Biochemia - IX - 27.11.2000

Jony wapnia wpuściliśmy do wnętrza kom. poprzez otwarcie kanałów wapniowych typu ROC, czyli zależnych od receptora, oraz kanałów zależnych od drugich przekaźników, czyli SMOC-ów ( kanały te otwiera ligand, którym jest odpowiedni wtórny przekaźnik ) uwolniliśmy jony wapnia z magazynu wewnątrzkomórkowgo, czyli z retikulum endoplazmatycznego i z kalciosomów (tu drugim przekaźnikiem otwierającym te wrota jest 1,4,5 trifosforan inozytolu), ale to nie jedyna możliwość do otwierania magazynów jonów Ca. Kolejnym efektorem pośrednim po wcześniej omówionej fosfolipazie C, cyklazie adenylowej i guanylowej jest:

Fosfolipaza D - współpracuje zarówno z receptorami znajdującymi się w błonie cytoplazmatycznej, jak i zlokalizowanych na innych błonach wewnątrzkom. np. na błonie retikulum endoplazmatycznego. Uruchomienie fosfolipazy D generuje przemianę fosfolipidów błonowych zarówno należących do fosfoinozytydów, ale nie tylko. Również: fosfatydyloseryna, fosfatydylocholina i fosfatydyloetanoloamina są substratami do zadziałania fosfolipazy D. W wyniku działania fosfolipazy D uwalnia się wtórny przekaźnik mianowicie:

• kwas fosfatydowy (PA) - działa jako wtórny przekaźnik, otwierający kanały błonowe typu SMOC, czyli generuje otwarcie dokomórkowego prądu wapniowego, ale dalej na kwas fosfatydowy może działać odpowiednia fosfataza, która odcina resztę fosforanową i wówczas z kwasu fosfatydowego powstaje diacyloglicerol. Jest on aktywatorem kinazy białkowej C.

Jeśli związkiem wyjściowym był PIP2, czyli 4,5 difosforan fosfatydyloinozytolu to drugim związkiem, który się uwolni jest difosforan inozytolu a on nie pełni funkcji wtórnego przekaźnika.

Konsekwencją uruchomienia efektora pośredniego jakim jest fosfolipaza D jest z jednej strony wzrost stężenia jonów wapniowych w cytoplazmie kom. ze wszystkimi tego konsekwencjami: aktywacją układu kalmodulina - Ca, aktywacją kinaz wapniozależnych, może powstawać diacyloglicerol, czyli aktywacja kinazy białkowej C z fosforylacją białek enzymatycznych, nieenzymatycznych, z uruchomieniem antyportu sodowo - wodorowego, alkalizacją wnętrza kom. i przygotowaniem jej do podziału. Insulina jest przekaźnikiem pierwszego rzędu aktywującym fosfolipazę D. Generalnie czynników uruchamiających fosfolipazę D jest mniej niż tych uruchamiających fosfolipazę C.

Fosfolipaza A₂ - miejsce działania fosfolipazy A₂ to pozycja druga (ryc.26-5, Harper 1995 str.289). W tym miejscu odcina kwas tłuszczowy nienasycony, w przeciwieństwie do pozycji 1 gdzie znajduje się kwas nasycony.

Dla naszych dalszych rozważań istotne jest uwolnienie kwasu arachidonowego (20-sto węglowego kwasu nienasyconego, czyli kwasu eikozatetraenowego). Kwas arachidonowy musi być zdeponowany na fosfolipidach błonowych, ponieważ kwas czteronienasycony bardzo łatwo uległ by spontanicznej oksydacji i straciłby swoje właściwości, on jest uwalniany tylko wtedy kiedy na ten kwas jest zapotrzebowanie. Zainteresowanie kwasem arachidonowym spowodowane jest tym, że z niego powstają ważne biologicznie związki w zależności od tego której przemianie on ulega. Ponieważ węgli ma dwadzieścia to repertuar możliwych zmian jest bardzo duży, a nas zwłaszcza interesują trzy modyfikacje, a mianowicie: utlenianie przy węglu 5,11,15:

C₅ - Jeśli rozpoczniemy utlenianie, a ściślej lipooksygenację przy węglu 5 powstanie grupa związków określanych jako leukotrieny (mediatory anafilaksji, czyli nadwrażliwości typu natychmiastowego, mediatory w patogenezie astmy oskrzelowej).Te trzy leukotrieny: LTC₄, LTD₄, LTE₄ (mediatory skurczu oskrzeli) dawniej były określane jako SRS-A (slow reacting substances of anafilaxis - wolno reagujące substancje anafilaksji).

