ЦИТОКИНЫ В ПАТОГЕНЕЗЕ ИНФЕКЦИОННЫХ И НЕИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Цитокины - это семейство полипептидных молекул, синтезируемых клетками организма и регулирующих эмбриогенез, ряд нормальных физиологических функций, защитные реакции при внедрении патогенов, а также развитие большинства патологических процессов, включая иммунопатологию, канцерогенез, сердечно-сосудистые нарушения и другие. В ходе изучения патогенеза этих состояний стало очевидно, что при гиперпродукции цитокинов данные эндогенные медиаторы могут превратиться из факторов защиты в факторы развития патологии. При инфекционных заболеваниях повышенный синтез цитокинов обусловлен взаимодействием патоген-ассоциированных молекулярных структур с рецепторами врожденного иммунитета, существующими для распознавания патогенов и запускающими развитие воспалительной защитной реакции в тканях. При развитии целого ряда неинфекционных заболеваний, включая аутоиммунные, аллергические и иные иммунопатологические процессы, цитокины также служат медиаторами формирования воспалительных изменений в тканях. При аутовоспалительных состояниях, в том числе при метаболическом синдроме, увеличение синтеза цитокинов происходит вследствие связывания рецепторами врожденного иммунитета эндогенных молекул опасности, синтезируемых клетками при хронических нарушениях гомеостаза организма. В обоих случаях цитокины вызывают целый ряд изменений в органах и тканях, приводящих к формированию клинических симптомов заболеваний человека. Научные изыскания в данной области привели к созданию цитокиновой теории развития заболеваний, согласно которой именно цитокины являются главными причинами развития патологии. В связи с этим в клинической практике кроме цитокиновой терапии, где препараты рекомбинантных цитокинов применяются для восполнения недостатка эндогенных медиаторов либо для изменения их нарушенного баланса, активно развивается сравнительно новое направление лечения, названное антицитокино-вой терапией. Оно направлено на удаление избытка эндогенных цитокинов, выступающих в качестве факторов развития и прогрессирования патологических состояний.

Об авторах

А С Симбирцев

Государственный НИИ особо чистых биопрепаратов ФМБА России

Email: simbirtsev@hpb-spb.com
Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Кетлинский С. А., Симбирцев А. С. Цитокины.- СПб.: Фолиант, 2008.- 552 с.
  2. Medzhitov R., Janeway C. Innate immunity: the virtues of a nonclonal system of recognition // Cell.- 1997.- Vol. 91.- P. 295-298.
  3. Matzinger P. The danger model: a renewed sense of self // Science.- 2002.- Vol. 296.- P.301-305
  4. Lemaitre B. The dorsoventral regulatory gene cassette spatzle/Toll/cactus controls the potent antifungal response in Drosophila adults // Cell.-1996.- Vol. 86.- P. 973-983.
  5. Poltorak A., He X., Smirnova I. et al. Defective LPS signaling in C3H/HeJ and C57Bl/10ScCr mice: mutations in Tlr4 gene // Science.-1998.- Vol. 282.- P. 2085-2088.
  6. Zarember K., Godowski P. Tissue expression of human Toll-like receptors and differential regulation of Toll-like receptor mRNAs in leukocytes in response to microbes, their products, and cytokines // J. Immunol.- 2002.- Vol. 168.- P. 554-561.
  7. Beutler B. Microbe sensing, positive feedback loops, and the pathogenesis of inflammatory diseases // Immunol. Rev.- 2009.- Vol. 227.-P. 248-263.
  8. Ting J., Lovering R., Alnemri E. et al. The NLR gene family: a standard nomenclature // Immunity.- 2008.- Vol. 28.- P. 285-287.
  9. Akira S., Takeda K. Toll-like receptor signaling // Nature Rev. Immunol.- 2004.- Vol. 4.- P. 499-511.
  10. Gay N., Keith F. Drosophila Toll and IL-1 receptor // Nature.- 1991.- Vol. 351.- P. 355-356.
  11. Caramalho I., Lopes-Carvalho T., Ostler D. et al. Regulatory T-cells selectively express Toll-like receptors and are activated by lipopolysaccharide // J. Exp. Med.- 2003.- Vol. 197.- P. 403-411.
  12. Kono H., Rock K. How dying cells alert the immune system to danger // Nat. Rev. Immunol.- 2008.- Vol. 8.- P.279-289
  13. Симбирцев А. С. Интерлейкин-1. Физиология, патология, клиника.- СПб.: Фолиант, 2011.- 480 с.
  14. Dinarello C. Immunological and Inflammatory Functions of the Interleukin-1 Family // Ann. Rev. Imm.- 2009.- Vol. 27.- P. 519-550.
