Chemokiny i ich rola dla odporności organizamu

Chemokiny są drobnymi, mało skomplikowanymi białkami należącymi do grupy cytokin. Wydzielane są przez różnorodne typy komórek występujących w naszym ciele. Pełnią ważną rolę w procesach odpornościowych organizmu. Jak działają chemokiny? Kiedy zwiększa się ich stężenie w organizmie?

Spis treści

1. Chemokiny: czym jest chemotaksja?
2. Chemokiny: rola w procesie zapalnym
3. Chemokiny: inne zadania
4. Chemokiny: zaburzenia stężenia chemokin
5. Chemokiny: badania nad chemokinami

Chemokiny zostały odkryte stosunkowo niedawno. Termin "chemokiny" został wprowadzony do języka nauki zaledwie w 1992 r. Wciąż trwają nad nimi intensywne badania, w trakcie których odkrywane są nowe substancje należące do tej grupy. Dziś wiemy, że chemokiny znajdują się w organizmach wszystkich kręgowców, niektórych wirusów i bakterii.

Nazwa "chemokiny" pochodzi z języka angielskiego. Wywodzi się od wyrażenia "chemoattractant cytokines", oznaczającego cytokiny wabiące chemicznie. To sformułowanie określa w pewnym stopniu charakter tej grupy substancji. Chemokiny posiadają zdolność wywoływania w komórkach, do których się przyłączają, procesu nazywanego chemotaksją.

Chemokiny: czym jest chemotaksja?

Chemotaksja jest ruchem komórki lub organizmu w kierunku bodźca chemicznego. Jest to bardzo pierwotny mechanizm. Zdolność do tego rodzaju ruchu posiadają tak proste organizmy jak bakterie i pierwotniaki.

Ruch chemotaksyjny jest również charakterystyczny dla ludzkich leukocytów. W momencie gdy organizm zostaje zaatakowany przez drobnoustroje lub inny drażniący czynnik zewnętrzny, komórki odpornościowe wędrują przez tkanki w kierunku zagrożenia. Wybierając drogę migracji kierują się informacją chemiczną. Rolą chemokin w tym procesie, jest pobudzenie leukocytów do rozpoczęcia wędrówki.

Chemokiny: rola w procesie zapalnym

Chemokiny są białkami uczestniczącymi w powstawaniu stanu zapalnego w naszym ciele. Oznacza to że wprowadzają komórki odpornościowe w stan podwyższonej gotowości. Mechanizm tego działania opiera się na zdolności tych cząsteczek do przyłączania się do receptorów znajdujących się na błonach komórkowych.

Przyłączając się do odpowiednich receptorów chemokiny stymulują przemieszczanie się komórek odpornościowych do tkanek organizmu zmienionych chorobowo. Białka te pełnią jednak wiele więcej funkcji regulatorowych:

• uczestniczą w procesach odporności przeciwzakaźnej,
• kontrolują hemopoezę, czyli produkcje krwinek,
• uczestniczą w embriogenezie,
• wpływają na organogenezę,
• biorą udział w regulacji apoptozy, czyli samobójczej śmierci komórek,
• wpływają na angiogenezę, czyli proces tworzenia się naczyń włosowatych.

Chemokiny: inne zadania

Wymienione wcześniej funkcje wskazują na to, że chemokiny wypełniają dużo szersze obowiązki w organizmie, niż tylko kontrola stanu zapalnego. Okazuje się, że możemy wyodrębnić dwie grupy tych białek:

• prozapalne - stymulujące funkcje odpornościoweChemokiny o charakterze prozapalnym są produkowane podczas odpowiedzi immunologicznej w celu pobudzenia komórek układu odpornościowego w miejscu infekcji.

• homeostatyczne - odpowiedzialne za utrzymanie równowagi procesów w organizmieChemokiny o charakterze homeostatycznym biorą udział w kontrolowaniu migracji komórek podczas normalnych procesów utrzymania lub rozwoju tkanek .

Wszystkie te białka mają wspólny mechanizm działania - przyłączają się do odpowiednich receptorów błonowych wpływając tym samym na aktywność komórki. Posiadają również bardzo podobną, prostą strukturę białkową. Różnice w budowie receptorów decydują o tym, na jaki rodzaj chemokiny jest wrażliwa komórka.

Przyłączenie odpowiedniego białka z tej grupy może pobudzić komórkę do:

• migracji,
• podziałów komórkowych,
• apoptozy.

Chemokiny: zaburzenia stężenia chemokin

Odchylenie od fizjologicznego stężenia chemokin jest związane z szeregiem procesów patologicznych. Taka sytuacja występuje w trakcie zaburzeń prawidłowego przebiegu hemopoezy. Podwyższony poziom białek z tej grupy jest charakterystyczny dla:

• stanów zapalnych w organizmie,
• stanów alergicznych,
• procesu gojenia się ran,
• procesu tworzenia się nowych naczyń krwionośnych,
• procesu nowotworzenia i tworzenia przerzutów.

Chemokiny: badania nad chemokinami

W ostatnim czasie trwają intensywne prace badawcze dotyczące procesów związanych z aktywnością chemokin. Nowe badania być może pozwolą na odkrycie nowych metod terapii przewlekłych chorób zapalnych, takich jak łuszczyca oraz reumatoidalne zapalenie stawów. W jednym i drugim zaburzeniu obserwuje się zwiększone stężenie chemokin. Odkrywane są również nowe substancje należące do tej grupy. Prace pomagają poznać rolę tych białek w powstawaniu chorób autoimmunologicznych i nowotworowych.

O autorze

mgr farmacji Sara Janowska

Doktorantka interdyscyplinarnych studiów doktoranckich z zakresu nauk farmaceutycznych i biomedycznych realizowanych na Uniwersytecie Medycznym w Lublinie oraz Instytucie Biotechnologii w Białymstoku.Absolwentka studiów farmaceutycznych na Uniwersytecie Medycznym w Lublinie ze specjalizacją Lek Roślinny. Uzyskała tytuł magistra broniąc pracy z dziedziny botaniki farmaceutycznej na temat właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów pozyskanych z dwudziestu gatunków mchów. Obecnie w pracy naukowej zajmuje się syntezą nowych substancji przeciwnowotworowych oraz badaniem ich właściwości na liniach komórek nowotworowych. Przez dwa lata pracowała jako magister farmacji w aptece otwartej.

mgr farmacji Sara Janowska