C₁₁ - Jeśli lipooksygenacja następuje przy węglu 11, a następnie do akcji wkracza cyklooksygenaza to powstają cykliczne endonadtlenki prostaglandynowe, z których w wyniku izomeryzacji powstają prostanoidy. Obejmują trzy grupy związków, mianowicie: prostaglandyny (mediatory rekcji zapalnej), prostacykliny, tromboksan A₂. Enzym cyklooksygenaza występuje w dwóch izoformach jako tzw. COX1 i COX2.

C₁₅ - Jeśli lipooksygenacja nastąpi przy węglu 15 powstaje grupa związków o nazwie lipoksyny. Aktywacja fosfolipazy A₂ może następować bezpośrednio poprzez sprzężenie tego enzymu z białkiem G, ale również układ kalmodulina - Ca może aktywować fosfolipazę A₂,

Kaskada kinaz:

Na poszczególnych etapach tego co mówiłem wtórny przekaźnik aktywuje jakąś kinazę:

• Kinaza białkowa A - cAMP

• Kinaza białkowa G - cGMP

• Kinaza białkowa C - diacyloglicerolu

• Kinaza białkowa IP₃ - zależna - trifosforan inozytolu

• Kinaza białkowa CaM - jony wapniowe

Każda z tych kinaz doprowadza do amplifikacji sygnału dochodzącego z receptora, z amplifikacją sygnału mieliśmy już wcześniej do czynienia w przypadku hormonu, bo jedna cząsteczka hormonu działając na odpowiedni receptor, generowała znacznie więcej niż jedną cząsteczkę wtórnego przekaźnika. Jedna cząsteczka wtórnego przekaźnika aktywowała więcej niż jedną cząsteczkę odpowiedniej kinazy, z kolei sygnał z kinazy zostaje przeniesiony na kolejne cząsteczki innych białek enzymatycznych i nieenzymatycznych - jedna molekuła przekaźnika pierwszego rzędu jakim jest hormon lub cytokina powodowała w wyniku działania kinaz amplifikację sygnału, to jest cel istnienia tego układu. Bez wchodzenia w szczegóły błona cytoplazmatyczna najeżona jest rozmaitymi receptorami, dla czynników wzrostu, hormonów, które w różny sposób przez rozmaite kinazy, białka RAS, kinazę białkową C, powoduje przekazanie sygnału opartego o fosforylację kolejnych białek w kierunku jądra kom. A w efekcie tej aktywacji dochodzi do wzrostu ekspresji pewnych genów i zahamowania ekspresji innych. Szereg kinaz określa się wspólną nazwą MAPK (kinazy białkowe aktywowane mitogenami). Z tego płynie kolejny wniosek, że każda substancja mitogenna, czyli indukująca proliferację komórki swój efekt proliferacyjny wywołuje poprzez układ fosforylacji kolejnych białek. Tak jak walczy woda z ogniem tak kinazy walczą z fosfatazami, tak więc dla każdej kinazy istnieje odpowiedni fosfataza, której działaniem jest wyłączenie kinazy i zapobieżenie efektowi przezeń wywołanej. W niektórych przypadkach patologicznych nadmierna aktywacja fosfatazy uniemożliwia transmisję sygnału płynącego z receptora, bowiem w transmisji pośredniczą kinazy i tym samym efekt netto jest taki jak by nie było hormonu działającego na receptor. Szczególne znaczenie ma to w oporności tkanek na działanie insuliny. Tutaj ciekawostka: w cukrzycy stężenie insuliny jest za duże.

Receptory katalityczne:

Czym taki receptor się różni:

• Receptory metabotropowe - w części transmembranowej istniało siedem domen o budowie helikalnej, po przyłączeniu jednej cząstki sygnałowej zmieniały swoją konformacje, czego efektem była aktywacja części wewnątrzkomórkowej.

• Receptor katalityczny - posiada jedną domenę transmemebranową o budowie alfa helisy, w związku z tym wydaje się mało prawdopodobne aby zmiana konformacji mogła spowodować efekt wewnątrzkom. Receptory katalityczne składają się z dwóch podjednostek, ale w formie nieaktywnej, przed zadziałaniem sygnału występują w błonie w formie zdysocjowanej, kiedy pojawi się cząsteczka sygnałowa i zetknie się z jedną z tych części nieaktywnych domen receptora wówczas taki receptor znajduje swoją drugą połówkę i po zasocjowaniu w formę dimeryczną staje się aktywny. Aktywacja receptora katalitycznego polega na wzroście aktywności sprzężonej z częścią wewnątrzkomórkową receptora domeny katalitycznej którą jest kinaza tyrozynoswoista. Jest to enzym fosforylujący reszty tyrozyny. Te reszty tyrozyny są zlokalizowane w różnych miejscach, są one bogato reprezentowane w części wewnątrzkom. receptora. I w wyniku ich fosforylacji receptor staje się aktywny.