  15. Wilson K. P., Black J. A., Thomson J. A. et al. Structure and mechanism of interleukin-1 beta converting enzyme // Nature.- 1994.-Vol. 370.- P. 270-273.
  16. Andrei C., Dazzi C., Lotti L. et al. The secretory route of the leaderless protein interleukin 1beta involves exocytosis of endolysosome-related vesicles // Mol. Biol. Cell.- 1999.- Vol. 10.- P. 1463-1475.
  17. Tschopp J., Martinon F., Burns K. NALPs: a novel protein family involved in inflammation // Nat. Rev. Mol. Cell Biol.- 2003.- Vol. 4.-P. 95-104.
  18. Martinon F., Tschopp J. Inflammatory caspases and inflammasomes: master switches of inflammation // Cell Death Differ.- 2007.- Vol. 14.-P. 10-22.
  19. Ye Z., Ting J. NLR, the nucleotide-binding domain leucine-rich repeat containing gene family // Curr. Opin. Immunol.- 2008.- Vol. 20.-P. 3-9.
  20. Pedra J., Cassel S., Sutterwala F. Sensing Pathogens and Danger Signals by the Inflammasome // Curr. Opin. Immunol.- 2009.- Vol. 21, № 1.- P. 10-16.
  21. Cassel S., Sutterwala F. Sterile inflammatory responses mediated by the NLRP3 inflammasome // Eur. J. Immunol.- 2010.- Vol. 40, № 3.- P. 607-611.
  22. Faustin B., Lartigue L., Bruey J. et al. Reconstituted NALP1 inflammasome reveals two-step mechanism of caspase-1 activation // Mol. Cell.-2007.- Vol. 25.- P. 713-724.
  23. Hsu L., Ali S., McGillivray S. et al. A NOD2-NALP1 complex mediates caspase-1-dependent IL-1beta secretion in response to Bacillus anthracis infection and muramyl dipeptide // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 2008.- Vol. 105.- P. 7803-7808.
  24. Miao E., Alpuche-Aranda C., Dors M. et al. Cytoplasmic flagellin activates caspase-1 and secretion of interleukin 1beta via Ipaf // Nat. Immunol.- 2006.- Vol. 7.- P. 569-575.
  25. Martinon F., Burns K., Tschopp J. The inflammasome: a molecular platform triggering activation of inflammatory caspases and processing of proIL-1β // Mol. Cell.- 2002.- Vol. 10.- P. 417-426.
  26. Netea M. G., Nold-Petry C. A., Nold M. F. et al. Differential requirement for the activation of the inflammasome for processing and release of IL-1beta in monocytes and macrophages // Blood.- 2009.- Vol. 113.- P. 2324-2335.
  27. Соловьев М. М., Симбирцев А. С., Петропавловская О. Ю. и др. Препарат «Беталейкин» в лечении гнойно-воспалительных заболеваний челюстно-лицевой области // Terra Medica.- 2003.- № 2.- С.14-16
  28. Саламатов А. В., Баринов О. В., Синенченко А. Г. и др. Эффективность рекомбинантного ИЛ-1 бета в лечении гнойно-деструктивных заболеваний легких и плевры // Цитокины и воспаление.- 2006.- Т. 5, № 4.- С. 39-45.
  29. Азнабаева Л. Ф., Шарипова Э. Р., Арефьева Н. А., Зайнуллина А. Г. Иммуногенетические особенности продукции интерлейкина-1 бета при затяжной и хронической (рецидивирующей) форме бактериального воспаления верхних дыхательных путей (гнойного риносинусита) // Медицинская иммунология.- 2007.- Т. 9, № 4-5.- С. 535-540.
  30. Beck G., Habicht G. S., Benach J. L., Miller F. Interleukin-1: a common endogenous mediator of inflammation and the local Shwartzman reaction // J. Immunol.- 1986.- Vol. 136.- P. 3025-3031.
  31. Bone R, Sprung C., Sibbald W. Definitions for sepsis and organ failure // Crit. Care Med.- 1992.- Vol. 20.- P. 724-726.
  32. Levy M., Fink M., Marshall J. et al. 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definitions Conference // Crit. Care Med.- 2003.- Vol. 31.- P. 1250-1256.
  33. Cavaillon J.-M., Adib-Conquy M., Fitting C. Cytokine cascade in sepsis // Scand. J. Infect. Dis.- 2003.- Vol. 35.- P. 535-544.
  34. Van Dissel J., van Langevelde P., Westendorp R. et al. Anti-inflammatory cytokine profile and mortality in febrile patients // Lancet.- 1998.-Vol. 351.- P. 950-953.
