Chemokiny

Chemokiny to małe białka sygnałowe, które wyzwalają chemotaksję (migrację) komórek. Zwykle te komórki są komórkami odpornościowymi. Tym samym chemokiny są odpowiedzialne za efektywne funkcjonowanie układu odpornościowego.

Co to są chemokiny?

Chemokiny to małe białka należące do rodziny cytokin. Powodują migrację komórek. Głównie są to komórki odpornościowe, które mają szybko dotrzeć do odpowiedniego miejsca urazu lub infekcji.

Chemokiny są wytwarzane przez komórki, które mają przyciągać. Na powierzchni tych komórek znajdują się receptory umożliwiające dokowanie chemokin. Cząsteczki sygnałowe dzielą się na chemokiny zapalne i homeostatyczne. W większości przypadków chemokiny są zapalne. Przyciągają do miejsca przeznaczenia komórki odpornościowe, które natychmiast wyzwalają tam procesy zapalne, aby bronić się przed infekcją. Chemokiny zapalne są zawsze wytwarzane w miejscu urazu lub infekcji przez obecne tam komórki odpornościowe w celu przyciągnięcia dalszych komórek obronnych.

Chemokiny homeostatyczne są stale wytwarzane, nawet gdy nie ma infekcji. Służą do monitorowania zdrowej tkanki. Chemokiny mają działanie chemotaksyczne na komórki odpornościowe, takie jak monocyty, makrofagi, keratynocyty, fibroblasty, płytki krwi, komórki śródbłonka, limfocyty T, komórki stomii, neutrofile i komórki dendrytyczne. Są również wytwarzane przez te komórki jako substancje sygnalizacyjne, aby w razie potrzeby przyciągnąć podobne komórki.

Anatomia i budowa

Chemokiny to małe łańcuchy białkowe zawierające od 75 do 125 aminokwasów każdy. Na końcowym końcu łańcucha znajduje się jedna lub dwie reszty cysteiny. Cysteina to aminokwas zawierający siarkę, który może tworzyć mostki dwusiarczkowe w cząsteczce. Reszty cysteiny tworzą teraz mostki siarczkowe w łańcuchu białkowym.

Podczas gdy sekwencja aminokwasów jest zmienna w obrębie białek z rodziny chemokin, trzeciorzędowa struktura pozostaje taka sama dla wszystkich chemokin. Korpus główny jest uformowany jako trójpasmowy antyrównoległy arkusz o strukturze beta. Łańcuch kończy się na końcu karboksylowym alfa helisą. Są teraz reszty cysteiny. Istnieją cztery struktury, w których można ułożyć te końcowe reszty cysteiny. Każda struktura symbolizuje rodzinę chemokin. Zatem dwie reszty cysteiny mogą następować po sobie. Odpowiednia rodzina chemokin nazywana jest rodziną CC. Jeśli inny aminokwas jest przełączany między resztami cysteiny, jest to rodzina CXC. Rodzina CX3C zawiera dwie reszty cysteiny oddzielone trzema aminokwasami.

Wreszcie istnieje rodzina z resztą cysteiny, znana jako rodzina C. Wszystkie reszty cysteiny tworzą mostek siarczkowy w łańcuchu. Poszczególne rodziny chemokin mają różne funkcje. Dokładna struktura chemokin wciąż nie jest w pełni poznana. Chemokiny niekoniecznie potrzebują płynu tkankowego lub krwi do wykonywania swojej funkcji. Mogą również przekazywać swoje sygnały poprzez struktury stałe poprzez gradienty stężeń. Z dodatnim ładunkiem wielu podstawowych aminokwasów wiążą się z ujemnie naładowaną cząsteczką cukru (glikozaminoglukanem) na powierzchni komórek. Nie jest jeszcze jasne, dlaczego tracą swoją funkcję, skoro nie mogą już wiązać się z glikozaminoglukanem.

Funkcja i zadania

Główną funkcją chemokin jest przyciąganie pewnych komórek odpornościowych do miejsc w ciele, które są obecnie poddawane wyższemu poziomowi obrony przed intruzami zakaźnymi. To sprawia, że ​​odpowiedź immunologiczna jest bardziej skuteczna. W większości przypadków zapewniają również rozwój poważnych reakcji zapalnych w celu zapobieżenia infekcji. Są generowane w miejscu urazu lub infekcji przez obecne tam komórki odpornościowe.

Teraz przyciągane komórki zmierzają w kierunku najwyższego stężenia chemokin. Odpowiednie receptory chemokin znajdują się na ich powierzchni. Chemokiny wiążą się z tymi receptorami i w ten sposób wywołują migrację komórek w kierunku najwyższego stężenia chemokin. Jednak każda rodzina chemokin wiąże się ze swoimi własnymi receptorami.Rodzina CC zapewnia migrację monocytów, limfocytów oraz bazofili i eozynofili. Rodzina CXC jest odpowiedzialna za angiogenezę (wzrost naczyń krwionośnych). Rodzina CX3C odgrywa rolę w procesach zapalnych w układzie nerwowym. Wreszcie chemokiny C aktywują limfocyty T CD8 i komórki NK (komórki NK).

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Jeśli interakcja chemokin i receptorów chemokin jest zakłócona, układ odpornościowy działa nieprawidłowo. Często, z powodu mutacji w odpowiednim receptorze, nie nadaje się już idealnie do dokowania chemokin. Oznacza to, że komórki odpornościowe nie mogą być dłużej przyciągane w sytuacjach krytycznych.

Ta awaria objawia się następnie niedoborem odporności. Tak zwany zespół WHIM, szczególny niedobór odporności, można przypisać defektowi receptora chemokin. Ta choroba objawia się nawracającymi infekcjami wirusowymi i bakteryjnymi. Pacjenci wykazują szczególną podatność na wirusa brodawczaka ludzkiego, którego zakażenie objawia się brodawkami. Szpik kostny jest pełen komórek prekursorowych T, ale te nie migrują do miejsc zakażenia. Możliwe są również selektywne niedobory odporności przeciwko niektórym patogenom. Na przykład, jeśli receptor chemokiny z rodziny CC jest zmutowany, istnieje szczególna podatność na wirus Zachodniego Nilu. W przypadku mutacji ten sam receptor zapewnia również dziedziczną odporność na wirusa HI.

Niektóre mutacje w obszarze receptorów chemokin mogą być również częściowo odpowiedzialne za choroby autoimmunologiczne lub alergie. Nadprodukcja niektórych chemokin może również prowadzić do choroby. Stwierdzono, że rozwój łuszczycy (łuszczycy) jest związany z nadprodukcją chemokiny CXC IL-8. Wraz z nadprodukcją IL-8 występuje również reumatoidalne zapalenie stawów. Zmiany miażdżycowe są często wynikiem nadmiernych procesów zapalnych, które czasami są spowodowane zwiększoną aktywnością chemokin.