Физиология и патология системы крови

91

ток;

5.Образуют разветвленную регуляторную сеть, в которой отдельные соединения проявляют синергическое или антагонистическое действие.

6.Обладают полифункциональной (плейотропной) активностью и перекрывающимися функциями, что обеспечивает высокую надежность действия указанных соединений (А.Л. Пухальский).

Следует отметить, что одна и та же клетка может секретировать несколько различных цитокинов, тогда как один и тот же цитокин способен продуцироваться различными клетками. Как правило, на одну и ту же клетку действует одновременно или последовательно несколько цитокинов, частично перекрывающих эффект друг друга. Все это обеспечивает высокую биологическую надежность действию цитокинов и не позволяет наступить срыву важнейших физиологических процессов, осуществляемых в целом организме.

В настоящее время описано биологическое действие, клонированы гены и получено рекомбинантно более 50 цитокинов.

Условно все цитокины можно разделить на 4 группы: 1. интерлейкины – IL (к настоящему времени выявлено, а также изучена природа 18 интерлейкинов); 2. ин-

терфероны – IF ( , , и ); 3. гемопоэтические колониестимулирующие ростовые факторы; 4. факторы, тормозящие опухолевый рост, – фактор некроза опухолей (TNF) и , онкостатин М, лейкозингибирующий фактор и др.

По происхождению цитокины делят на монокины и лимфокины. К монокинам относятся: IL-1, IL-3, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-15, TNF, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), макрофагальный воспалительный белок-1 (MIP-1 ), макрофагальный хемоаттрактирующий белок – 1, 2, 3 (MCP-1, 2, 3), лимфоцитарный хемоаттрактирующий фактор (LCF), макрофагальный хемоаттрактирующий активирующий фактор (MCAF), рецепторный антагонист IL-1 (RAIL-1), трансформирующий фактор роста (TGF ). К лимфокинам принадлежат: IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL- 9, IL-10, IL-13, IL-14, IL-16, If (C.А. Кетлинский, Н.М. Калинина). Первые из них продуцируются макрофагами/фагоцитами, вторые – лимфоцитами. Однако это деление является чисто условным, так как многие монокины продуцируются лимфоцитами и другими клетками, а лимфокины – моноцитами и макрофагами (рис. 13, 14, 15).

Большинство цитокинов, за исключением IL-1 и IL-4, действуют преимущественно местно. В то же время их функция наиболее ярко проявляется в процессе иммунного ответа, хотя этим она не ограничивается. Эффекты цитокинов выявляются практически во всех органах: красном костном мозге, печени, сосудах, центральной нервной системе, эндокринной системе и т. д. В процессе развития иммунного ответа продуцируется большое количество интерлейкинов и других факторов, которые обеспечивают надежность системы специфической защиты.

По функциям цитокины принято разделять на 4 группы: 1) лимфоцитарные цитокины (IL-2, IL-4, TGF ); 2) доиммунные цитокины (TNF, IL-1, IL-6, хемокины); 3) цитокины – регуляторы иммунного воспаления (If- , IL-5, IL-10, IL-12); 4) цитокины – факторы роста (c-kit-лиганд, GM-CSF, М-CSF, IL-3, IL-7, IL-9, IL-11).

По основным механизмам действия цитокины делят на 5 групп: 1. ростовые факторы, контролирующие гемопоэз, в том числе продукцию иммунокомпетентных клеток; 2. провоспалительные цитокины, обеспечивающие мобилизацию и активацию клеток, принимающих участие в развитии воспаления; 3. противовоспалительные цитокины – ограничивающие развитие инфекционного и воспалительного процесса; 4. иммунные цитокины – регулирующие течение клеточного и гуморального иммунитета; 5. эффекторные цитокины – обладающие противовирусным, цитотоксическим и другими эффектами.

91

92

Некоторые исследователи (А.А. Ярилин, А.Ф. Возианов и др.) считают, что в отдельную группу можно выделить цитокины, обладающие свойством лимфопоэтинов (большая часть интерлейкинов), эозинофилопоэтические цитокины (IL-3, IL-5, GM-CSF) и хемокины или хемоаттрактанты (IL-8, IL-16 и др.).

Следует заметить, что такое деление также во многом условно, ибо одни и те же цитокины могут быть отнесены к различным группам (см. табл. 4).

Более того, приведенная классификация не отражает всего многообразия действия цитокинов. Известно, что эти соединения контролируют ангиогенез, рост и развитие нервной, эндокринной и соединительной ткани, процессы репарации и регенерации, синтез белков острой фазы и многие другие.

