Kemokiinid

Kemokiinid on väikesed signaalvalgud, mis käivitavad rakkude kemotaksise (migratsiooni). Tavaliselt on need rakud immuunrakud. Seega vastutavad kemokiinid immuunsüsteemi tõhusa toimimise eest.

Mis on kemokiinid?

Kemokiinid on väikesed valgud, mis kuuluvad tsütokiinide perekonda. Need põhjustavad rakkude migratsiooni. Peamiselt on tegemist immuunrakkudega, mis peaksid väidetavalt kiiresti vigastuse või nakkuse õigesse kohta jõudma.

Kemokiinid toodetakse rakkude poolt, mida nad väidetavalt köidavad. Nende rakkude pinnal on retseptorid, mis võimaldavad kemokiinidel dokkida. Signaalmolekulid jagunevad põletikulisteks ja homöostaatilisteks kemokiinideks. Enamikul juhtudel on kemokiinid põletikulised. Nad meelitavad sihtkohta immuunrakke, mis käivitavad seal kohe põletikulised protsessid, et kaitsta end nakkuse eest. Põletikulisi kemokiine toodetakse seal esinevate immuunrakkude poolt vigastuse või nakatumise kohas alati, et meelitada ligi täiendavaid kaitserakke.

Homöostaatilisi kemokiine toodetakse pidevalt ka siis, kui nakkust pole. Neid kasutatakse tervisliku koe jälgimiseks. Kemokiinidel on kemotaksiline toime immuunrakkudele nagu monotsüüdid, makrofaagid, keratinotsüüdid, fibroblastid, trombotsüüdid, endoteelirakud, T-rakud, stomarakud, neutrofiilid ja dendriitrakud. Need rakud toodavad neid ka signaalidena, et vajadusel sarnaseid rakke meelitada.

Anatoomia ja struktuur

Kemokiinid on väikesed valguahelad, millest igaüks sisaldab 75 kuni 125 aminohapet. Ahela terminaalses otsas on üks või kaks tsüsteiinijääki. Tsüsteiin on väävlit sisaldav aminohape, mis võib moodustada molekulis disulfiidsildu. Tsüsteiinijäägid moodustavad nüüd valguahelas sulfiidsildasid.

Ehkki aminohappejärjestus on kemokiinide perekonna valkude piires varieeruv, jääb tertsiaarne struktuur kõigi kemokiinide jaoks samaks. Põhiosa on moodustatud kolme ahelaga paralleelse beeta struktuuriga lehena. Ahel lõpeb karboksüotsaga alfa-spiraaliga. Nüüd on seal tsüsteiinijäägid. Neid terminaalseid tsüsteiinijääke saab paigutada neljas struktuuris. Iga struktuur sümboliseerib kemokiinide perekonda. Nii saavad kaks tsüsteiinijääki üksteisele järgneda. Vastavat kemokiini perekonda nimetatakse CC perekonnaks. Kui tsüsteiinijääkide vahel vahetatakse mõni muu aminohape, on see CXC perekond. CX3C perekond sisaldab kahte tsüsteiinijääki, mis on eraldatud kolme aminohappega.

Lõpuks on perekond, kus on tsüsteiinijääk, mida tuntakse C perekonnana. Kõik tsüsteiinijäägid moodustavad ahelas sulfiidsilla. Üksikutel kemokiinide perekondadel on erinevad funktsioonid. Kemokiinide täpne struktuur pole siiani täielikult teada. Kemokiinid ei vaja oma funktsiooni täitmiseks tingimata kudede vedelikku ega verd. Samuti saavad nad signaale tahkete struktuuride kaudu kontsentratsioonigradientide kaudu edasi anda. Nende paljude aluseliste aminohapete positiivse laenguga seostuvad nad rakkude pinnal negatiivselt laetud suhkru molekuliga (glükosaminoglükaaniga). Veel pole selge, miks nad kaotavad oma funktsiooni, kui nad ei saa enam glükosaminoglükaaniga seonduda.

Funktsioon ja ülesanded

Kemokiinide põhifunktsioon on teatud immuunrakkude meelitamine kehakohtadesse, mis on praegu kaitstud nakkuslike sissetungijate eest kõrgemal tasemel. See muudab immuunvastuse efektiivsemaks. Enamikul juhtudel tagavad nad ka märkimisväärsete põletikuliste reaktsioonide tekkimise infektsiooni ennetamiseks. Need tekivad vigastuse või nakatumise kohas juba esinevate immuunrakkude poolt.

Nüüd meelitatud rakud liiguvad kemokiinide kõrgeima kontsentratsiooni suunas. Vastavad kemokiini retseptorid asuvad nende pinnal. Kemokiinid seostuvad nende retseptoritega ja käivitavad seega rakkude migratsiooni kõrgeima kemokiini kontsentratsiooni suunas. Siiski seostub iga kemokiini perekond oma retseptoritega.CC perekond tagab monotsüütide, lümfotsüütide, aga ka basofiilide ja eosinofiilide migratsiooni. CXC perekond vastutab angiogeneesi (veresoonte kasvu) eest. CX3C perekond mängib rolli närvisüsteemi põletikulistes protsessides. Lõpuks aktiveerivad C-kemokiinid CD8 T-rakke ja NK-rakke (looduslikud tapjarakud).

Ravimid leiate siit

Haigused

Kui kemokiinide ja kemokiini retseptorite koostoime on häiritud, tekivad immuunsussüsteemi talitlushäired. Sageli ei sobi see vastava retseptori mutatsiooni tõttu enam ideaalselt kemokiinide dokkimiseks. See tähendab, et immuunrakke ei saa kriitilistes olukordades enam meelitada.

Seejärel ilmneb see talitlushäire immuunpuudulikkusena. Niinimetatud WHIM-sündroomi, mis on eriline immuunpuudulikkus, saab jälgida kemokiini retseptori defektiga. See haigus avaldub korduvate viiruslike ja bakteriaalsete infektsioonidena. Patsiendid on eriti vastuvõtlikud inimese papilloomiviirusele, mille nakatumist väljendatakse tüükadena. Luuüdi on täis T-prekursorrakke, kuid need ei rända nakkuskohtadesse. Võimalikud on ka selektiivsed immuunpuudulikkused teatud patogeenide vastu. Näiteks kui muteeritakse CC perekonna kemokiini retseptorit, on see eriline vastuvõtlikkus Lääne-Niiluse viirusele. Mutatsiooni korral tagab sama retseptor ka päriliku immuunsuse HI-viiruse vastu.

Teatud mutatsioonid kemokiini retseptorite piirkonnas võivad osaliselt põhjustada ka autoimmuunhaigusi või allergiaid. Teatud kemokiinide ületootmine võib samuti põhjustada haigusi. Leiti, et psoriaasi (psoriaasi) areng on seotud CXC kemokiini IL-8 ületootmisega. Reumatoidartriit ilmneb ka koos IL-8 ületootmisega. Aterosklerootilised muutused on sageli liigsete põletikuliste protsesside tagajärg, mis on mõnikord põhjustatud kemokiini suurenenud aktiivsusest.