Наши внутренние войска: химическое оружие
У нас было несколько грамм кателицидина, куча дефензинов, гранзимы, более пятидесяти интерлейкинов, а также интерфероны трех типов, эйкозаноиды и пару видов ФНО… Воу-воу, стоп! О чем сегодня пойдет речь и что это за набор непонятных слов?
Прошлый пост повествовал об антигенном усилении инфекции и первородном антигенном грехе. А сегодня, продолжая серию “Наши внутренние войска”, я хочу рассказать о химической составляющей иммунной системы. Честно говоря, написание этого поста я откладывал как мог. Потому что это про молекулы, вещества, безликие названия… и вообще химия это скучно (да простят меня химики, возможно, я просто не умею готовить химию!) Но, справедливо или нет, это наш организм. Львиная доля его деятельности - это набор химических реакций, очень сложных, многоуровневых и взаиморегулирующих.
Цитокины
Цитокины - общее название веществ, которые помогают клеткам взаимодействовать друг с другом или подавать друг другу сигналы. Эти вещества так и называют - сигнальные молекулы. К ним относятся интерлейкины, хемокины, интерфероны, фактор некроза опухоли и некоторые другие.
Клетки способны общаться несколькими способами. Например, путем непосредственного контакта. Так происходит при “поцелуе смерти”, когда натуральный киллер соединяется с клеткой-жертвой и разрушает её.
Натуральные киллеры уничтожают раковую клетку. Для этого они используют специальные вещества - перфорин, гранзимы и гранулизин
Непосредственный контакт сродни рукопожатию: нужно близко подойти и соприкоснуться с партнером. Но если необходимо задействовать не одну клетку, а несколько, и находятся они на расстоянии? В этом случае рукопожатие малоэффективно. А вот если стать на горе и крикнуть “эгегей!”, то услышат многие. Такие “эгегеи” и называют сигнальными молекулами - цитокинами.
Словно звуки симфонического оркестра, они разносятся по организму, дергая струны души наших клеток. Повысилась температура тела во время простуды? “Горит” воспаленный сустав? Это действуют интерлейкины. Они же повинны в суставных и мышечных болях (ломота) во время простуды. А также их можно обвинить в изменении сна, снижении аппетита, усилении кроветворения, влиянии на эндокринные органы и других “грехах”.
На схеме показано взаимодействие клеток через цитокины (источник). Эту картинку я вставил лишь затем, чтобы читатель понимал всю сложность взаимосвязей сигнальных молекул.
Цитокины - небольшие молекулы белковой природы. Они вырабатываются иммунными клетками. Взаимодействие сигнальной молекулы и адресата происходит по принципу лиганд-рецептор. Это означает, что цитокин может повлиять на другую клетку только в том случае, если на её мембране присутствует соответствующий рецептор. Если контакт цитокина и рецептора произошел (ключ подошел к замку), то рецептор передает сигнал внутрь клетки. Внутри неё через серию дополнительных реакций активируется (или отключается) необходимый ген (об этом я писал немного здесь). Вслед за активацией гена происходит синтез белка, который тем или иным образом меняет поведение клетки.
Предположим, вы - заурядная клетка. И кто-то издалека вам по-цитокински крикнул: “Эээй! Берегись, опасность!” Когда среди какофонии других звуков ваше ухо (рецептор) разобрало, что вам там крикнули, вы начинаете размышлять. Если вы обычная клетка, драться не умеете, и пистолета у вас нет, то остается затаиться, сгруппироваться и приготовиться к атаке. А если вы полицейский, то побежите на помощь, да ещё и своих коллег позовете на подмогу. Так и работают цитокины.
Анимация иллюстрирует, как клетка слева выделяет цитокины. Те взаимодействуют с рецепторами клетки справа, в результате чего она активируется.
Для всех цитокинов существуют определенные закономерности. Почти каждый цитокин взаимозамозаменяем, то есть действие одной сигнальной молекулы дублируется другой. Поэтому, если вдруг вещество А по какой-то причине не работает, то вещество Б восполнит его функцию. Закономерность номер два: один и тот же цитокин может оказывать разные эффекты (в зависимости от того, на какую клетку он действует).
Цитокины влияют друг на друга, образуя сложную сеть взаимодействий. Каждый цитокин усиливает или ослабляет эффект другой сигнальной молекулы. От комбинации различных цитокинов зависит тип иммунного ответа, его интенсивность и другие характеристики. Наш организм плетет тонкую паутину из сигнальных молекул, и стоит тронуть одну нить, как отзовется вся химическая спираль. Любая попытка повлиять на этот процесс извне может привести к дисбалансу работы цитокиновой сети, поэтому лечение с использованием цитокинов (интерлейкины, интерфероны) применяется только при сравнительно тяжелой патологии.
Цитокиновая сеть - это тонкий баланс между недостатком и избытком. Стоит весам качнуться в одну из сторон, быть беде.
В следующих постах я расскажу про интерфероны, интерлейкины и некоторые другие вещества из класса цитокинов. Но напоследок хочу упомянуть об отдельном классе цитокинов - хемокинах.
Хемокины - это небольшие молекулы, которые выделяются в очаге воспаления и “призывают” сюда лейкоциты. Иммунные клетки имеют на своей поверхности рецепторы, которые помогают лейкоциту двигаться в сторону большей концентрации хемокинов. Словно прыгая с кочки на кочку, бесстрашный лейкоцит ползет по хемокинам в область воспаления, чтобы реализовать там свои биологические эффекты. Хемокины выделяются клетками, располагающимися в покровных тканях - это макрофаги, моноциты, базофилы, тучные клетки. Кроме того, некоторые вещества тоже обладают эффектами хемокинов (хотя и не относятся к цитокинам), например, белки комплемента.
Амебоподобными движениями иммуноцит ползет к очагу воспаления, влекомый хемокинами в сторону их большей концентрации.
В следующий раз продолжу рассказывать о цитокинах. Всем хорошего настроения и штиля в цитокиновом море!