Влияние цитокинов осуществляется за счет взаимодействия со специфическими мембранными рецепторами клетки-мишени, которые в большинстве случаев представлены пептидными или гликопротеидными цепями, встроенными в клеточную мембрану. В зависимости от функции, выполняемой рецептором, они могут быть одно-, двух- и трех-цепочечными. Цитокины всегда взаимодействуют с внешней, экстрацеллюлярной частью рецептора, обладающей ферментативной активностью. Сигнал с этой части рецептора передается внутрь клетки, благодаря чему возникает цикл специфических ответных реакций. Эффективность действия рецептора зависит от его аффинности, то есть от того, какое минимальное количество лиганда требуется для образования прочного комплекса. В большинстве случаев аффинность зависит от числа полипептидных или гликопротеидных цепей, входящих в рецептор. Благодаря тому, что отдельные цепи, составляющие различные рецепторы, могут иметь одинаковое строение, разные цитокины способны связываться с одним и тем же рецептором и оказывать сходное действие на одну и ту же клеточную мишень. Этим во многом объясняется плейотропность (разнообразие действий) цитокинов. Более того, указанными особенностями обеспечивается высокая биологическая надежность действия цитокинов, ибо они довольно часто подменяют друг друга, не допуская сбоя в деятельности иммунной системы.

3.11.7.1. Провоспалительные цитокины

Провоспалительные цитокины синтезируются, секретируются и действуют через свои рецепторы на клетки мишени на ранней стадии воспаления, участвуя в за-

92

93

пуске специфического иммунного ответа, а также в его эффекторной фазе. Ниже мы приводим краткую характеристику основных провоспалительных цитокинов.

IL-1 – соединение, секретируемое при антигенной стимуляции моноцитами, макрофагами, клетками Лангерганса, дендритными клетками, кератиноцитами, мозговыми астроцитами и микроглией, эндотелиальными, эпителиальными, мезотелиальными клетками, фибробластами, NК-лимфоцитами, нейтрофилами, В- лимфоцитами, гладкомышечными клетками, клетками Лейдига и Сертоли и др. Приблизительно 10% базофилов и тучных клеток также продуцируют IL-1. Перечисленные факты свидетельствуют о том, что IL-1 может секретироваться непосредственно в кровь, тканевую жидкость и лимфу. Все клетки, в которых образуется этот цитокин, не способны к спонтанному синтезу IL-1 и отвечают его продукцией и секрецией в ответ на действие инфекционных и воспалительных агентов, микробных токсинов, разнообразных цитокинов, активных фрагментов комплемента, некоторых активных факторов свертывания крови и других. По образному выражению A. Bellau, IL-1 – это семья молекул на все случаи жизни. IL-1 подразделяются на 2 фракции – и , являющиеся продуктами разных генов, но имеющие сходные биологические свойства. Обе эти формы образуются из соответствующих молекул предшественников с одинаковой молекулярной массой – 31 кДа. В результате биохимических превращений в конечном итоге формируются одноцепочечные биологически активные полипептиды с молекулярной массой 17,5 кДа. Практически весь IL-1 остается внутри клетки или связывается с мембраной. В отличие от IL-1 , IL-1 активно секретируется клетками и у человека является основной секреторной формой IL-1. В то же время оба интерлейкина обладают одинаковым спектром биологической активности и конкурируют за связывание одного и того же рецептора. Следует, однако, учитывать, что IL-1 является, в основном, медиатором местных защитных реакций, тогда как IL-1 осуществляет свое действие как на местном, так и на системном уровне. Опыты с рекомбинантным IL-1 показали, что у данного цитокина существует не менее 50 различных функций, а мишенями служат клетки практически всех органов и тканей. Влияние IL-1, в основном, направлено на Тх1, хотя он способен стимулировать Тх2 и В-лимфоциты. В костном мозге под его воздействием увеличивается количество кроветворных клеток, находящихся в стадии митоза. IL-1 может оказывать действие на нейтрофилы, усиливая их двигательную активность и тем самым способствуя фагоцитозу. Этот цитокин участвует в регуляции функций эндотелия и системы свертывания крови, индуцируя прокоагулянтную активность, синтез провоспалительных цитокинов и экспрессию на поверхности эндотелия адгезивных молекул, обеспечивающих роллинг и прикрепление нейтрофилов и лимфоцитов, в результате чего в сосудистом русле развивается лейкопения и нейтропения. Действуя на клетки печени, он стимулирует образование острофазных белков. Установлено, что IL-1 является главным медиатором развития местного воспаления и острофазного ответа на уровне организма. Кроме того, он ускоряет рост кровеносных сосудов после их повреждения. Под воздействием IL-1 в крови уменьшается концентрация железа и цинка и увеличивается экскреция натрия. Наконец, как это установлено в последнее время, IL-1 способен увеличивать количество циркулирующего оксида азота. Последний, как известно, играет чрезвычайно важную роль в регуляции кровяного давления, способствует дезагрегации тромбоцитов и усиливает фибринолиз. Следует заметить, что под воздействием IL-1 усиливается образование розеток нейтрофилов и лимфоцитов с тромбоцитами, что играет важную роль в осуществлении неспецифической резистентности, иммунитета и гемостаза (Ю.А. Витковский). Все это говорит о том, что IL-1 стимулирует развитие целого комплекса защитных реакций организма, направленных на ограничение распространения инфекции, элиминацию внедрившихся микроорганизмов и восстановление целости поврежденных тканей.

