Хемокіни

Хемокіни є невеликими сигнальними білками, які запускають хемотаксис (міграцію) клітин. Зазвичай ці клітини є імунними клітинами. Таким чином, хемокіни відповідають за ефективне функціонування імунної системи.

Що таке хемокіни?

Хемокіни - це невеликі білки, які належать до сімейства цитокінів. Вони змушують мігрувати клітини. В основному це імунні клітини, які повинні швидко дістатися до відповідного місця травми чи інфекції.

Хемокіни виробляються клітинами, до яких вони повинні залучати. На поверхні цих клітин є рецептори, які дають можливість хемокінам стикуватись. Молекулярні сигнали поділяються на запальні та гомеостатичні хемокіни. У більшості випадків хемокіни мають запальний характер. Вони залучають імунні клітини до місця призначення, які негайно запускають там запальні процеси, щоб захиститися від інфекції. Запальні хемокіни завжди виробляються в місці пошкодження або інфекції імунними клітинами, присутніми там, з метою залучення подальших клітин захисту.

Гомеостатичні хемокіни постійно виробляються, навіть коли інфекції немає. Вони використовуються для контролю здорової тканини. Хемокіни надають хемотаксичну дію на імунні клітини, такі як моноцити, макрофаги, кератиноцити, фібробласти, тромбоцити, ендотеліальні клітини, Т-клітини, клітини стоми, нейтрофіли та дендритні клітини. Вони також виробляються цими клітинами як сигнальні речовини з метою залучення подібних клітин при необхідності.

Анатомія та структура

Хемокіни - це невеликі білкові ланцюги з 75 до 125 амінокислотами кожен. На кінцевому кінці ланцюга є один або два залишку цистеїну. Цистеїн - амінокислота, що містить сірку, яка може утворювати дисульфідні мости в молекулі. Залишки цистеїну тепер утворюють сульфідні мости всередині білкового ланцюга.

Хоча послідовність амінокислот є змінною в межах білків сімейства хемокінів, третинна структура залишається однаковою для всіх хемокінів. Основний корпус утворений у вигляді трисмугового антипаралельного листа з бета-структурою. Ланцюг закінчується на карбокси-кінці з альфа-спіраллю. Зараз є залишки цистеїну. Існують чотири структури, в яких ці кінцеві залишки цистеїну можуть бути розташовані. Кожна структура символізує сімейство хемокінів. Таким чином, два залишки цистеїну можуть слідувати один за одним. Відповідна сім'я хемокінів називається сімейством CC. Якщо інша амінокислота перемикається між залишками цистеїну, це сімейство CXC. Сімейство CX3C містить два залишки цистеїну, розділені трьома амінокислотами.

Нарешті, є сім'я з залишком цистеїну, відомою як сім'я C. Усі залишки цистеїну утворюють сульфідний міст всередині ланцюга. Окремі сімейства хемокінів виконують різні функції. Точна структура хемокінів досі не вивчена повністю. Для виконання своєї функції хемокіни не обов'язково потребують тканинної рідини або крові. Вони також можуть передавати свої сигнали через тверді структури через градієнти концентрації. З позитивним зарядом їх багатьох основних амінокислот вони зв’язуються з негативно зарядженою молекулою цукру (глікозаміноглюкан) на поверхні клітин. Ще не ясно, чому вони втрачають свою функцію, коли вже не можуть зв’язатися з глікозаміноглюканом.

Функція та завдання

Основна функція хемокінів полягає в залученні певних імунних клітин до місць в організмі, які в даний час піддаються більш високому рівню захисту від інфекційних зловмисників. Це робить імунну відповідь більш ефективною. У більшості випадків вони також забезпечують розвиток значних запальних реакцій, щоб уникнути інфекції. Вони утворюються в місці пошкодження або інфекції імунними клітинами, які вже є там.

Зараз залучені клітини рухаються до найвищої концентрації хемокінів. Відповідні хемокінові рецептори розташовані на їх поверхні. Хемокіни зв'язуються з цими рецепторами і, таким чином, запускають міграцію клітин у бік найвищої концентрації хемокіну. Однак кожне сімейство хемокінів зв’язується зі своїми рецепторами.Сімейство CC забезпечує міграцію моноцитів, лімфоцитів, а також базофілів та еозинофілів. Сім'я CXC відповідає за ангіогенез (розростання судин). Сім'я CX3C відіграє роль у запальних процесах нервової системи. Нарешті, С-хемокіни активують Т-клітини CD8 та NK-клітини (природні клітини-вбивці).

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби

Якщо взаємодія хемокінів і хемокінових рецепторів порушена, імунна система порушує роботу. Часто через мутацію у відповідному рецепторі це вже не є ідеальним пристосуванням для стикування хемокінів. Це означає, що імунні клітини вже не можуть бути залучені у критичних ситуаціях.

Потім ця несправність проявляється як недостатність імунітету. Так званий синдром WHIM, особливий імунодефіцит, простежується до дефекту хемокінових рецепторів. Ця хвороба проявляється у повторюваних вірусних та бактеріальних інфекціях. Хворі виявляють особливу сприйнятливість до вірусу папіломи людини, зараження яким виражається як бородавки. У кістковому мозку повно клітин Т-попередників, але вони не мігрують до місць зараження. Можливі також селективні імунодефіцити проти певних збудників. Наприклад, якщо мутується рецептор для хемокіну родини CC, існує особлива сприйнятливість до вірусу Західного Нілу. У разі мутації той самий рецептор також забезпечує спадковий імунітет до вірусу HI.

Певні мутації в зоні хемокінових рецепторів також можуть бути частково відповідальними за аутоімунні захворювання або алергію. Перевиробництво певних хемокінів також може призвести до хвороб. Було встановлено, що розвиток псоріазу (псоріазу) пов'язаний із надвиробництвом CXC хемокіну IL-8. Ревматоїдний артрит також виникає разом із надвиробництвом IL-8. Атеросклеротичні зміни часто є наслідком надмірних запальних процесів, які іноді викликаються підвищеною активністю хемокіну.