chemokiny

chemokiny sú malé signálne proteíny, ktoré spúšťajú chemotaxiu (migráciu) buniek. Zvyčajne sú tieto bunky imunitné bunky. Chemokíny sú teda zodpovedné za účinné fungovanie imunitného systému.

Čo sú chemokíny?

Chemokíny sú malé proteíny, ktoré patria do rodiny cytokínov. Spôsobujú migráciu buniek. Ide predovšetkým o imunitné bunky, ktoré sa majú rýchlo dostať na vhodné miesto poranenia alebo infekcie.

Chemokíny sú produkované bunkami, ktoré majú priťahovať. Na povrchu týchto buniek sú receptory, ktoré umožňujú dokovanie chemokínov. Signalizačné molekuly sa delia na zápalové a homeostatické chemokíny. Vo väčšine prípadov sú chemokíny zápalové. Priťahujú imunitné bunky na miesto určenia, ktoré tam okamžite spúšťa zápalové procesy, aby sa bránili pred infekciou. Zápalové chemokíny sú vždy produkované v mieste poranenia alebo infekcie tam prítomnými imunitnými bunkami, aby prilákali ďalšie obranné bunky.

Homeostatické chemokíny sa neustále vyrábajú, aj keď neexistuje žiadna infekcia. Používajú sa na sledovanie zdravého tkaniva. Chemokíny majú chemotaxický účinok na imunitné bunky, ako sú monocyty, makrofágy, keratinocyty, fibroblasty, krvné doštičky, endoteliálne bunky, T bunky, stómové bunky, neutrofily a dendritické bunky. Tieto bunky ich tiež produkujú ako signalizačné látky, aby v prípade potreby pritiahli podobné bunky.

Anatómia a štruktúra

Chemokíny sú malé proteínové reťazce, každá so 75 až 125 aminokyselinami. Na koncovom konci reťazca sú jeden alebo dva cysteínové zvyšky. Cysteín je aminokyselina obsahujúca síru, ktorá môže v molekule tvoriť disulfidové mostíky. Cysteínové zvyšky teraz tvoria v proteínovom reťazci sulfidové mostíky.

Zatiaľ čo aminokyselinová sekvencia je v proteínoch chemokínovej rodiny variabilná, terciárna štruktúra zostáva rovnaká pre všetky chemokíny. Hlavné telo je vytvorené ako trojvláknová antiparalelná fólia so štruktúrou beta. Reťazec končí na karboxylovom konci alfa helixom. Teraz existujú cysteínové zvyšky. Existujú štyri štruktúry, v ktorých môžu byť tieto terminálne cysteínové zvyšky usporiadané. Každá štruktúra symbolizuje skupinu chemokínov. Dva cysteínové zvyšky teda môžu nasledovať jeden za druhým. Zodpovedajúca chemokínová rodina sa nazýva CC rodina. Ak je medzi cysteínovými zvyškami prepnutá iná aminokyselina, je to rodina CXC. Rodina CX3C obsahuje dva cysteínové zvyšky oddelené tromi aminokyselinami.

Nakoniec existuje rodina s cysteínovým zvyškom známa ako rodina C. Všetky cysteínové zvyšky tvoria v reťazci sulfidový mostík. Jednotlivé skupiny chemokínov majú rôzne funkcie. Presná štruktúra chemokínov stále nie je úplne objasnená. Chemokíny nemusia nevyhnutne potrebovať tkanivovú tekutinu alebo krv, aby mohli vykonávať svoju funkciu. Môžu tiež prenášať svoje signály cez pevné štruktúry cez koncentračné gradienty. Pozitívnym nábojom mnohých základných aminokyselín sa viažu na záporne nabitú molekulu cukru (glykozaminoglukán) na povrchu buniek. Zatiaľ nie je jasné, prečo strácajú svoju funkciu, keď sa už nemôžu viazať na glykozaminoglukán.

Funkcia a úlohy

Hlavnou funkciou chemokínov je priťahovať určité imunitné bunky na miesta v tele, ktoré sú v súčasnosti vystavené vyššej úrovni ochrany proti infekčným votrelcom. Týmto je imunitná reakcia účinnejšia. Vo väčšine prípadov tiež zaisťujú, že sa vyvíjajú značné zápalové reakcie, aby sa zabránilo infekcii. Vytvárajú sa v mieste poranenia alebo infekcie imunitnými bunkami, ktoré už sú v nich prítomné.

Teraz priťahované bunky sa pohybujú smerom k najvyššej koncentrácii chemokínov. Zodpovedajúce chemokínové receptory sú umiestnené na ich povrchu. Chemokíny sa viažu na tieto receptory, a tak spúšťajú migráciu buniek smerom k najvyššej koncentrácii chemokínu. Každá skupina chemokínov sa však viaže na svoje vlastné receptory.Rodina CC zabezpečuje migráciu monocytov, lymfocytov, ako aj bazofilov a eozinofilov. Rodina CXC je zodpovedná za angiogenézu (rast krvných ciev). Rodina CX3C hrá úlohu pri zápalových procesoch v nervovom systéme. Chemokíny C nakoniec aktivujú CD8 T bunky a NK bunky (prirodzené zabíjačské bunky).

Svoje lieky nájdete tu

choroby

Ak dôjde k narušeniu interakcie chemokínov a chemokínových receptorov, imunitný systém zlyhá. Často kvôli mutácii v zodpovedajúcom receptore už nie je dokonalé vhodné pre dokovanie chemokínov. To znamená, že imunitné bunky už nemôžu byť priťahované v kritických situáciách.

Táto porucha sa potom prejavuje ako imunitný deficit. Takzvaný WHIM syndróm, špeciálny imunitný deficit, sa dá vysledovať až k defektu chemokínového receptora. Toto ochorenie sa prejavuje opakujúcimi sa vírusovými a bakteriálnymi infekciami. Pacienti vykazujú zvláštnu citlivosť na ľudský papilomavírus, ktorého infekcia je vyjadrená ako bradavice. Kostná dreň je plná T prekurzorových buniek, ale tieto nemigrujú na miesta infekcie. Sú tiež možné selektívne imunitné nedostatky proti určitým patogénom. Ak je mutovaný receptor pre chemokín z rodiny CC, existuje osobitná citlivosť na vírus západonílskeho vírusu. V prípade mutácie rovnaký receptor tiež zaisťuje dedičnú imunitu voči vírusu HI.

Niektoré mutácie v oblasti chemokínových receptorov môžu byť čiastočne zodpovedné za autoimunitné ochorenia alebo alergie. Nadprodukcia niektorých chemokínov môže tiež viesť k chorobám. Zistilo sa, že vývoj psoriázy (psoriázy) súvisí s nadprodukciou chemokínu IL-8 CXC. Reumatoidná artritída sa tiež vyskytuje spolu s nadprodukciou IL-8. Aterosklerotické zmeny sú často výsledkom nadmerných zápalových procesov, ktoré sú niekedy spôsobené zvýšenou chemokínovou aktivitou.