93

94

IL-1 оказывает влияние на хондроциты, остеокласты, фибробласты и панкреатические -клетки. Под его влиянием усиливается секреция инсулина, АКТГ и кортизола. Добавление IL-1 или TNF в первичную культуру клеток гипофиза уменьшает секрецию тиреотропного гормона.

IL-1 образуется в центральной нервной системе, где он может выполнять роль медиатора. Под воздействием IL-1 наступает сон, сопровождающийся наличием - ритма (медленный сон). Он также способствует синтезу и секреции астроцитами фактора роста нервных волокон. Показано, что содержание IL-1 повышается при мышечной работе. Под влиянием IL-1 усиливается продукция самого IL-1, а также IL- 2, IL-4, IL-6, IL-8 и TNF . Последний, кроме того, индуцирует синтез IL-1, IL-6 и IL-8.

Многие провоспалительные эффекты IL-1 осуществляются в комплексе с TNF и IL-6: индукция лихорадки, анорексия, влияние на гемопоэз, участие в неспецифической противоинфекционной защите, секреции острофазных белков и другие (А.С. Симбирцев).

IL-6 – мономер с молекулярной массой 19-34 кДа. Он продуцируется стимулированными моноцитами, макрофагами, эндотелиоцитами, Тх2, фибробластами, гепатоцитами, клетками Сертоли, клетками нервной системы, тиреоцитами, клетками островков Лангерганса и др. Вместе с IL-4 и IL-10 он обеспечивает рост и дифференцировку В-лимфоцитов, способствуя переходу последних в антителопродуценты. Кроме того, он как и IL-1, стимулирует гепатоциты, приводя к образованию белков острой фазы. IL-6 действует на гемопоэтические клетки-предшественники и, в частности, стимулирует мегакариоцитопоэз. Это соединение обладает противовирусной активностью. Существуют цитокины, входящие в семейство IL-6, – это онкостатин М (OnM), фактор, ингибирующий лейкемию, ресничный нейротропный фактор, кардио- тропин-1. Их влияние не затрагивает иммунную систему. Семейство IL-6 проявляет действие на эмбриональные стволовые клетки, вызывает гипертрофию миокарда, синтез БОВ, поддержание пролиферации клеток миеломы и кроветворных предшественников, дифференцировку макрофагов, остеокластов, нервных клеток, усиление тромбоцитопоэза и др.

Следует заметить, что у мышей с прицельной инактивацией (нокаутом) гена, кодирующего общий компонент рецепторов для цитокинов семейства IL-6, развиваются многочисленные отклонения в различных системах организма, несовместимые с жизнью. Наряду с нарушением кардиогенеза у эмбрионов таких мышей имеет место резкое снижение числа клеток-предшественников различных кроветворных рядов, а также резкое уменьшение размеров тимуса. Эти факты говорят о чрезвычайной важности IL-6 в регуляции физиологических функций (А.А. Ярилин).

Между провоспалительными цитокинами, которые действуют как синергисты, существуют очень сложные взаиморегулирующие отношения. Так, IL-6 ингибирует продукцию IL-1 и TNF , хотя оба эти цитокина являются индукторами синтеза IL-6. Кроме того, IL-6, воздействуя на гипоталамо-гипофизарную систему, приводит к усилению продукции кортизола, ингибирующего экспрессию гена IL-6, как и генов других провоспалительных цитокинов.

