УДК 579.61: 616- 053.2

К.В. Коцаренко, студентка; Л.П. Голодок, к.б.н., доцент; А.І. Вінніков, професор

Дніпропетровський національний університет

Вплив цитокінів на біологічні властивості мікроорганізмів

В даний час вже не викликає сумніву той факт, що нормальна мікрофлора людського організму (нормофлора, мікробіота) виконує численні функції по підтримці гомеостазу [1]. Порушення видового і кількісного складу мікробних популяцій і зростання умовно-патогенної мікрофлори в певному біотопі приводять до порушення динамічної рівноваги (еубіоза) в екосистемі даного біотопа, що називають дисбактеріозом [2]. Останнім часом стало відомо, що деякі мікроорганізми можуть використовувати визначені цитокіни як ростові чинники [8].

Цитокіни- низькомолекулярні білки, ендогенні біологічно активні медіатори,

які забезпечують передачу сигналу, обмін інформацією між різними видами

клітин всередині одного органу, зв’язок між органами і системами,як у

фізіологічних умовах, так і при дії різних патогенних факторів [3].

Складаються цитокіни з однієї – двох, або більше, поліпептидних (гомо- і

гетерологічних) ланцюгів з молекулярною масою від 8 до 90 кД, в основному

15-35 кД, кодованих власними генами. Згідно однієї з прийнятих класифікацій

до цитокинів відносять:

- інтерферони, що є великою групою противірусних пептидів (IF-α, IF-β , IF-γ, IF-ω, IF-τ);

- колонієстимулюючі чинники, що активують розмноження і диференціювання клітин-попередників різних ростків гемопоеза на різних етапах їх дозрівання (G-CSF, M-CSF, GM-CSF);

- хемокіни, або хемотоксичні цитокіни, забезпечуючі активацію міграції різних типів лейкоцитів і деяких інших клітин (PF-4, MIP-2, MCP-1);

- трансформуючі ростові чинники (PD-GF, TGF- β );

- група чинників некрозу пухлин – ФНП (TNF -α , TNF-β);

- інтерлейкіни ІЛ 1-29 (IL 1-29). ІЛ з номерами 1-29 не можна об'єднати в одну підгрупу цитокінів, зв'язаних спільністю функцій, і можуть бути розділені на прозапальні цитокіни, ростові і діференціювальні чинники лімфоцитів і окремі регуляторні цитокіни [5].

Основні функції цитокінів:

1.Регуляція захисних функцій організму на місцевому і системному рівнях.

2. Регуляція окремих нормальних фізіологічних функцій.

3.  Регуляція ембріогенеза, закладки і розвитку органів імунної системи .

Угрупування цитокінів по механізму дії дозволяє розділити цитокіни на наступні групи:

*прозапальні, що забезпечують мобілізацію запальної відповіді;
*протизапальні, обмежуючі розвиток запалення;
*регулятори клітинного і гуморального імунітету - природного або

специфічного, володіючі власними ефекторними функціями (противірусними,

цитотоксичними) [6].

Терапевтична дія ряду  цитокінів обумовлена їх здатністю підсилювати загальну реактивність організму, неспецифічний захист і специфічний імунітет, надавати антивірусний, антитоксичний і антисептичний ефект.

У здорових осіб цитокіни містяться в мінімальних кількостях, які достатні для проявлення біологічного ефекту. При патологічних станах загальне число і вміст окремих цитокінів багатократно зростає [7].

Рядом дослідників вивчалася дія препаратів цитокінів на патогенні бактерії in vitro і in vivo. Згідно одержаним ними даним вплив препаратів цитокінів на патогенні бактерії in vitro включає три аспекти: стимуляція росту,бактерицидна дія ,зміна біологічних властивостей .

Стимулююча дія цитокінів на зростання патогенних бактерій in vitro, можливо, пояснюється наявністю на поверхні останніх трансмембранних білків, які пов'язують з високою афінністю людський IL-1β.

