Хемокините са малка сигнализация протеини които отключват хемотаксис (миграционно движение) на клетките. В повечето случаи тези клетки са имунни клетки. По този начин хемокините са отговорни за ефективното функциониране на имунната система.
Какво представляват хемокините?
Хемокините са малки протеини които принадлежат към семейството на цитокините. Те карат клетките да мигрират. Основно това са имунни клетки, които трябва бързо да достигнат подходящото място на нараняване или инфекция. Хемокините се произвеждат от клетките, които те също са предназначени да привлекат. На повърхността на тези клетки има рецептори, които позволяват на хемокините да скачат. Сигналът молекули се делят на възпалителни и хомеостатични хемокини. В повечето случаи те са възпалителни хемокини. Те привличат имунните клетки към местоназначението, които незабавно предизвикват възпалителни процеси там, за да се защитят от инфекция. Възпалителните хемокини винаги се произвеждат на мястото на нараняване или инфекция от присъстващите там имунни клетки, за да привлекат допълнителни защитни клетки. Хомеостатичните хемокини се произвеждат постоянно, дори при липса на инфекция. Те служат за наблюдение на здравата тъкан. Хемокините имат хемотаксичен ефект върху такива имунни клетки като моноцити, макрофаги, кератиноцити, фибробласти, тромбоцити, ендотелни клетки, Т клетки, устични клетки, неутрофилни гранулоцити и дендритни клетки. Те също се произвеждат като сигнални вещества от тези клетки, за да привличат подобни клетки, когато е необходимо.
Анатомия и структура
Хемокините са малки протеинови вериги от 75 до 125 аминокиселини всеки. В крайния край на веригата има един или два цистеин остатъци. цистеин е сяра-съдържаща аминокиселина, която може да образува дисулфид мостове в молекулата. The цистеин остатъците сега образуват сулфид мостове в протеиновата верига. Въпреки това, докато аминокиселинната последователност е променлива в семейството на хемокините протеини, третичната структура остава същата за всички хемокини. Основното тяло е оформено като триверижна антипаралелна листовка с бета структура. В края на карбокси веригата завършва с алфа спирала. Тук сега се намират цистеиновите остатъци. Има четири структури как тези крайни цистеинови остатъци могат да бъдат подредени. Всяка структура символизира семейство хемокини. По този начин, два цистеинови остатъка могат да следват директно един зад друг. Съответното семейство хемокини се нарича семейство CC. Ако друга аминокиселина се превключи между цистеиновите остатъци, това е семейството CXC. Семейството CX3C съдържа два цистеинови остатъка, разделени от три аминокиселини. И накрая, има семейство с един цистеинов остатък, което се нарича C семейство. Всички остатъци от цистеин образуват сулфиден мост във веригата. Отделните семейства хемокини имат различни функции. Точната структура на хемокините все още не е напълно изяснена. Хемокините не изискват непременно тъканна течност или кръв да изпълняват своята функция. Те могат също така да предават своите сигнали чрез твърди структури от концентрация градиенти. По този начин те се свързват с положителния заряд на многото си основни аминокиселини към отрицателно заредена захар молекула (гликозаминоглюкан) на повърхността на клетките. Защо те губят функцията си, когато вече не могат да се свързват с гликозаминоглюкан, все още не е ясно.
Функция и задачи
Основната функция на хемокините е да привличат специфични имунни клетки към места в тялото, които в момента са обект на по-високо ниво на защита срещу инфекциозни нашественици. Това прави имунния отговор по-ефективен. По този начин те също така гарантират, че се развиват значителни възпалителни реакции за борба с инфекцията. Те се генерират на мястото на нараняване или инфекция от вече наличните имунни клетки. Сега привлечените клетки се придвижват към най-високото концентрация на хемокини. Съответните хемокинови рецептори са разположени на тяхната повърхност. Хемокините се свързват с тези рецептори, предизвиквайки миграция на клетките към най-високата концентрация на хемокини. Всяко семейство хемокини обаче се свързва със собствените си рецептори. Например семейството CC осигурява миграцията на моноцити, лимфоцитии базофилни и еозинофилни гранулоцити. Семейството CXC е отговорно за ангиогенезата (растеж на кръв съдове). Семейството CX3C играе роля при възпалителните процеси на нервната системаНакрая С-хемокините активират CD8 Т клетки и NK клетки (естествени клетки убийци).
Болести
Когато взаимодействието между хемокини и хемокинови рецептори е нарушено, имунната система неизправности. Често поради мутация на съответния рецептор той вече не е подходящ за докинг на хемокини. Това означава, че имунните клетки вече не могат да бъдат привлечени в решителни ситуации. След това тази неизправност се проявява като имунна недостатъчност. Например, така нареченият синдром на WHIM, специфичен имунен дефицит, се дължи на дефект на хемокиновия рецептор. Това заболяване се проявява в повтарящи се вирусни и бактериални инфекции. Пациентите показват особена податливост на човешки папиломен вирус, чиято инфекция се проявява в образуването на брадавици, Най- костен мозък е пълен с Т-прекурсорни клетки, но те не мигрират към местата на инфекция. Селективни имунни дефицити срещу определени патогени също са възможни. Например, мутация на рецептор за хемокин от семейство CC води до специфична чувствителност към Западен Нил вирус. Същият рецептор обаче, когато е мутиран, осигурява и наследствен имунитет към ХИВ. Някои мутации в областта на хемокиновия рецептор също могат да бъдат частично отговорни за автоимунни заболявания или алергии. Свръхпроизводството на някои хемокини също може олово до болести. Например развитието на псориазис е установено, че е свързано със свръхпроизводство на CXC хемокин IL-8. Ревматоиден артрит също се случва заедно със свръхпроизводство на IL-8. Атеросклеротичните промени често са резултат от прекомерни възпалителни процеси, понякога причинени от повишена активност на хемокините.