К семейству IL-6 относится также онкостатин М (OnM), обладающий чрезвычайно широким спектром действия. Его молекулярная масса равна 28 кДа. Установлено, что OnM способен тормозить рост ряда опухолей. Под его воздействием стимулируется образование IL-6, активатора плазминогена, вазоактивных пептидов кишечника, а также БОВ. Из сказанного вытекает, что OnM должен играть не последнюю роль в регуляции иммунного ответа, свертывания крови и фибринолиза.

IL-8 относится к так называемому семейству хемокинов, стимулирующих хемотаксис и хемокинез и насчитывающих до 60 индивидуальных веществ со своими особенностями строения и биологическими свойствами. Зрелый IL-8 существует в

94

95

нескольких формах, различающихся по длине полипептидной цепи. Образование той или иной формы зависит от специфических протеаз, воздействующих на N-конец молекулы негликозированного предшественника. В зависимости от того, какими клетками синтезируется IL-8, в его состав входит различное число аминокислот. Наибольшей биологической активностью обладает форма IL-8, состоящая из 72 аминокислот (А.С. Симбирцев).

IL-8 высвобождается полиморфно-ядерными лейкоцитами, моноцитами, макрофагами, мегакариоцитами, нейтрофилами, Т-лимфоцитами (Тх), фибробластами, хондроцитами, кератиноцитами, эндотелиальными и эпителиальными клетками, гепатоцитами и микроглией.

Продукция IL-8 осуществляется в ответ на действие биологически активных соединений, в том числе провоспалительных цитокинов, а также IL-2, IL-3, IL-5, GMCSF, различных митогенов, липополисахаридов, лектинов, продуктов распада вирусов, тогда как противовоспалительные цитокины (IL-4, IL-10) снижают выработку IL- 8. Его активация и выделение происходит также под влиянием тромбина, активатора плазминогена, стрептокиназы и трипсина, что указывает на тесную связь между функцией этого цитокина и системой гемостаза.

Синтез IL-8 осуществляется на действие самых различных эндогенных или экзогенных раздражителей, возникающих в очаге воспаления при развитии местной защитной реакции на внедрение патогенного агента. В этом отношении продукция IL-8 имеет много общего с другими провоспалительными цитокинами. В то же время синтез IL-8 подавляют стероидные гормоны, IL-4, IL-10, If и If .

IL-8 стимулирует хемотаксис и хемокинез нейтрофилов, базофилов, Т- лимфоцитов (в меньшей степени) и кератиноцитов, вызывая дегрануляцию этих клеток. При внутрисосудистом введении IL-8 отмечается быстрая и резкая гранулоцитопения, за которой неукоснительно следует повышение уровня нейтрофилов в периферической крови. При этом нейтрофилы мигрируют в печень, селезенку, легкие, но не в поврежденные ткани. Более того, в эксперименте показано, что внутривенное введение IL-8 блокирует миграцию нейтрофилов во внутрикожные области воспаления.

В нестимулированных нейтрофилах IL-8 вызывает освобождение белка, связанного с витамином В12, из специфических гранул и желатиназы – из секреторных везикул. Дегрануляция азурофильных гранул в нейтрофилах наступает лишь после их стимуляции цитохалазином-В. При этом высвобождается эластаза, миелопероксидаза, -глюкоронидаза и другие эластазы и наступает экспрессия адгезивных молекул на мембране лейкоцита, обеспечивающих взаимодействие нейтрофила с эндотелием. Следует заметить, что IL-8 не способен вызвать пусковой механизм респираторного взрыва, но может усиливать действие других хемокинов на этот процесс.

IL-8 способен стимулировать ангиогенез, благодаря активации пролиферативных процессов в эндотелиоцитах и гладкомышечных клетках, что играет важную роль в репарации тканей. Кроме того, он может подавлять синтез IgE, возникающий под воздействием IL-4.

По всей видимости, IL-8 играет не последнюю роль в местном иммунитете слизистых оболочек. У здоровых людей он обнаружен в секретах слюнных, слезных, потовых желез, в молозиве. Установлено, что гладкомышечные клетки в трахее человека способны продуцировать незначительные количества IL-8. Под влиянием брадикинина продукция IL-8 возрастает в 50 раз. Блокаторы белкового синтеза тормозят синтез IL-8. Есть все основания полагать, что местно IL-8 обеспечивает течение защитных реакций при воздействии патогенной флоры в верхних дыхательных путях.

