Интерлевкин-6 е една от най-важните сигнални молекули, произвеждани от клетките в имунната система. Въпреки че интерлевкин-6 има многопосочно действие, основната му задача е да координира възпалителния процес в организма, по време на който концентрацията му нараства до 100 пъти.

Съдържание:

  1. Интерлевкин-6 - роля в тялото
  2. Интерлевкин-6 - механизъм за активиране
  3. Интерлевкин-6 - метаболизъм на желязо
  4. Интерлевкин-6 - автоимунни заболявания
  5. Интерлевкин-6 - затлъстяване и други метаболитни заболявания
  6. Интерлевкин-6 - психични разстройства
  7. Интерлевкин-6 - определяне в лабораторията
  8. Интерлевкин-6 - определяне в лабораторията
  9. Интерлевкин-6 - насочени терапии

Интерлевкин-6(съкратеноIL-6 ) е сигнална молекула, принадлежаща към групата на цитокините. IL-6 се произвежда и секретира главно от клетките на имунната система като:

  • моноцити
  • макрофаги
  • лимфоцити

В допълнение, неимунни клетки като:

  • фибробласти
  • кератиноцити
  • хондроцити
  • остеобласти
  • ендотел

Също така някои ракови клетки могат да произвеждат IL-6.

Интерлевкин-6 - роля в тялото

IL-6 за първи път е идентифициран като фактор на В клетъчна диференциация. По-късни проучвания показват, че IL-6 има повече многопосочни и системни ефекти, като:

  • иницииране и развитие на възпалителния отговор
  • индуциране на протеинов синтез, т.нар остра фаза
  • стимулиране на стволови клетки от костен мозък, особено от линията на гранулоцити и макрофаги
  • регулиране на костния метаболизъм чрез активиране на остеокласти
  • Активиране и диференциране на Т клетки
  • стимулация на оста хипоталамо-хипофиза-надбъбречна жлеза (HPA)
  • предизвиква пирогенен ефект чрез повишаване на телесната температура и стимулиране на производството на простагландини

Интересното е, че е доказано, че IL-6 е цитокин с двойна активност, което означава, че от една страна, той може да проявява противовъзпалителни ефекти чрез активиране на т.нар. на класическия сигнален път, той участва и инхибира пролиферацията на чревните епителни клеткипрограмирана смърт (апоптоза). От друга страна предизвиква провъзпалителен ефект, като активира т.нар сигнален път, активиращ имунната система.

При физиологични условия нивото на IL-6 в кръвта е ниско. Основният фактор, стимулиращ производството на IL-6, са бактериалните (например LPS) и вирусните антигени. По време на инфекция от микроорганизми или увреждане на тъканите, причинено например от травма, се развива остър имунен отговор и нивото на IL-6 рязко се повишава.

Интерлевкин-6 - механизъм за активиране

Микробните антигени се разпознават от клетъчни TLR рецептори (Toll-подобни рецептори), открити, между другото, в на повърхността на макрофагите. В допълнение, неинфекциозни агенти, като увреждане на тъканите, причинено от изгаряния, могат да индуцират клетъчен лизис, който също може да бъде разпознат от TLR. Последица от активиране на TLR, което индуцира експресия на IL-6 в клетката.

Черният дроб отдавна се смята за основен целеви орган за IL-6. Черният дроб реагира бързо на наличието на IL-6 чрез синтеза на протеини, т.нар. остра фаза, която включва: С-реактивен протеин (CRP), серумен амилоид А (SAA), фибриноген, хепцидин, хаптоглобин и алфа-1-антитрипсин. Следователно в клиничната практика се използват кръвни нива на протеини от острата фаза за оценка на тежестта на възпалението.

IL-6 след това активира серия от имунни клетки като Т клетки и В клетки, които след това се превръщат в плазмени клетки, произвеждащи антитела. Когато IL-6 достигне до костния мозък, той стимулира диференциацията на кръвните стволови клетки, между другото. съзряване на мегакариоцити, които освобождават тромбоцити. Увеличаването на тромбоцитите е характерно за възпаление.

Използвайки гореспоменатите механизми, IL-6 инициира и регулира острия възпалителен отговор и улеснява неговото прогресиране в персистираща фаза. Удължаването на персистиращата фаза води до натрупване на клетки на имунната система в тъканите и тяхното разрушаване. Следователно, производството на IL-6 трябва да бъде строго регулирано, тъй като неправилното му количество може да доведе до развитие на възпалителни заболявания като рак или автоимунни заболявания.

