Нормы цитокинов в крови
Цитокины – это обширное семействе биологически активных пептидов, которые обладают гормоноподобным действием и обеспечивают взаимодействие клеток иммунной, кроветворной, эндокринной и нервной систем.
В зависимости от клеток-продуцентов различают интерлейкины, монокины и лимфокины. Совокупность цитокинов иммунной системы образует «каскад цитокинов». Антигенная стимуляция приводит к секреции цитокинов «первого поколения» — фактора некроза опухоли α, интерлейкинов -1 β и — δ, которые индуцируют биосинтез центрального регуляторного цитокина ИЛ-2, а также ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, γ-интерферона (цитокинов второго поколения). В свою очередь цитокины второго поколения влияют на биосинтез ранних цитокинов. Такой принцип действия позволяет вовлекать в реакцию все возрастающее число клеток.
Основными продуцентами цитокинов являются Т-хелперы и макрофаги.
В процессе роста и дифференцировки клеток крови, а также развития иммунною ответа происходит модуляция (индукция, усиление, ослабление) экспрессии рецепторов, в результате чего меняется способность той или иной клетки отвечать на определенный цитокин. Модуляторами экспрессии рецепторов нередко служат цитокины, причем в некоторых случаях цитокин способен изменять экспрессию собственного рецептора.
Основные свойства цитокинов:
- синтезируются в процессе иммунного ответа;
- регулируют процесс иммунною ответа;
- проявляют активность при очень низких концентрациях;
- являются факторами роста и дифференцировки клеток;
- способны выполнять несколько функций в широком круге тканей и клеток (плейотропный эффект);
- способны оказывать сходные биологические эффекты (феномен дублирования);
- могут продуцироваться самыми разнообразными клетками.
К провоспалительным цитокинам относятся ИЛ-1β, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8, γ-ИФН, ФНО-α, а к антивоспалительным — ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13.
Сегодня выделяют такие классы цитокинов:
- интерлейкины (выполняющие многочисленные функции);
- интерфероны (ограничивают распространение внутриклеточных инфекций и оказывают иммунорегуляторный эффект);
- колониестимулирующие факторы (регулируют дифференцировку и деление предшественников лейкоцитов);
- хемокины (репетируют миграцию клеток в очаг воспаления);
- факторы некроза опухоли (оказывают провоспалительный эффект и опосредуют индукцию апоптоза скомпрометированных клеток);
- факторы роста (регулируют пролиферацию разнообразных клеток, что способствует заживлению ран и восполнению дефектов, причиненных воспалением).
см. Интерлейкины
Колониестимулирующие факторы
Гранулоцит-макрофаг колониестимулирующий фактор α
Гранулоцит-макрофаг колониестимулирующий фактор α (GM-CSF-α) наряду с ИЛ-3 относится к ранним полипотентным гемопоэтическим факторам. Поддерживает клональный рост костномозговых предшественников гранулоцитов-макрофагов. Клетками-мишенями GM-CSF служат также зрелые гранулоциты, моноциты, эозинофилы. Он стимулирует антимикробную и противоопухолевую активность нейтрофилов, эозинофилов и макрофагов, индуцирует биосинтез ими некоторых цитокинов (ФНО- α, ИЛ-1, M-CSF). GM-CSF ингибирует миграцию нейтрофилов, способствуя их накоплению в зоне воспаления. Продуцентами GM-CSF являются стимулированные Т-лимфоциты, моноциты, фибробласты, эндотелиальные клетки.
Гранулоцит-колониестимулирующий фактор
Гранулоцит-колониестимулирующий фактор (G-CSF) является более поздним гемопоэтическим фактором, чем GM-CSF. Стимулирует рост колоний почти исключительно гранулоцитов и активирует зрелые нейтрофилы. Секретируется макрофагами, фибробластами, клетками эндотелия и стромы костного мозга. Клиническое применение G-CSF направлено на восстановление числа нейтрофилов в крови при лейкопении.
Макрофаг-колониестимулирующий фактор
Макрофаг-колониестимулирующий фактор (M-CSF) стимулирует роет макрофагальных колоний из костномозговых предшественников. Вызывает пролиферацию и активирует зрелые макрофаги, индуцируя биосинтез ими ИЛ-1β, G-CSF, интерферонов, простагландинов, усиливая их цитотоксичность по отношению к инфицированным и опухолевым клеткам. Продуцентами цитокина являются фибробласты, эндотелиальные клетки и лимфоциты.
Эритропоэтин
Эритропоэтин является основным цитокином, регулирующим образование эритроцитов из незрелых костномозговых предшественников Основным органом, в котором происходит образование эритропоэтина в процессе неонатального развития, является печень. В постнатальном периоде он продуцируется прежде всего ночками.