95

96

IL-12 открыт более десяти лет тому назад, однако его свойства изучены лишь в последние годы. Он образуется макрофагами, моноцитами, нейтрофилами, дендритными клетками и активированными В-лимфоцитами. В гораздо меньшей степени IL-12 способны секретировать кератиноциты, клетки Лангерганса и покоящиеся В- лимфоциты. Кроме того, он продуцируется клетками микроглии и астроцитами, для чего необходима их кооперация. IL-12 представляет собой гетеродимер, состоящий из двух ковалентно связанных полипептидных цепей: тяжелой (45 кДа) и легкой (35 кДа). Биологическая активность присуща лишь димеру, каждая из отдельных цепей подобными свойствами не обладает.

IL-12 вызывает пролиферацию Тх1, активирует натуральные киллеры (NК) и цитотоксические лимфоциты (CTL), способствует выработке If и индукции адгезивных молекул, а также стимулирует гемопоэтические предшественники и может быть отнесен к противовоспалительным цитокинам. IL-12 также способен усиливать пролиферацию покоящихся мононуклеаров, вызванную субоптимальными дозами IL-2. Этот провоспалительный цитокин стимулирует клетки памяти и усиливает противоопухолевый иммунитет. Некоторые внутриклеточные паразиты при блокаде Tх1 могут индуцировать синтез макрофагами IL-12, который, в свою очередь, способен запустить независимый синтез If NК-клетками. В тоже время IL-12 может блокировать деятельность Тх2, ингибировать индуцируемую IL-4 продукцию IgE В-лимфоцитами. Это хемотаксический фактор для NК-клеток и нейтрофилов, но не для моноцитов.

И все же основными клетками мишенями для IL-12 остаются NК, Т-лимфоциты (СD4+ и CD8+) и в меньшей степени В-лимфоциты. Можно считать, что он служит связующим звеном между макрофагами и моноцитами, способствуя повышению активности Тх1 и цитотоксических клеток. Тем самым этот цитокин вносит значительный вклад в обеспечение противовирусной и противоопухолевой защиты. Индукторами синтеза IL-12 служат микробные компоненты и провоспалительные цитокины.

IL-12 относится к гепаринсвязывающим цитокинам, что позволяет предположить его участие в процессе гемостаза.

В последние годы было показано, что IL-12 является ключевым цитокином для усиления клеточно-опосредованного иммунного ответа и эффективной противоинфекционной защиты против вирусов, бактерий, грибков и простейших. Протективные эффекты IL-12 при инфекциях опосредованы If -зависимыми механизмами, усиленной продукцией оксида азота и Т-клеточной инфильтрацией. Однако главный его эффект заключается в синтезировании If . Последний же, накапливаясь в организме, способствует синтезу IL-12 макрофагами. Важнейшей функцией IL-12 является направление дифференцировки Tх0 в сторону Тх1. В этом процессе IL-12 является синергистом If . Между тем, после дифференцировки Тх1 перестают нуждаться в IL12 в качестве костимулирующей молекулы. От IL-12 в значительной степени зависит характер иммунного ответа: будет ли он развиваться по клеточному или гуморальному иммунитету.

Одной из важнейших функций IL-12 является резкое усиление дифференцировки В-лимфоцитов в антителопродуцирующие клетки. Этот цитокин используется для лечения больных аллергиями и бронхиальной астмой.

IL-12 оказывает ингибирующее влияние на продукцию IL-4 Т-лимфоцитами памяти, опосредованное через АПК. В свою очередь IL-4 подавляет продукцию и секрецию IL-12.

Синергистами IL-12 являются IL-2 и IL-7, хотя оба эти цитокина зачастую действуют на различные клетки мишени. Физиологическим антагонистом и ингибитором IL-12 служит IL-10 – типичный противовоспалительный цитокин, тормозящий функцию Тх1.

IL-16 – выделяется Т-лимфоцитами, главным образом стимулированными

96

97

CD4+, СD8+, эозинофилами и эпителиальными клетками бронхов. Повышенная секреция IL-16 обнаружена при обработке Т-клеток гистамином. По химической природе является гомотетрамером с молекулярной массой 56000-80000 Д. Это иммуномодулирующий и провоспалительный цитокин, ибо он является хемотаксическим фактором для моноцитов и эозинофилов, а также Т-лимфоцитов (CD4+), усиливая их адгезию.

Следует заметить, что предварительная обработка CD4+ рекомбинантным IL16 подавляет ВИЧ-1-промоторную активность приблизительно на 60%. На основании приведенных фактов выдвинута гипотеза, согласно которой действие IL-16 на репликацию ВИЧ-1 наблюдается на уровне вирусной экспрессии.