  35. Monneret G. How to identify systemic sepsis-induced immunoparalysis // Adv. Sepsis.- 2005.- Vol. 4.- P. 42-49.
  36. McInnes I., Schett G. Cytokines in the pathogenesis of rheumatoid arthritis // Nat. Rev. Immunol.- 2007.- Vol. 7.- P. 429-442.
  37. Schulze-Koops H., Kalden J. The balance of Th1/Th2 cytokines in rheumatoid arthritis // Best Pract. Res. Clin. Rheumatol.- 2001.-Vol. 15.- P. 677-691.
  38. Lubberts E., Koenders M., van den Berg W. The role of T-cell interleukin-17 in conducting destructive arthritis: lessons from animal models // Arthritis Res. Ther.- 2005.- Vol. 7.- P. 29-37.
  39. Zhu S., Qian Y. IL-17/IL-17 receptor system in autoimmune disease // Clin.Science.- 2012.- Vol. 122.- P. 487-511.
  40. Ehrenstein M., Evans J., Singh A. et al. Compromised function of regulatory T cells in rheumatoid arthritis and reversal by anti-TNF alpha therapy // J. Exp. Med.- 2004.- Vol. 200.- P. 277-285.
  41. Nie H., Zheng Y., Li R. et al. Phosphorylation of FOXP3 controls regulatory T cell function and is inhibited by TNF-α in rheumatoid arthritis // Nature Med.- 2013.- Vol. 19.- P. 322-328.
  42. Horai R., Saijo S., Tanioka H. Development of chronic inflammatory artropathy resembling rheumatoid arthritis in interleukin-1 receptor antagonist deficient mice // J. Exp. Med.- 2000.- Vol. 191.- P. 313-320.
  43. Hoffman H., Rosengren S., Boyle D. et al. Prevention of cold-associated acute inflammation in familial cold autoinflammatory syndrome by interleukin-1 receptor antagonist // Lancet.- 2004.- Vol. 364.- P. 1779-1785.
  44. Ouchi N., Parker J., Lugus J., Walsh K. Adipokines in inflammation and metabolic disease // Nat.Rev.Immunol.- 2011.- Vol. 11.- P. 85-97.
  45. Lau D., Dhillon B., Yan H. et al. Adipokines: molecular links between obesity and atherosclerosis // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol.- 2005.- Vol. 288.- P. 2031-2041.
  46. Bastard J., Jardel C., Bruckert E. et al. Elevated levels of interleukin-6 are reduced in serum and subcutaneous adipoise tissue of obese women after weight loss // J. Clin. Endocrinol. Metab.- 2000.- Vol. 85.- P. 3338-3342.
  47. Dandona P., Weinstock R., Thusu K. et al. Tumor necrosis factor-а in sera of obese patients: fall with weight loss // J.Clin.Endocrinol.Metab.- 1998.- Vol. 83.- P. 2907-2910.
  48. Vona-Davis L., Rose D. Adipokines as endocrine, paracrine, and autocrine factors in breast cancer risk and progression // Endocrine-Related Cancer.- 2007.- Vol. 14.- P. 189-206.
  49. Vandanmagsar B., Youm Y.-H., Ravussin A. et al. The NLRP3 inflammasome instigates obesity-induced inflammation and insulin resistance // Nature Med.- 2011.- Vol. 17.- P. 179-188.
  50. McGonagle D., McDermott M. A proposed classification of the immunological diseases // PLoS Med.- 2006.- Vol. 3.- P. e297
  51. Mandrup-Poulsen T. Apoptotic signal transduction pathways in diabetes // Biochem. Pharmacol.- 2003.- Vol. 66.- P.1433-1440.
  52. Maedler K., Sergeev P., Ris F. et al. Glucose-induced beta-cell production of IL-1beta contributes to glucotoxicity in human pancreatic islets // J. Clin. Invest.- 2002.- Vol. 110.- P. 851-860.
  53. Schroder K., Tschopp J. The inflammasomes // Cell.- 2010.- Vol. 140.- P. 821-832.
  54. De Nardo D., Latz E. NLRP3 inflammasomes link inflammation and metabolic disease // Trends Immunol.- 2011.- Vol. 32.-P. 373-379.
  55. Grant R., Dixit W. Mechanisms of disease: inflammasome activation and the development of type 2 diabetes // Front. Immunol.- 2013.-Vol. 4.- P. 50.
  56. Donath M., Shoelson S. Type 2 diabetes as an inflammatory disease // Nat. Rev. Immunol.- 2011.- Vol. 11.- P. 98-107.
  57. Larsen C., Faulenbach M., Vaag A. et al. Interleukin-1-receptor antagonist in type 2 diabetes mellitus // N. Engl. J. Med.- 2007.-Vol. 356.- P. 1517-1526.