Хемокины — специализированные цитокины, вызывающие направленное движение лейкоцитов. У человека описано более 30 различных хемокинов.
Хемокины вырабатываются лейкоцитами, тромбоцитами, клетками эндотелия, эпителия, фибробластами и некоторыми другими клетками. Регуляцию продукции хемокинов осуществляют про- и противовоспалительные цитокины. Хемокины классифицируют в зависимости от местоположения в молекуле первых двух цистеиновых остатков. При этом различают следующие разновидности молекул:
- α -хемокины — хемоаттрактанты нейтрофилов (ИЛ-8, ИЛ-10 и др.);
- β -хемокины — принимают участие в развитии затяжного воспаления (RANTES, MIP-1, -2, -3, -4);
- γ -хемокины — хемоаттрактанты CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов, а также естественных киллеров (лимфотактин);
- фракталкин — специфический для Т-лимфоцитов хемокин;
- хемокины липидной природы (в частности, тромбоцитактивирующий фактор).
Фактор некроза опухоли α (ФНО-α) является одним из центральных регуляторов врожденного иммунитета (наряду с ИЛ-1β, α/ β-ИФН). Проявляет множество биологических активностей, значительная часть которых аналогична ИЛ-1β. Длительное пребывание ФНО-α в кровотоке приводит к истощению мышечной и жировой ткани (кахексии) и супрессии кроветворения. Многие биологические эффекты ФНО-α потенцируются γ-ИФН. Основными клетками-продуцентами цитокина являются макрофаги, секретирующие его при стимуляции бактериальными продуктами, а также естественные киллеры (ЕК).
Лимфотоксин
Лимфотоксин (ЛТ, ФНО-β) является одним из первых описанных цитокинов. Спектры биологической активности ЛТ и ФНО-α идентичны. Цитокин может играть роль в противоопухолевом, противовирусном иммунитете и иммунорегуляции. Клетками-продуцентами ЛТ являются активированные Т-лимфоциты. Материал с сайта https://wiki-med.com
Трансформирующий фактор роста
Трансформирующий фактор роста β (ТФР-β) является полифункциональным цитокином, секретируется Т-лимфоцитами на поздних стадиях активации и оказывает супрессирующее действие на пролиферацию Т- и В-клеток. Может продуцироваться также макрофагами, тромбоцитами, клетками почек и плаценты. Ингибирует образование цитотоксических Т-лимфоцитов и активацию макрофагов. В отношении полиморфноядерных лейкоцитов он выступает как антагонист провоспалительных цитокинов. Таким образом, он является элементом отрицательной обратной регуляции иммунного ответа и прежде всего воспалительной реакции. В то же время он важен для развития гуморального ответа, а именно — для переключения биосинтеза иммуноглобулинов на IgA. Также этот цитокин вызывает рост сосудов (стимулирует процесс ангиогенеза). Попытки терапевтического применения ТФР-β связаны в первую очередь с его способностью ускорять заживление ран.
Цитокины и воспаление
см. Цитокины и воспаление
Цитокины рассматриваются как перспективные терапевтические препараты. Многие из них успешно прошли клинические испытания в качестве противоопухолевых средств (ИЛ-2), стимуляторов гемопоэза (GM-CSF), средств для лечения атопических заболеваний (γ -ИФН).
На этой странице материал по темам:
опрелеление цитокмнов
белки острой фазы википедия
фактор некроза опухоли реферат
какие цитокины приводят к кахексии
ил 8 фно трфз
- Авторы
- Резюме
- Файлы
- Ключевые слова
Зайцева Г.А., Вершинина О.А., Матрохина О.И., Сенькина Е.А., Карпова М.В.
Исследован уровень провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-18, ФНО-α, ИНФ-α) в сыворотке крови доноров с использованием метода иммуноферментного анализа. Определены средние значения показателей и диапазон их колебаний. Установлена частота выявления показателей, превышающих верхнюю границу нормы, указанной в инструкциях производителей соответствующих реагентов. Данные, полученные при обследовании практически здоровых жителей региона, могут быть использованы в качестве референтных при интерпретации результатов аналогичных анализов у больных.