IL-17 образуется макрофагами. В настоящее время получен рекомбинантный IL-17 и изучены его свойства. Оказалось, что под влиянием IL-17 макрофаги человека усиленно синтезируют и выделяют провоспалительные цитокины – IL-1 и TNF , что находится в прямой зависимости от дозы исследуемого цитокина. Максимальный эффект при этом отмечается приблизительно через 9 часов после начала инкубации макрофагов с рекомбинантным IL-17. Кроме того, IL-17 стимулирует синтез и выделение IL-6, IL-10, IL-12, PgE2, антагониста RIL-1 и стромализина. Противовоспалительные цитокины – IL-4 и IL-10 – полностью отменяют вызываемое IL-17 выделение IL-1 , а GTF 2 и IL-13 лишь частично блокируют этот эффект. IL-10 подавляет индуцируемое высвобождение TNF , тогда как IL-4, IL-13 и GTF 2 в меньшей степени супрессируют секрецию данного цитокина. Представленные факты убедительно свидетельствуют о том, что IL-17 должен играть важную роль в запуске и поддержании воспалительного процесса.

IL-18 по биологическим эффектам является функциональным дублером и синергистом IL-12. Основными продуцентами IL-18 служат макрофаги и моноциты. По своей структуре он чрезвычайно напоминает IL-1. Синтезируется IL-18 в виде неактивной молекулы-предшественника, для перевода которой в активную форму необходимо участие IL-1 -конвертирующего энзима.

Под воздействием IL-18 повышается антимикробная резистентность организма. При бактериальной инфекции IL-18 совместно с IL-12 или с If / регулирует продукцию If Тх и NК-клетками и усиливает экспрессию Fas-лиганда на NК и Т- лимфоцитах. За последнее время выяснено, что IL-18 является активатором CTL. Под его влиянием усиливается активность клеток CD8+ по отношению к клеткам злокачественных опухолей.

Как и IL-12, IL-18 способствует преимущественной дифференцировке Тх0 в Тх1. Кроме того, IL-18 приводит к образованию GM-CSF и тем самым усиливает лейкопоэз и ингибирует формирование остеокластов.

IL-23 состоит из 2 субъединиц (р19 и р40), входящих в состав IL-12. По отдельности каждая из перечисленных субъединиц не обладает биологической активностью, однако совместно они, как и IL-12, усиливают пролиферативную активность Т-лимфобластов и секрецию If . IL-23 обладает более слабой активностью, чем IL12.

TNF представляет собой полипептид с молекулярной массой около 17 кД (состоит из 157 аминокислот) и делится на 2 фракции – и . Обе фракции обладают приблизительно одинаковыми биологическими свойствами и воздействуют на одни и те же клеточные рецепторы. TNF секретируется моноцитами и макрофагами, Тх1, эндотелиальными и гладкомышечными клетками, кератиноцитами, NKлимфоцитами, нейтрофилами, астроцитами, остеобластами и др. В меньшей степени TNF образуется некоторыми опухолевыми клетками. Главным индуктором синтеза TNF является бактериальный липополисахарид, а также другие компоненты

97

98

бактериального происхождения. Кроме того, синтез и секрецию TNF стимулируют цитокины: IL-1, IL-2, If и , GM-CSF и др. Ингибируют синтез TNF вирус Эпштейн-

Барра, If / , IL-4, IL-6, IL-10, G-CSF, TGF и др.

Основным проявлением биологической активности TNF является воздействие на некоторые опухолевые клетки. При этом TNF приводит к развитию геморрагического некроза и тромбоза приносящих кровеносных сосудов. Одновременно под воздействием TNF повышается естественная цитотоксичность моноцитов, макрофагов и NK-клеток. Особенно интенсивно регрессия опухолевых клеток наступает при совместном действии TNF и If .

Под влиянием TNF происходит угнетение синтеза липопротеинкиназы – одного из главных ферментов, регулирующих липогенез.

TNF , являясь медиатором цитотоксичности, способен тормозить клеточную пролиферацию, дифференцировку и функциональную активность многих клеток.

TNF принимает непосредственное участие в иммунном ответе. Он играет чрезвычайно важную роль в первые моменты возникновения воспалительной реакции, ибо активирует эндотелий и способствует экспрессии адгезивных молекул, что приводит к прилипанию гранулоцитов к внутренней поверхности сосуда. Под влиянием TNF наступает трансэндотелиальная миграция лейкоцитов в очаг воспаления. Этот цитокин активирует гранулоциты, моноциты и лимфоциты и индуцирует продукцию других провоспалительных цитокинов – IL-1, IL-6, If , GM-CSF, которые являются синергистами TNF .