Интерлевкин-6 - метаболизъм на желязо

IL-6 индуцира производството на хепсидин, който влияе върху регулирането на нивата на желязото чрез влияние върху механизмите за транспорт на желязо. По този начин хепсидинът инхибира освобождаването на желязо от макрофагите и хепатоцитите, както и реабсорбцията му в червата.

Този механизъм има своето биологично оправдание, тъй като по време на инфекция дефицитът на желязо ограничава размножаването на микроорганизмите и е един от механизмите за противоинфекциозна защита.

Последствие от продължително възпаление иИзлишъкът на хепцидин е анемия, свързана с хронични заболявания.

Интерлевкин-6 - автоимунни заболявания

IL-6 улеснява развитието на придобития имунен отговор и насочва неговия ход. Различни популации от Th лимфоцити (помощници) играят важна роля в имунния отговор, който, когато се активира от подходящи цитокини, може да се диференцира в специфична посока на имунния отговор.

IL-6 индуцира диференциацията на Th лимфоцитите в Th17 лимфоцити, което допринася за защита срещу бактериални или гъбични инфекции. От друга страна, IL-6 инхибира Th1 диференциацията, която играе роля в имунната хомеостаза.

Смята се, че нарушаването на регулацията в полза на Th17 лимфоцитите участва в развитието на автоимунни заболявания, тъй като нарушава имунния толеранс към собствените тъкани. Следователно, докато IL-6 може да бъде защитен при много инфекциозни заболявания, неговата активност изглежда е ключът към разбирането на патомеханизма на автоимунните заболявания.

Тези наблюдения се потвърждават от проучвания при мишки и хора, при които блокирането на производството на IL-6 намалява чувствителността към болестта на Касълман, ревматоиден артрит или системен лупус еритематозус.

Интерлевкин-6 - затлъстяване и други метаболитни заболявания

Понастоящем се предполага, че затлъстяването е заболяване, придружено от нискостепенно хронично възпаление. Провъзпалителните макрофаги, открити в патологичната мастна тъкан, са един от най-важните източници на IL-6 при хора с наднормено телесно тегло.

Извлечен от мастна тъкан, IL-6 може да има неблагоприятен ефект върху метаболизма на тялото, наред с други. чрез прекомерна липолиза и освобождаване на триглицериди и намаляване на инсулиновата чувствителност. Доказано е, че концентрацията на IL-6 в кръвта силно корелира със затлъстяването, инсулиновата резистентност и метаболитния синдром.

Интерлевкин-6 - психични разстройства

Хората с автоимунни или метаболитни заболявания много често страдат от хронична умора, нарушения на съня и прекомерна сънливост през деня.

Една от причините може да е активиране на имунно-възпалителния път, иницииран от IL-6, който действа като връзка между имунната система и нервната система. Следователно, той има способността да регулира неврохормоналната икономика.

Интересното е, че концентрацията на IL-6 в тялото е синхронизирана с циркадния ритъм, където концентрацията му е по-ниска през деня и по-висока през нощта. Това може отчасти да обясни появата на сомнолентност на нейните нефизиологични нива през деня.

Способността на възпалението, особено IL-6, да повлияе на нивото на невротрансмитеритекак серотонинът позволява спекулацията, че провъзпалителните цитокини могат да бъдат свързани с психични разстройства като депресия или шизофрения. IL-6 може да повлияе на метаболитните пътища в мозъка чрез:

  • активиране на оста хипоталамо-хипофиза-надбъбречна жлеза (HPA), което води до повишена секреция на хормона на стреса - кортизол.
  • намаляване на нивата на серотонин и мелатонин в резултат на изместване на триптофана към кинурениновия път (триптофанът е предшественик на синтеза на серотонин, а след това и на мелатонин)
  • неврогенеза, т.е. процесът на създаване на нови нервни клетки (особено в хипокампуса)

Доказано е, че хората, страдащи от депресия, повишават активността на клетките на имунната система и концентрацията на IL-6 в кръвта си.

Тези наблюдения се потвърждават и от проучвания върху лабораторни плъхове, на които са прилагани специфични комбинации от цитокини подкожно.

При гризачите предизвиква симптоми, типични за депресията - умора, безсъние, липса на апетит. В научната литература това се нарича "възпалителна теория на депресията".

Доказано е, че по-високите нива на IL-6 в детството (които могат да бъдат резултат например от травматични преживявания) са свързани с повишен риск от развитие на депресия и психоза в зряла възраст. Повишени нива на IL-6 се наблюдават и при хора с тежка шизофрения и биполярно разстройство. Интересното е, че нивото му спада значително след лечение и в ремисия.