провоспалительные цитокины
сыворотка крови
доноры первичные и активные
Цитокины относятся к группе регуляторных пептидов, осуществляющих формирование и регуляцию защитных реакций организма. Они участвуют во всех этапах иммунного ответа, обеспечивая межклеточные взаимодействия. Биологический эффект цитокинов универсален при действии различных патогенных факторов. Для оценки цитокинового статуса индивида исследуют спонтанную и индуцированную продукцию цитокинов клетками крови, а также их уровень в сыворотке или плазме, который отражает текущее состояние иммунной системы. В настоящее время определение цитокинов достаточно широко используется в клинической практике, поскольку их количественные характеристики и соотношения между собой, как правило, отражают динамику патологического процесса, коррелируют с активностью заболевания и позволяют судить об эффективности проводимого лечения. Однако при этом необходимо четко знать «референтные» уровни цитокинов, свойственные здоровым людям. Эти показатели могут выходить за пределы значений, которые указываются в инструкциях производителей наборов реагентов, предназначенных для количественного определения цитокинов в биологических жидкостях человека и культуральных средах. Кроме того, как справедливо отмечается в некоторых работах, опубликованные данные о количественном содержании цитокинов в сыворотке и плазме крови как здоровых, так и больных людей очень противоречивы, что может быть обусловлено среди других причин использованием исследователями наборов разных фирм [9].
Среди многочисленного семейства цитокинов выделяют цитокины с провоспалительным действием. При контакте иммунокомпетентных клеток с бактериальными, вирусными, паразитарными и другими агентами, вызывающими воспаление, провоспалительные цитокины активируют гранулоциты, макрофаги, эндотелиальные клетки, способствуют развитию широкого спектра других биологических эффектов. Иначе говоря, они играют важную роль в развитии как врожденного, так и приобретенного иммунитета против различных инфекционных агентов. Следовательно, исследование провоспалительных цитокинов может дать весьма полезную информацию при диагностике и мониторинге инфекционно-воспалительных заболеваний. Это дало основание предположить возможность использования определения концентрации некоторых провоспалительных цитокинов при оценке качества донорской крови [8]. Удалось установить связь концентрации интерлейкина 1β (ИЛ-1β) с наличием у доноров антител к вирусу гепатита С, однако было сделано заключение о преждевременности использования ИЛ-1β как суррогатного маркера качества донорской крови. Между тем необходимо иметь в виду, что повышенное содержание провоспалительных цитокинов в гемокомпонентах может быть причиной фебрильных посттрансфузионных реакций у реципиентов.
Цель настоящей работы заключалась в определении уровня некоторых провоспалительных цитокинов у доноров для установления их нормативных значений у практически здорового населения региона и выявления возможной связи с медицинскими отводами от донаций.
Материал и методы исследования
Исследовали образцы сывороток крови доноров в возрасте от 18 до 59 лет, прошедших медицинское освидетельствование с соблюдением регламентированных требований [7] и допущенных к донациям. Концентрацию цитокинов определяли методом ИФА с использованием коммерческих наборов ЗАО «Вектор-Бест» в диапазоне концентраций: для ИЛ-1β 5-250 пг/мл, ФНО-α 0-250 пг/мл, ИЛ-6 5,6-300 пг/мл, ИЛ-18 0-1000 пг/мл, ИНФ-α 0-500 пг/мл. Кровь для анализов брали в утренние часы (с 8 до 10 часов). Статистическую обработку результатов проводили с помощью компьютерной программы «Statistica».
Результаты и обсуждение
Уровень ИЛ-1β, который является ключевым провоспалительным цитокином, исследован у 107 доноров. Его содержание варьировалось от 0 до 78 пг/мл, при этом у 92,5 % обследованных не превышало 11,0 пг/мл, указанных как верхний предел значений (0‒11 пг/мл), определенных у здоровых людей производителями реагентов [2]. У 7,5 % доноров концентрация ИЛ-1β составляла 12,5‒78,0 пг/мл, то есть превышала пределы нормативных показателей. Средний уровень ИЛ-1β равнялся 3,6 ± 1,01 пг/мл, что существенно выше приведенного в инструкции (1,6 пг/мл). У 55 % доноров цитокин в крови не был выявлен.
Фактор некроза опухолей (ФНО-α) – плеотропный провоспалительный цитокин, по своей биологической активности близкий к ИЛ-1β, исследован у 274 человек. Как видно из данных, представленных в табл. 1, его уровень варьировал от 0 до 12 пг/мл, составив в среднем 1,2 ± 0,13 пг/мл (в инструкции 0,5 пг/мл) [6] и превышсив диапазон нормы у 7,4 % доноров. У остальных обследованных он варьировал от 0 до 5,5 пг/мл.