Образуясь местно, TNF в очаге воспаления или инфекционного процесса резко повышает фагоцитарную активность моноцитов и нейтрофилов и, усиливая процессы перекисного окисления, способствует развитию завершенного фагоцитоза. Действуя совместно с IL-2, TNF значительно увеличивает продукцию If Т- лимфоцитами.

TNF участвует также в процессах деструкции и репарации, так как вызывает рост фибробластов и стимулирует ангиогенез.

За последние годы установлено, что TNF является важным регулятором гемопоэза. Непосредственно или совместно с другими цитокинами TNF влияет на все виды гемопоэтических клеток.

Под его воздействием усиливается функция системы гипоталамус-гипофиз- надпочечники, а также некоторых желез внутренней секреции – щитовидной железы, яичек, яичников, поджелудочной железы и других (А.Ф. Возианов).

Интерфероны образуются практически любыми клетками человеческого организма, однако в основном их продукция осуществляется клетками крови и костного мозга. Синтез интерферонов происходит под воздействием антигенной стимуляции, хотя очень незначительная концентрация этих соединений может быть обнаружена в норме в костном мозге, бронхах, различных органах желудочно-кишечного тракта, коже и других. Уровень синтеза интерферонов всегда выше в неделящихся, чем в быстро делящихся клетках.

Еще в семидесятых годах двадцатого века у людей были идентифицированы 3 основных типа интерферона – , и . И лишь в 1994 году Muller et al. сообщили об открытии интерферона . Каждый из них представляет собой семейство, включающее разное количество «членов семьи». Функции отдельных интерферонов чрезвычайно сходны. Установлено, что интерфероны индуцируют синтез новых белков и, в частности, олигонуклеотидов, под влиянием которых происходит активация эндорибонуклеазы, фрагментирующей клеточную и вирусную РНК. Под воздействием интерферонов увеличивается продукция 2/5/-фосфодиэстеразы, которая ингибирует фосфорилирование и тем самым транскрипцию РНК, в результате чего нарушается

98

99

синтез клеточных белков. Следовательно, в конечном итоге интерфероны приводят к деградации бактериальной или вирусной РНК.

Важную роль играют интерфероны в иммунном ответе при воздействии инфекционных и неинфекционных агентов. Под их влиянием происходит увеличение на поверхности лимфоцитов, моноцитов и макрофагов иммунологически активных молекул.

Установлено, что интерфероны оказывают антибактериальное, антивирусное, антипролиферативное и иммуномодулирующее действие. Важная роль отводится интерферонам в борьбе с клетками злокачественного роста.

Согласно современным данным, воздействие интерферонов на опухолевые клетки многообразно и во многом напоминает влияние на вирусинфицированные клетки. В то же время действие интерферонов на опухолевый рост имеет свои особенности. Высказывается мнение, что интерфероны могут оказывать на клетки злокачественного роста непосредственное цитотоксическое, цитостатическое и антипролиферативное действие. Кроме того, интерфероны усиливают иммунитет хозяина, активируя NK-лимфоциты, моноциты и туморинфильтрирующие лимфоциты. Наконец, под воздействием интерферонов увеличивается экспрессия HLA 1 класса на опухолевых клетках, что сопровождается усилением функции CTL.

Следует отметить, что все клетки, вырабатывающие интерфероны, выделяют их во внеклеточное пространство, в котором они циркулируют и контактируют с различными клетками-мишенями. Эти реакции осуществляются благодаря специфическим рецепторам.

If представляет собой семейство малогликозилированных или негликозилированных протеинов с молекулярной массой 16-20 кДа. Относится к интерферонам 1 типа, ибо является лейкоцитарным противовирусным протеином. Продуцируется, в основном, активированными моноцитами, макрофагами, В-лимфоцитами, а также гранулоцитами. В If входят три субкласса – a, b и c. Наибольшее физиологическое значение присуще Ifa и Ifb. Секреция If под влиянием вируса индуцирует образование интерферонов другими клетками, не контактирующими с возбудителями патологического процесса.

If тормозит продукцию основных провоспалительных цитокинов – IL-1, IL-8, GM-CSF, но стимулирует образование IL-1R , являющегося антагонистом IL-1. В то же время под воздействием If усиливается синтез IL-10 моноцитами и Т- лимфоцитами.

Основное назначение If сводится к активации NК-лимфоцитов, повышению экспрессии HLA 1 класса, ингибиции репродукции вирусов и пролиферации опухолевых клеток.