За даними робіт Романової Ю.М. зі співавт. додавання IL-1β в культуральне середовище підсилювало швидкість росту клітин Escherichia coli. Виявилося, що IL-2, IL-3 і GM-CSF є ростовими чинниками для Leishmania major і L. donovanii in vivo і in vitro, а TNF-α може підсилювати зростання Trypanosoma musculi. Рекомбінантний цитокін IL-6 збільшував зростання Mycobacterium avium. Показана зміна швидкості внутріклітинного росту бактерій Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa і Acinetobacter sp. залежно від ступеня активації людських моноцитів різними концентраціями прозапальних цитокінів TNF-α, IL-1β і IL-6. У моноцитах, активованих низькими концентраціями цитокінів, внутрішньоклітинне зростання бактерій пригнічувалося, а високими – значно збільшувався [8].

Бактерицидна дія комплексу природних цитокінів обумовлено наявністю в ньому проінтегриноподібних протимікробних пептидів – ендогенних антибіотиків. Ці пептиди синтезуються в клітинах ссавців і деяких інших тварин. Вони широко поширені в природі і високоактивні відносно грампозитивних і грамнегативних мікроорганізмів, грибів і найпростіших.

Проводились дослідження впливу препаратів цитокінів in vitro на стійкість бактерій до антибіотиків мікробного походження .У експерименті було показано, що TNF-α і IF- γ в тому або іншому ступені підсилювали чутливість штамів S. aureus, Enterobacter cloacae і E. coli до вибраних антибіотиків (бензилпеніцилін, тетрациклін), як окремо, так і в поєднанні. Препарат IF-α2 навпаки знижував чутливість цих бактерій до антибіотиків, тобто провокував стійкість, блокуючи навіть сумісну дію TNF-α і IF- γ [10].

Визначено, що прокаріотичні мікроорганізми синтезують речовини, схожі на гормони хребетних. Їх назвали бактерійними цитокінами. Можливо, що специфічні бактерійні цитокіни виконують істотну роль в утворенні форм, що покояться, і їх відновленні в активні клітини, що діляться [9].

Т. ч. цитокіни здатні реагувати безпосередньо з мікроорганізмами, змінюючи швидкість їх росту і біологічні властивості. Тому особливу увагу слідує приділити вибору препаратів і розробці доз при терапії онкологічних і інфекційних захворювань цитокінами IL-1, IL-2, IF-α, IF- γ і TNF-α [8].

Література:

1. Сергійчук М.Г., Позур В.К., Вінніков А.І. Мікробіологія. Київський університет.- 2005.- С. 372.

2. Вінніков А.І., Черевач Н.В., Полішко Т.М., Крисенко О.В., Скляр Т.В. Санітарна мікробіологія. ДНУ, Дніпропетровськ.- 2006.- С. 299.

3. Вершигора А.Ю. Імунологія. Київ.-2005.- С. 251-283.

4. Поздеев О.К. Медицинская микробиология. Москва.- 2005.- С. 204.

5. Ярилин А.А. Система цитокинов и принципы её функционирования в норме и при патологии // Иммунология.- 1997.- №5.- С. 7-14.

6. Завьялов В.П. Структурно- функциональная классификация и эволюция цитокинов // Вестник РАМН.- 1993.- №2.- С.8-10.

7. Симбирцев А.С. Клиническое приминение препаратов цитокинов // Иммунология.- 2004.- №4.- С. 247-251.

8. Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Цитокины – возможные активаторы роста патогенных бактерий // Вестник РАМН.- 2000.- №1.-С. 13-17.

9. Грузина В.Д. Коммуникативные сигналы бактерий. Научно- исследовательский институт по изысканию новых антибитиков им. Г.Ф. Гаузе РАМН // Антибиотики и химиотерапия. – 2003.- №4.- С. 32-39.

10. Рисованная Е.И., Соколова И.Е. Новые представления о взаимодействии цитокинов, как медиаторов иммунного ответа, и микроорганизмов. Материалы II Международной научно- практической конференции « современные научные достижения – 2007». –Том 5.- Биологические науки.- Днепропетровск: Наука и образование.- 2007.-С. 56-60.