Цитокины. 
Организм человека: процессы жизнедеятельности и их регуляция

Цитокины — это вещества-регуляторы, секретируемые клетками иммунной системы, а также клетками различных тканей организма: соединительной, эпителиальной, нервной. Наиболее изучены функции этих веществ в иммунной системе. Цитокины участвуют в процессах кроветворения, регуляции длительности фаз клеточного цикла, роста, дифференцировки клеток крови, запуске апоптоза, а также в таких процессах, как воспаление и развитие иммунных реакций. По химической природе цитокины являются полипептидами или белками. Большинство из них имеют небольшую молекулярную массу: от 5 до 50 кДа. Цитокины действуют как аутокринно и паракринно, так и телекринно. Большинство цитокинов взаимодействует с мембранными рецепторами 1-го типа.

Конечные результаты их действия — это, главным образом, изменение интенсивности биосинтеза определенных белков клетки.

Кроме того, некоторые из цитокинов активируют ферменты, регулирующие метаболизм.

Среди цитокинов выделяют следующие группы веществ: интерлейкины, интерфероны, факторы роста, колонии, стимулирующие факторы и факторы некроза опухолей. Главная функция, которую выполняют интерлейкины (ИЛ (IL)), — это обеспечение взаимодействия между лейкоцитами. Известно 18 разновидностей ИЛ, каждая из которых обладает специфичным спектром действия. В зависимости от места их синтеза в группе цитокинов, выделяемых клетками иммунной системы, различают лимфокины и монокины, которые образуются соответственно в лимфоцитах и моноцитах (или в макрофагах).

Среди интерлейкинов имеются вещества, способные усиливать пролиферацию, дифференцировку и активацию Ти В-лимфоцитов, активировать хемотаксис и адгезию лейкоцитов при воспалении, а также увеличивать интенсивность биосинтеза белков I и II классов главного комплекса гистосовместимости (major histocompability complex — МНС). Некоторые ИЛ стимулируют биосинтез и (или) секрецию других цитокинов и веществ-регуляторов или белков, участвующих в различных иммунных реакциях. Так, ИЛ-18 стимулирует синтез интерферона у (ИФ-у); ИЛ-17 усиливает секрецию ИЛ-6, ИЛ-8, а также простагландина Е₂; ИЛ-5 усиливает биосинтез иммуноглобулина A (Ig-A).

Интерфероны (ИФ (IF, INF-a, -(3, -у)) — это белки, способные, во-первых, к подавлению транскрипции вирусных нуклеиновых кислот, в связи с чем они препятствуют размножению вирусов. Во-вторых, они стимулируют биосинтез белков главного комплекса гистосовместимости (МНС), при этом на поверхности клеток увеличивается количество молекул белков МНС, несущих фрагменты белков вирусов и опухолевых клеток, что облегчает обнаружение клетками иммунной системы этих зараженных или трансформированных клеток. Считалось, что интерфероны выделяются лимфоцитами, но в последние годы обнаружено, что их синтез может происходить во многих клетках организма, в том числе и в клетках головного мозга, где интерфероны участвуют в регуляции различных процессов жизнедеятельности.

Факторы роста — это вещества, стимулирующие деление и рост клеток. Они вырабатываются многими клетками организма. К ним относятся, например, эпидермальный фактор роста (ЭФР, (EGF)), инсулиноподобные факторы роста I и II (ИФР (IGF)), трансформирующий фактор роста a (ТФР-a, (TGF-a)). Как уже упоминалось, эти веществарегуляторы стимулируют пролиферацию клеток, а их отсутствие или отсутствие белков-рецепторов у клеток-мишеней к этим факторам приводит к инициации апоптоза. Колонии стимулирующие факторы (КСФ (CSF)): макрофагальный (M-CSF), гранулоцитарно-макрофагальный (GM-CSF), гранулоцитарный (G-CSF) — это пептиды, способствующие пролиферации клеток крови как основному процессу гемопоэза. Они вырабатываются, главным образом, клетками эндотелия сосудов и фибробластами.

Факторы некроза опухолей (ФНО (TNF-a, -|3)) — цитокины, способные, в частности, к стимуляции апоптоза, а также к усилению процесса образования активных форм кислорода (АФК), азота и перекисей. Соединение ФНО с белком-рецептором FAS вызывает активацию цистеиновых протеиназ — ключевых ферментов апоптоза, гидролизующих определенные белки клетки.

Клетки иммунной системы и клетки различных тканей, как правило, способны к синтезу нескольких групп цитокинов. Например, тучные клетки рыхлой соединительной ткани выделяют ФНО-a, ИЛ-1, -2, -3, -4, -5, -6, ГМ-КСФ. Многие из цитокинов обладают противоположным действием. В зависимости от влияния цитокинов на развитие «местной» (локальной) воспалительной реакции выделяют провоспалительные вещества (факторы), выделение которых предшествует развитию воспаления и противовоспалительные вещества (факторы), подавляющие воспаление.

Провоспалительным действием обладают, например, интерлейкины IL-1, IL-6, которые стимулируют биосинтез веществ, участвующих в воспалении: белков острой фазы воспаления, ФНО, ИФ-у. К противовоспалительным веществам относятся, например, ИЛ-11 и ИЛ-13, которые ингибируют синтез провоспалительных факторов.

Цитокины образуются в клетках при инициации их транскрипции другими веществами-регуляторами. Это могут быть эйкозаноиды, цитокины, тканевые гормоны, гормоны ЖВС. Можно выделить следующие общие свойства цитокинов. Только для некоторых цитокинов их синтез носит конститутивный характер, для большинства из них характерен индуцибельный биосинтез, т. е. биосинтез, инициируемый определенными веществами-регуляторами. Во многих случаях гены цитокинов экспрессируются в ответ на повреждение тканей, проникновение в организм патогенов, при антигенных повреждениях. Прекращается биосинтез цитокинов или вследствие нестабильности и-РНК, используемой при трансляции их генов, или в результате включения отрицательных обратных связей, опосредованных простагландинами, гликокортикоидами или другими цитокинами. Синтезированный в клетке цитокин, действуя параили телекринно, может стимулировать образование веществ-регуляторов, ингибирующих транскрипцию гена, кодирующего этот цитокин, или активирующих ферменты, разрушающие его. Известно, что одни и те же цитокины могут вызывать разные ответы различных клеток, т. е. наблюдается плейотропность их действия. Вместе с тем разные цитокины, взаимодействуя с одной и той же клеткой, в некоторых случаях могут вызывать одинаковый ответ при их взаимодействии с ней.