If относится к 1 типу, образуется фибробластами и эндотелиоцитами. Это гликопротеин, имеющий молекулярную массу 20 кДа. Основное его назначение заключается в активации NK-лимфоцитов. В литературе он фигурирует под названием лимфотоксина, а активированные им и другими цитокинами (главным образом IL-2) NK-лимфоциты получили наименование ЛАК-клеток (лимфокин активированные клетки).

If синтезируется в основном Т-лимфоцитами, стимулированными антигенами или митогенами, а также NК-клетками. If относится ко II типу. Он представляет собой семейство гликопротеинов с молекулярной массой от 16 до 25 кДа. В ранней фазе инфекционного процесса If практически отсутствует или содержится в незначительной концентрации. Образование If и его секреция наступает лишь после повторной встречи предварительно сенсибилизированных лимфоцитов с Аг. Этот цитокин не способен непосредственно оказывать влияние на инфекционный агент. Его действие осуществляется, главным образом, через моноциты, макрофаги, NК-

99

100

лимфоциты, которые он стимулирует. Воздействуя на макрофаги, If усиливает их контакт с Ат и повышает способность распознавать Аг. Кроме того, он усиливает влияние If и , повышает выработку антител, приводит к образованию и секреции провоспалительных цитокинов, активирует деятельность NК-клеток и CTL. Он также индуцирует экспрессию антигенов HLA 1 и 2 классов на многих клетках, что способствует развитию иммунного ответа. Он может индуцировать экспрессию указанных молекул даже на таких клетках, которые не экспрессируют их конституитивно. Тем самым If усиливает презентацию антигенов и способствует их распознаванию Т- лимфоцитами. Кстати, продукция If начинается лишь после взаимодействия иммуногенной формы Аг с собственными молекулами гистосовместимости 1 и 2 классов.

В отдельных случаях, когда If секретируется на ранних этапах патологического процесса NК-лимфоцитами, он принимает непосредственное участие в обеспечении адгезии лимфоцитов к эндотелиальным клеткам в посткапиллярных венах. Этот эффект обусловлен экспрессией адгезивных молекул (ICAM-1), что приводит к повышенной адгезии лимфоцитов, экспрессирующих соответствующий лиганд, представляющий собой интегрин LFA-1. If способен резко повышать проницаемость сосудов для макромолекул, а в комплексе с TNF – индуцировать образование и секрецию хемокинов, обеспечивающих хемотаксис лейкоцитов.

Стимулятором синтеза If лимфоцитами является IL-2. NК-клетки начинают продуцировать If лишь после взаимодействия с раковыми или зараженными вирусами клетками и этот эффект усиливается IL-12.

If был впервые выделен из трофобластов жвачных животных. Он, как и If и If , относится к 1 типу. Свойства его пока мало изучены.

Фактор, ингибирующий миграцию макрофагов (MIF) – синтезируется и сек-

ретируется активированными лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, тучными клетками, базофилами и эозинофилами. Оба типа Т-хелперов (Тh1 и Тh2) способны высвобождать базальный уровень МIF. Продукция этого цитокина осуществляется в ответ на индукцию бактериальным липополисахаридом. В то же время в отличие от других цитокинов MIF может выделяться нестимулированными макрофагами.

Следует заметить, что MIF обладает уникальными свойствами, проявляя активность не только цитокина, но и гормона и фермента.

Под его влиянием тормозится миграция фагоцитирующих клеток, благодаря чему они скапливаются в очаге воспаления или инфекции. Безусловно, эта реакция носит защитный характер, ибо способствует ликвидации патологического процесса за счет усиления фагоцитоза и борьбы с возбудителями заболевания. MIF способен усиливать киллинг внутриклеточных паразитов, прайминг нейтрофилов, регулировать Т-клеточный рост, ингибировать активность NK-лимфоцитов и регулировать синтез IgE. Кроме того, MIF принимает участие в качестве эффекторной молекулы в развитии клеточного иммунного ответа, а также реакции гиперчувствительности замедленного типа.

Вместе с тем, MIF совместно с TNF и If активирует макрофаги в ответ на инфекцию или повреждение тканей, а также участвует в каскаде реакций эндотоксического шока. Высказывается предположение, что эти эффекты могут быть обусловлены контролем уровня TNF .

Установлено, что в физиологических концентрациях глюкокортикоиды увеличивают секрецию MIF макрофагами и Т-лимфоцитами, подавляя в то же время выделение других провоспалительных цитокинов. Не исключено, что MIF выполняет функцию контррегулятора иммунного ответа по отношению к глюкокортикоидам, являющимся сильнейшими ингибиторами воспаления и клеточного иммунного ответа. Установлена способность МIF противостоять ингибирующему действию глюкокорти-

100