Интерлевкин-6 - определяне в лабораторията

Проучванията показват, че повишаването на концентрацията на провъзпалителни цитокини, включително IL-6, е 2-4 пъти по-високо при възрастните хора в сравнение с младите. Това явление се нарича "възпаление", което е възпалението, което придружава стареенето.

Въпреки че молекулярната основа на това явление все още не е изяснена, се смята, че то може да произтича, наред с другото, от промени в концентрацията на половите хормони с възрастта, тъй като производството на IL-6 зависи от тях.

Повишени нива на IL-6 в кръвта се наблюдават при пациенти в постменопауза и андропауза. Смята се, че повишаването на нивата на IL-6 с възрастта може да бъде една от причините за нарушения на стареенето, които наподобяват симптоми на хронично възпаление, като остеопороза, анемия или повишаване на CRP протеина.

Интерлевкин-6 - определяне в лабораторията

При възпалителни състояния концентрацията на IL-6 може да се увеличи до 100 пъти, поради което концентрацията му в кръвта може да бъде чувствителен, но неспецифичен индикатор за възпаление. Концентрацията на IL-6 се определя от венозна кръв на гладно. Концентрацията на IL-6 може да се увеличи при:

  • при автоимунни заболявания, напр. ревматоиден артрит,ювенилен идиопатичен артрит, възпалителни заболявания на червата
  • неопластични, например колоректален рак, рак на черния дроб, лимфоми
  • невродегенеративни заболявания, например болестта на Алцхаймер
  • белодробни заболявания, например астма
  • бактериални и вирусни инфекции
  • метаболитни заболявания, например затлъстяване, диабет тип 2, метаболитен синдром
  • хронична анемия
  • психични разстройства, например депресия, шизофрения
  • остеопороза
  • тромбоза
  • реакции на отхвърляне на трансплантация
  • акушерски усложнения

Оценката на концентрацията на IL-6 в кръвта в клиничната практика позволява:

  • оценка на тежестта на инфекцията
  • диагностика на сепсис, особено при новородени
  • оценка на прогнозата при остър панкреатит
  • ранна оценка на риска от отхвърляне на трансплантация
  • наблюдение на състоянието на пациента след операции
  • риск за наблюдение на бременност

Интерлевкин-6 - насочени терапии

Като се има предвид, че IL-6-индуцираното възпаление е свързано с много хронични заболявания, то може да бъде важна терапевтична цел. T

оцилизумаб е хуманизирано моноклонално IgG антитяло, насочено срещу IL-6 рецептора. Свързвайки се с рецептора, тоцилизумаб блокира неговата сигнализация чрез IL-6.

Клиничните изпитвания с тоцилизумаб започнаха в края на 90-те години и за първи път беше официално одобрен за лечение на болестта на Касълман в Япония през 2005 г.

Оттогава тоцилизумаб е приет като биологична терапия от първа линия за лечение на умерен до тежък ревматоиден артрит в над 100 страни и за ювенилен идиопатичен артрит в Япония, Индия, Съединените щати и Европейския съюз.

В момента се провеждат клинични изпитвания за оценка на ефективността на тоцилизумаб при други хронични заболявания.

Друго антитяло, което блокира пътя на IL-6, е сирукумаб, който в момента е подложен на клинични изпитвания за лечение на депресивни разстройства.

За автораКаролина Карабин, д-р, молекулярна биолог, лабораторен диагностик, Cambridge Diagnostics PolskaБиолог по професия, специалист по микробиология, и лабораторен диагностик с над 10 години опит в лабораторната работа. Завършил Колежа по молекулярна медицина и член на Полското дружество по човешка генетика. Ръководител на изследователски стипендии в Лабораторията по молекулярна диагностика към катедрата по хематология, онкология и вътрешни болести на Медицинския университет във Варшава. Заглавиезащитава доктора на медицинските науки в областта на медицинската биология в 1-ви медицински факултет на Медицинския университет във Варшава. Автор на множество научни и научнопопулярни трудове в областта на лабораторната диагностика, молекулярната биология и храненето. Ежедневно, като специалист в областта на лабораторната диагностика, той ръководи основния отдел в Cambridge Diagnostics Polska и си сътрудничи с екип от диетолози в CD Dietary Clinic. Той споделя практическите си знания по диагностика и диетотерапия на заболявания със специалисти на конференции, обучения, в списания и сайтове. Особено се интересува от влиянието на съвременния начин на живот върху молекулярните процеси в организма.

Прочетете повече статии от този автор

Категория:

Имунна система