Таблица 1
Уровни цитокинов в сыворотке крови в общей группе обследованных доноров
Цитокины | Число | Среднее | Диапазон, | Частота |
ИЛ-1β | 107 | 3,6 ± 1,01 | 0-78 | 7,5 |
ФНО-α | 278 | 1,2 ± 0,13 | 0-12 | 7,4 |
ИЛ-6 | 104 | 4,7 ± 0,84 | 0-70 | 3,5 |
ИЛ-18 | 203 | 267,1 ± 14,63 | 75-1000 | 7,2 |
ИНФ-α | 152 | 4,8 ± 0,96 | 0-86 | 19,7 |
Примечание: к повышенным относили показатели, превышающие верхние значения у здоровых людей, указанные в инструкциях к соответствующим наборам реагентов.
Концентрация ИЛ-6, регулирующего острофазный ответ, воспаление и другие механизмы иммунного ответа, превысила верхнее значение у здоровых, указанное в инструкции (0‒10 пг/мл; М = 2,0 пг/мл)
[3], у 3,5 % из 104 обследованных нами доноров (предел колебаний от 0 до 20,0 пг/мл, М = 4,7 ± 0,84 пг/мл); соответственно у 96,5 % его значения равнялись 0-10,0 пг/мл.
Интерлейкин-18, относящийся к семейству ИЛ-1, определили в 203 образцах сыворотки крови. Согласно инструкции по применению [4], его содержание у здоровых составляет: М = 370 пг/мл; диапазон 104‒650 пг/мл. Его повышенный уровень (> 650 пг/мл) обнаружен нами у 7,2 % доноров, среднее значение – 267,1 ± 14,63, у 93 % – варьирует от 75 до 650 пг/мл.
Содержание еще одного провоспалительного цитокина, а именно, интерферона-альфа (ИНФ-α), играющего ключевую роль в противовирусной защите организма, оказалось повышенным (> 5 пг/мл) у 19,7 % из 152 обследованных доноров; оно колебалось в пределах 0-86 пг/мл, у 80,3 % – в пределах 0-5 пг/мл, в среднем составив 4,8 ± 0,96 пг/мл. Соответственно в инструкции по применению: М = 0 пг/мл, диапазон колебаний 0-5 пг/мл [5].
Лишь у 4,5 % обследованных выявлено повышение двух видов определявшихся цитокинов, из них ИНФ-α и ИЛ-18 – у 2,7 %, ИНФ-α и ФНО-α, ИЛ-1β и ИЛ-6, ИЛ-1β и ФНО-α у 0,6 % доноров для каждого сочетания.
Провели сравнение результатов исследования цитокинов у первичных доноров и активных доноров с числом донаций гемокомпонентов от 40 до 266 (табл. 2). Средний возраст первичных доноров составил 30,6 лет, активных – 45,2. Следует отметить, что сыворотки исследовались с одними и теми же наборами реагентов, в одной и той же постановке анализа.
Таблица 2
Уровни цитокинов в сыворотке крови первичных и активных доноров
Цитокины | Первичные доноры | Активные доноры | ||||||
Число обследованных | М ± m, (пг/мл) | Диапазон (пг/мл) | Частота повышения, % | Число обследованных | М ± m, (пг/мл) | Диапазон (пг/мл) | Частота повышения, % | |
ИЛ-1β | 46 | 7,5 ± 2,23** | 0-78 | 17,4** | 61 | 0,6 ± 0,18** | 0-7 | 0,0** |
ФНО-α | 122 | 0,8 ± 0,18* | 0-12 | 4,0 | 156 | 1,4 ± 0,19* | 0-8,4 | 9,6 |
ИЛ-6 | 18 | 12,5 ± 4,02** | 0-70 | 47,4** | 86 | 3,1 ± 0,41** | 0-10 | 3,5** |
ИЛ-18 | 86 | 416,2 ± 26,01** | 110-1000 | 17,1** | 117 | 157,4 ± 6,18** | 75-320 | 0,0** |
ИНФ-α | 114 | 5,4 ± 1,17 | 0-86 | 21,1 | 38 | 2,8 ± 1,53 | 0-51 | 13,2 |
Примечание: различия достоверны при * – p < 0,05; ** – p < 0,01.
Как видно из представленных данных, средние значения концентрации цитокинов ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-18 и частота их повышения у первичных доноров существенно превышали таковые показатели у активных доноров, за исключением уровня ИНФ-α, который оказался практически одинаковым у тех и других (p > 0,05). Это может служить косвенным подтверждением существующего мнения о том, что первичные доноры относятся к группе повышенного риска в отношении наличия у них какой-либо патологии, в том числе воспалительного генеза, по сравнению с активными донорами, проходящими регулярное медицинское обследование перед донацией [1]. Высокая частота выявления повышенной концентрации в сыворотке крови ИЛ-6 среди первичных доноров, возможно, объясняется влиянием психоэмоционального стресса на первую донацию у этих лиц. Среднее значение ФНО-α у активных доноров несколько выше в сравнении с первичными.
