимулятор синтеза печенью белков острой фазы,
стимулирует пролиферацию и дифференцировку B- и Tклеток, стимулирует лейкоцитопоэз. Секретируется
макрофагами, фибробластами, клетками сосудистого
эндотелия,
Т-клетками,
глиальными
клетками,
эпителиальными и кератиноцитами кожи.
В мышцах вырабатывается в ответ на мышечные
сокращения, где он действует как миокин, увеличивая
доставку субстрата к мышечным клеткам.

13.

Некоторые цитокины: TNO(α)
Как и другие провоспалительные Th1цитокины, TNF-α играет важную роль в
воспалительной реакции как локально, так и в
кровообращении. Это внеклеточный белок,
многофункциональный
и
мощный
провоспалительный цитокин, синтезирующийся
в основном моноцитами и макрофагами.
Влияет на липидный метаболизм, коагуляцию,
устойчивость к инсулину, функционирование
эндотелия, стимулирует продукцию ИЛ-1, ИЛ-6,
ИЛ-8,
интерферона-гамма,
активирует
лейкоциты, один из важных факторов защиты
от внутриклеточных паразитов и вирусов.TNF-α
запускает экспрессию эндотелиальных клеток
сосудов, а также усиливает молекулы адгезии
лейкоцитов
(L-селектины),
которые
стимулируют инфильтрацию иммунных клеток.
Он играет решающую роль в раннем
реагировании
на
вирусную
инфекцию,
усиливая инфильтрацию лимфоцитов в очаг
инфекции.

14.

Некоторые цитокины: Хемокины
Цитокины, обладающие хемотаксической
активностью. Они подразделяются на четыре
основных подсемейства, включая хемокины
CXC, CC, CX3C и C, имеющие как
структурные,
так
и
функциональные
различия. Они играют решающую роль в
регулировании движения и локализации
лимфоцитов и подмножества дендритных
клеток.
Хемокины
CXC
в
основном
участвуют
в
рекрутировании
иммунных
клеток
в
очаг
воспаления,
а
гомеостатические
хемокины
опосредуют
гомеостатическую
миграцию
и
возвращение лимфоцитов. Однако некоторые
хемокины также имеют двойную функцию и могут
быть
воспалительными
и/или
противовоспалительными в зависимости от места

15.

Некоторые цитокины: TGF-beta
TGF-beta инициирует апоптоз в большинстве типов клеток. TGF-beta может вызывать апоптоз,
активируя какой-либо их двух сигнальных путей: SMAD или DAXX.
TGF-beta играет важную роль в регуляции клеточного цикла. TGF-beta является причиной
синтеза белков p15 и p21, которые блокируют комплекс циклин/CDK, ответственный за
фосфорилирование белка ретинобластомы (Rb). Таким образом TGF-beta подавляет
экспрессию гена c-myc, который участвует в прогрессе G1-фазы клеточного цикла. В результате
TGF-beta блокирует переход через G1-фазу клеточного цикла.
TGF-beta, как полагают, играет важную роль в регуляции работы иммунной системы. Через
белок Foxp3 он влияет на регуляторные Т-клетки и T-хелперы. Оказалось, что TGF-beta
блокирует активацию лимфоцитов и макрофагов, тем самым проявляя противовоспалительный
эффект.

16.

Некоторые другие цитокины
IL-5
(Э-КСФ)
IFN-γ
IL-12A
Лимфотоксин
(TNF-beta)
IL-10

17.

Спасибо за внимание!