Chemokines ir mazi signālu proteīni, kas izraisa šūnu kemotaksu (migrāciju). Parasti šīs šūnas ir imūnās šūnas. Tādējādi kemokīni ir atbildīgi par efektīvu imūnsistēmas darbību.
Kas ir ķemokīni?
Kemokīni ir mazi proteīni, kas pieder citokīnu saimei. Viņi izraisa šūnu migrāciju. Galvenokārt tās ir imūnās šūnas, kurām ir paredzēts ātri nokļūt ievainojuma vai infekcijas attiecīgajā vietā.
Chemokīnus ražo šūnas, kuras tām vajadzētu piesaistīt. Uz šo šūnu virsmas ir receptori, kas ļauj ķemokīniem piestāt. Signalizācijas molekulas ir sadalītas iekaisuma un homeostatiskajos kemokīnos. Vairumā gadījumu chemokīni ir iekaisīgi. Viņi piesaista imūnās šūnas galamērķī, kas tur uzreiz sāk iekaisuma procesus, lai aizstāvētos pret infekciju. Iekaisuma ķemokīni vienmēr tiek ražoti ievainojuma vai infekcijas vietā ar tur esošajām imūno šūnām, lai piesaistītu papildu aizsardzības šūnas.
Homeostātiskos ķemokīnus pastāvīgi ražo pat tad, ja nav infekcijas. Tos izmanto, lai uzraudzītu veselīgus audus. Ķīmiskajiem līdzekļiem ir ķīmiska toksiska iedarbība uz imūnām šūnām, tādām kā monocīti, makrofāgi, keratinocīti, fibroblasti, trombocīti, endotēlija šūnas, T šūnas, stomas šūnas, neitrofīli un dendrītiskās šūnas. Šīs šūnas tos ražo arī kā signālvielas, lai vajadzības gadījumā piesaistītu līdzīgas šūnas.
Anatomija un struktūra
Kemokīni ir mazas olbaltumvielu ķēdes ar katru no 75 līdz 125 aminoskābēm. Ķēdes termināla galā ir viens vai divi cisteīna atlikumi. Cisteīns ir sēru saturoša aminoskābe, kas molekulā var veidot disulfīdu tiltus. Cisteīna atlikumi tagad veido sulfīdu tiltus olbaltumvielu ķēdē.
Kamēr aminoskābju secība ir mainīga kemokīnu ģimenes olbaltumvielās, terciārā struktūra visiem ķemokīniem paliek nemainīga. Galvenais korpuss ir veidots kā trīs virkņu antiparalēla loksne ar beta struktūru. Ķēde beidzas ar karboksigrupas galu ar alfa spirāli. Tagad ir cisteīna atlikumi. Ir četras struktūras, kurās var izvietot šīs galīgās cisteīna atliekas. Katra struktūra simbolizē ķimikīnu ģimeni. Tātad divi cisteīna atlikumi var sekot viens otram. Atbilstošo chemokīnu saimi sauc par CC saimi. Ja starp cisteīna atlikumiem tiek pārslēgta cita aminoskābe, tā ir CXC saime. CX3C saime satur divus cisteīna atlikumus, kurus atdala trīs aminoskābes.
Visbeidzot, ir ģimene ar cisteīna atlikumu, kas pazīstama kā C ģimene. Visas cisteīna atliekas ķēdē veido sulfīda tiltu. Atsevišķām chemokīnu ģimenēm ir dažādas funkcijas. Precīza chemokīnu struktūra joprojām nav pilnībā izprotama. Kemokīniem nav obligāti nepieciešams audu šķidrums vai asinis, lai veiktu savas funkcijas. Viņi var arī nodot savus signālus caur cietām struktūrām, izmantojot koncentrācijas gradientus. Ar daudzu pamata aminoskābju pozitīvo lādiņu tie saistās ar negatīvi lādētu cukura molekulu (glikozaminoglikānu) uz šūnu virsmas. Pagaidām nav skaidrs, kāpēc viņi zaudē savu funkciju, kad vairs nevar saistīties ar glikozaminoglikānu.
Funkcija un uzdevumi
Kemokīnu galvenā funkcija ir piesaistīt noteiktas imūnsistēmas šūnas ķermeņa vietām, uz kurām pašlaik attiecas augstāks aizsardzības līmenis pret infekcioziem iebrucējiem. Tas padara imūno reakciju efektīvāku. Vairumā gadījumu tie arī nodrošina ievērojamu iekaisuma reakciju attīstību, lai novērstu infekciju. Tos ģenerē ievainojuma vai infekcijas vietā ar tur jau esošajām imūno šūnām.
Tagad piesaistītās šūnas virzās uz visaugstāko kemokīnu koncentrāciju. Atbilstošie kemokīna receptori atrodas uz to virsmas. Kemokīni saistās ar šiem receptoriem un tādējādi izraisa šūnu migrāciju uz augstāko kemokīna koncentrāciju. Tomēr katra kemokīnu ģimene saistās ar saviem receptoriem.CC saime nodrošina monocītu, limfocītu, kā arī bazofilu un eozinofilu migrāciju. CXC saime ir atbildīga par angioģenēzi (asinsvadu augšanu). CX3C saime spēlē lomu nervu sistēmas iekaisuma procesos. Visbeidzot, C kemokīni aktivizē CD8 T šūnas un NK šūnas (dabiskās slepkavas šūnas).
Jūs varat atrast savus medikamentus šeit
➔ Zāles aizsardzības un imūnsistēmas stiprināšanaiSlimības
Ja tiek traucēta kemokīnu un kemokīnu receptoru mijiedarbība, imūnsistēma darbojas nepareizi. Bieži vien attiecīgā receptora mutācijas dēļ tas vairs nav ideāli piemērots kemokīnu dokstacijai. Tas nozīmē, ka imūnšūnas vairs nevar piesaistīt kritiskās situācijās.
Pēc tam šī nepareiza darbība izpaužas kā imūndeficīts. Tā saukto WHIM sindromu, īpašu imūndeficītu, var izsekot līdz kemokīna receptoru defektam. Šī slimība izpaužas kā atkārtotas vīrusu un baktēriju infekcijas. Pacienti izrāda īpašu jutību pret cilvēka papilomas vīrusu, kura infekcija izpaužas kā kārpas. Kaulu smadzenes ir pilnas ar T prekursoru šūnām, bet tās migrē uz infekcijas vietām. Iespējami arī selektīvi imūndeficīti pret noteiktiem patogēniem. Piemēram, ja CC mutācijas ķimikīna receptors ir mutēts, ir īpaša jutība pret Rietumnīlas vīrusu. Mutācijas gadījumā tas pats receptors nodrošina arī iedzimtu imunitāti pret HI vīrusu.
Dažas mutācijas kemokīna receptoru jomā daļēji var izraisīt autoimūnas slimības vai alerģijas. Dažu kemokīnu pārprodukcija var izraisīt arī slimības. Tika atklāts, ka psoriāzes (psoriāzes) attīstība ir saistīta ar CXC kemokīna IL-8 pārprodukciju. Reimatoīdais artrīts rodas arī kopā ar IL-8 pārprodukciju. Aterosklerozes izmaiņas bieži ir pārmērīgu iekaisuma procesu rezultāts, ko dažkārt izraisa paaugstināta ķemokīna aktivitāte.