При анализе причин медицинских отводов во время последующих визитов в донорский пункт установили, что у 2 человек с повышенным содержанием ИНФ-α выявлен HbsAg и повышение активности АЛТ, у 1 – диагностирован вирусный гепатит С; 3 донора с повышенной концентрацией ФНО-α отведены вследствие увеличения уровня билирубина; язвенная болезнь желудка диагностирована у 2 человек с повышенным содержанием ИЛ-6 и ИЛ-18; сифилис – у мужчины с повышением уровня ИЛ-1β и ИЛ-6, HbsAg обнаружен у донора с высокой концентрацией в сыворотке ИЛ-18. Однако достоверной корреляции между частотой медицинских отводов и увеличением уровня исследованных цитокинов установить не удалось. Тем не менее следует признать оправданным мнение некоторых авторов о целесообразности исследования уровня провоспалительных цитокинов, в частности, у доноров с выявленным лейкоцитозом [10].
Выводы
Определены уровни провоспалительных цитокинов, свойственные большинству обследованных здоровых людей – жителей региона.
У части доноров крови и её компонентов уровень провоспалительных цитокинов в сыворотке крови отличается от референтных величин, приводимых в инструкциях к наборам реагентов.
Повышенные значения провоспалительных цитокинов существенно чаще выявляются у первичных доноров; их определение целесообразно включать в комплекс углубленного обследования доноров с временными медицинскими отводами (повышение уровня АЛТ, билирубина, сомнительные результаты тестов на гемотрансмиссивные инфекции).
Список литературы
- Дашкова Н.Г. Обеспечение инфекционной безопасности гемотрансфузий // Вестник службы крови России. – 2006. – №3. – С. 12-16.
- Инструкция по применению набора реагентов для иммуноферментного определения концентрации человеческого интерлейкина-1 бета // ЗАО «Вектор-Бест». – Новосибирск, 15.10.08. – 23 с.
- Инструкция по применению набора реагентов для количественного определения человеческого интерлейкина-6 (ИЛ-6) в биологических жидкостях человека и культуральных средах // ЗАО «Вектор-Бест». – Новосибирск, 20.05.08. – 23 с.
- Инструкция по применению набора реагентов для иммуноферментного определения концентрации человеческого интерлейкина-18 (ИЛ-18) // ЗАО «Вектор-Бест». – Новосибирск, 30.09.08. – 24 с.
- Инструкция по применению набора реагентов для количественного определения человеческого альфа-интерферона в биологических жидкостях человека и культуральных средах // ЗАО «Вектор-Бест». – Новосибирск, 30.05.08. – 22 с.
- Инструкция по применению набора реагентов для иммуноферментного определения концентрации фактора некроза опухолей-альфа // ЗАО «Вектор-Бест». – Новосибирск,
30.09.08. – 22 с. - Приказ МЗ РФ №364 от 14.09.2001 г. «Об утверждении порядка медицинского обследования донора крови и ее компонентов» (в ред. Приказов МЗСР РФ №175н от 16.04.2008 г. и №261н от 06.06.2008 г.).
- Терских В.А. Возможности оптимизации использования иммунологических тестов в оценке качества донорской крови: автореф. дис. канд. мед. наук. – Челябинск, 2003. – 20 с.
- Тугуз А.Р. Исследование соотношений основных цитокинов в крови онкологических больных и здоровых доноров // Иммунология. – 2003. – №3. – С. 184-185.
- Razavi N.L. Proinflammatory cytokines in response to insulin-induced hypoglycemic stress in healthy subjects // Metabolism. – 2009. – Vol. 58, №4. – Р. 443-448.
Рецензенты:
Бубнова Л.Н., д.м.н., профессор, руководитель лаборатории иммуногематологии ФГУ РНИИ ГТ ФМБА России, Санкт-Петербург;
Петров Борис Алексеевич, д.м.н., профессор, зав. кафедрой общественного здоровья и здравоохранения с курсами истории медицины и медицинской информатики, ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному здравоохранению и социальному развитию», Киров.
Библиографическая ссылка
Зайцева Г.А., Вершинина О.А., Матрохина О.И., Сенькина Е.А., Карпова М.В. ЦИТОКИНОВЫЙ СТАТУС ДОНОРОВ КРОВИ И ЕЁ КОМПОНЕНТОВ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 3. – С. 61-65;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=21119 (дата обращения: 01.09.2020).
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)