  58. Monaco C., Paleolog E. Nuclear factor kappa B: a potential therapeutic target in atherosclerosis and thrombosis // Cardiovasc.Res.- 2004.-Vol. 61.- P. 671-682.
  59. Frostegard J., Ulfgren A., Nyberg P. et al. Cytokine expression in advanced human atherosclerotic plaques: dominance of pro-inflammatory (Th1) and macrophage-stimulating cytokines // Atherosclerosis.- 1999.- Vol. 145.- P. 33-43.
  60. Lahoute C., Herbin O., Mallat Z., Tedgui A. Adaptive immunity in atherosclerosis: mechanisms and future therapeutic targets // Nat. Rev. Cardiology.- 2011.- Vol. 8.- P. 348-358.
  61. Frangogiannis N. The immune system and cardiac repair // Pharmacol.Res.- 2008.- Vol. 58.- P. 88-111.
  62. Arslan F., de Kleijn D., Pasterkamp G. Innate immune signaling in cardiac ischemia // Nature Reviews Cardiology.- 2011.- Vol. 8.-P. 292-300.
  63. Vinten-Johansen J. Involvement of neutrophils in the pathogenesis of lethal myocardial reperfusion injury // Cardiovasc. Res.- 2004.-Vol. 61.- P. 481-497.
  64. Ionita M., Arslan F., de Kleijn D., Pasterkamp G. Endogenous inflammatory molecules engage Toll-like receptors in cardiovascular disease // J. Innate. Immun.- 2010.- Vol. 2.- P. 307-315.
  65. Tsan M., Gao B. Endogenous ligands of Toll-like receptors // J. Leukoc. Biol.- 2004.- Vol. 76.- P. 514-519.
  66. Jordan J., Zhao Z., Vinten-Johansen J. The role of neutrophils in myocardial ischemia-reperfusion injury // Cardiovasc.Res.- 1999.-Vol. 43.- Р. 860-878.
  67. Sekido N., Mukaida N., Harada A. et al. Prevention of lung reperfusion injury in rabbits by a monoclonal antibody against IL-8 // Nature.-1993.- Vol. 365.- P. 654-657.
  68. Lindahl B., Toss H., Siegbahn A. et al. Markers of myocardial damage and inflammation in relation to long-term mortality in unstable coronary artery disease // New Engl. J. Med.- 2000.- Vol. 343.- Р. 1139-1147.
  69. Deten A., Volz H., Briest W. Zimmer H. Cardiac cytokine expression is up-regulated in the acute phase after myocardial infarction. Experimental studies in rats // Cardiovasc. Res.- 2002.- Vol. 55.- Р. 329-340.
  70. Takano H., Ohtsuka M., Akazawa H. et al. Pleiotropic effects of cytokines on acute myocardial infarction: G-CSF as a novel therapy for acute myocardial infarction // Curr. Pharmacol. Descriptions.- 2003.- Vol. 9.- Р. 1121-1127.
  71. Kovacic J., Muller D., Graham R. Actions and therapeutic potential of G-CSF and GM-CSF in cardiovascular disease // J. Mol. Cell. Cardiol.- 2007.- Vol. 42.- P. 19-33.
  72. Lipsic E., Schoemaker R., van der Meer P. et al. Protective effects of erythropoietin in cardiac ischemia: from bench to bedside // J. Am. Coll. Cardiol.- 2006.- Vol. 48.- P. 2161-2167.
  73. Tracey K. Physiology and immunology of the cholinergic antiinflammatory pathway // J. Clin. Invest.- 2007.- Vol. 117.- P. 289-296.
  74. Bennett I. et al. The effectiveness of hydrocortisone in the management of severe infection // JAMA.- 1963.- Vol. 183.- P. 462-465.
  75. Davis C., Brown K., Douglas H. et al. Prevention of death from endotoxin with antisera. I. The risk of fatal anaphylaxis to endotoxin // J. Immunol.- 1969.- Vol. 102.- P. 563-572.
  76. Tracey K., Fong Y., Hesse D. et al. Anti-cachectin/TNF monoclonal antibodies prevent septic shock during lethal bacteraemia // Nature.- 1987.- Vol. 330.- P. 662-664.
  77. Martinon F., Tschopp J. Inflammatory caspases and inflammasomes: master switches of inflammation // Cell Death Differ.- 2007.- Vol. 14.-P. 10-22.
  78. Симбирцев А. С. Достижения и перспективы использования рекомбинантных цитокинов в клинической практике // Медицинский академический журнал. - 2013. Т. 13, № 1. - С. 7-22.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Симбирцев А.С., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».