Происхождение и синтез
Гены цитокинов индуцибельны. Главными продуцентами IL-1 выступают активированные макрофаги и моноциты в очаге воспаления. Сначала синтез запускают немногочисленные тканевые макрофаги, но по мере миграции лейкоцитов из крови количество клеток-продуцентов стремительно возрастает. Неиммунные клетки (эндотелий, фибробласты, глия) также могут секретировать IL-1 при стимуляции продуктами микробов.
Кинетика выработки достаточно быстрая:
- Экспрессия мРНК начинается через 15–30 минут.
- Белок появляется в цитоплазме через 30–60 минут.
- Максимальная концентрация во внеклеточной среде достигается через 3–4 часа.
- Синтез длится недолго — обычно чуть больше суток для конкретной клетки.
Представители семейства IL-1
Семейство насчитывает свыше 11 молекул, однако активными считаются пять: IL-1α, IL-1β, IL-1RA (рецепторный антагонист), IL-18 и IL-33.
Традиционно под IL-1 понимают две молекулы: IL-1α и IL-1β. Они имеют 26% сходства на уровне аминокислот, связываются с одним рецептором и оказывают идентичные эффекты. Исходно синтезируются как неактивные молекулы-предшественники массой 30 кДа без сигнального пептида, а после отщепления части цепи превращаются в активные формы (18 кДа).
| Цитокин | Особенности процессинга и локализации |
|---|---|
| IL-1α | Основной вариант у человека — мембраносвязанная форма (работает локально). Внеклеточные протеазы отщепляют фрагмент от секретируемой молекулы. |
| IL-1β | Активируется внутри клетки в лизосомах с помощью фермента IL-1-конвертазы (каспазы 1). |
Роль инфламмосомы
Процессинг IL-1β происходит в специальном белковом комплексе — инфламмосоме.
События развиваются поэтапно:
- Внутриклеточные рецепторы NLR (NOD1, NOD2 и др.) распознают патогенные паттерны.
- Формируется инфламмосома, включающая рецепторы и неактивную каспазу 1.
- Запускается образование фактора транскрипции NF-κB.
- Активированная каспаза 1 расщепляет предшественник IL-1β.
- Зрелый цитокин (18 кДа) секретируется наружу.
Передача сигнала и рецепторы
Рецепторный аппарат представлен двумя типами молекул:
- IL-1RI — основной рецептор, экспрессируется в небольшом количестве, но имеет высокое сродство к цитокину. Внутриклеточная часть представлена TIR-доменом.
- IL-1RII — рецептор-ловушка без сигнального домена (связывает IL-1, но не активирует клетку).
При связывании с IL-1RI сигнал передается через молекулы MyD88, IRAK и TRAF6, что приводит к формированию факторов транскрипции NF-κB и AP-1. В результате активируются провоспалительные гены. Важно, что синтезированные продукты воспаления заставляют клетку выделять еще больше IL-1 — возникает петля положительной обратной связи.
Эффекты в организме
Действие IL-1 направлено на усиление воспаления без необходимости распространения возбудителя по организму.
Местные эффекты:
- Стимуляция экспрессии молекул адгезии (способствует выходу лейкоцитов из сосудов).
- Активация фагоцитоза и кислородного взрыва.
- Изменение тонуса сосудов.
Системные эффекты:
- Печень: стимуляция выработки белков острой фазы.
- Гипоталамус: повышение температуры тела (лихорадка).
- ЦНС: сонливость, слабость, потеря аппетита.
- Костный мозг: стимуляция кроветворения и выход нейтрофилов в кровь (сдвиг формулы влево).
Избыток IL-1 способен разрушать хрящи и кости (например, при ревматоидном артрите) или приводить к тяжелым состояниям, похожим на септический шок.
Вопросы с занятий и экзамена
Чем IL-1α отличается от IL-1β?
Они связываются с одним рецептором и действуют одинаково, но IL-1α чаще заякорен в мембране и активируется вне клетки, а IL-1β активируется внутриклеточно с помощью каспазы 1 в составе инфламмосомы.
Что такое рецепторный антагонист IL-1 (IL-1RA)?
Это белок, который связывается с рецептором IL-1RI, но не передает сигнал. Он вырабатывается теми же клетками и нужен для сдерживания системных эффектов IL-1, защищая организм от избыточного воспаления.
Какие клетки продуцируют интерлейкин-1?
Основными источниками служат активированные макрофаги и моноциты в очаге воспаления. При стимуляции его также могут выделять нейтрофилы, дендритные клетки, лимфоциты, эндотелий и фибробласты.
Что ещё разобрать по теме
- Особенности рецептора-ловушки IL-1RII
- Свойства и функции цитокина IL-18
- Роль интерлейкина-33 (IL-33) в аллергических процессах
- Взаимодействие IL-18 и IL-12 при выработке интерферона-гамма
- Амплификация воспалительного сигнала
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Интерлейкин-1» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Врождённый иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.