Jeśli mamy już receptor zaktywowany do aktywnego receptora, czyli z ufosforylowanymi resztami tyrozyny, przyłącza się do niego białko o charakterze adaptorowym (może być to także grupa białek).Te białka adaptorowe nazywamy ogólnie SH2, nazwa mówi nam o tym że są to homologii do domeny drugiej produktu białkowego SrC (onkogen prowadzący do powstania mięsaka Roussa), czyli z tego wynika, że jeśli w tym protoonkogenie dojdzie do mutacji, to produktem może być białko, które jest i tak aktywne, czyli pobudzenie kom. bez informacji z zewnątrz. Takie aktywne białko adaptorowe szuka sobie kolejnego w tym łańcuszku ogniwa. Tym kolejnym ogniwem są białka RAS (produkt protoonkogenu RAS). Jeśli w protoonkogenie dojdzie do mutacji to powstaje białko, które już pierwotnie jest białkiem aktywnym i transmituje sygnał mimo, że żadna cząsteczka sygnałowa komórce nie podpowiada żeby reagowała.

Białka RAS są również białkami G, ale w przeciwieństwie do białek G, które sprzężone są z receptorami metabotropowymi, nie są trimerami, ale są zbudowane z jednego łańcucha. Podobnie jak w białku G cała część białka RAS koduje się jak podjednostka alfa klasycznych białek G, mianowicie w warunkach nieaktywnych ma podłączone GDP. Jeśli transmisja sygnału z receptora powoduje aktywację białka RAS, to białko RAS wykopuje GDP, a na to miejsce pobiera GTP, staje się białkiem aktywnym i doprowadza do fosforylacji różnych białek po drodze, mamy kaskadę kinaz - efektem jest ufosfosforylowanie białek i transkrypcja genów. Po przekazaniu informacji białko aktywne RAS hydrolizuje GTP, tak samo jak podjednostka alfa G i staje się z powrotem białkiem nieaktywnym.

Szacuje się, że u 30% chorych na rozmaite nowotwory występują mutacje w obrębie genu RAS, czyli protoonkogenu.

Podjednostka katalityczna, czyli związana z kinazą tyrozynoswoistą nie tylko aktywuje szlak prowadzący przez białko RAS i w następstwie fosforylacji odpowiednich białek prowadzący do transkrypcji genów. Innym efektorem kinazy tyrozynoswoistej może być pewien izoenzym fosfolipazy C, tzw. fosfolipaza C gamma. Dotąd wiedzieliśmy, że fosfolipaza C to enzym aktywowany przez receptor metabotropowy w konsekwencji aktywacji białka G, był to efektor pośredni dla receptoru metabotropowego, ale jeden z izoenzymów, mianowicie fosfolipaza C gamma jest aktywowana nie przez białko G, ale wprost przez kinazę tyrozynoswoistą sprzężoną z receptorem. O ile aktywacja fosfolipazy C za pośrednictwem białek G bywa charakterystyczna dla transmisji sygnału z receptorów dla hormonów, o tyle aktywacja fosfolipazy C gamma bez pośrednictwa białka G jest charakterystyczna dla pobudzenia komórki przez czynniki wzrostu.

Krótkie porównanie dwóch typów receptorów :

hormony czynniki wzrostu

Receptor transbłonowy metabotropowy receptor katalityczny

Białko G białko G fosfolipaza C białko adaptor

Cyklaza adenylowa IP₃ diacyloglicerol białko

aktywujące RAS

RAS

Fosfolipaza C posiada w swej budowie dużo reszt tyrozyny.

Efektem jej działania jest wzrost napływu jonów Ca do cytoplazmy i aktywacja kinazy białkowej C poprzez DAG.

Kinazy serynowo - treoninowe:

Są to kinazy, które fosforylują odpowiednio reszty seryny i treoniny.Aktywacja kinaz tego typu ma miejsce w zjawiskach apoptozy, oraz aktywacji układu przeciwko apoptozie, mianowicie czynnika NF - B - to jest czynnik, który decyduje o przeżyciu kom. Również bez wchodzenia w szczegóły współczesna medycyna dysponuje szeregiem aktywatorów czynnika NF - B ( NF znaczy czynnik jądrowy kappa B). W tym procesie zaangażowane są kinazy serynowo - treoninowe. Innym rodzajem transmisji sygnału z receptorów typu katalitycznego obok kinazy tyrozynowej, serynowo - treoninowej jest:

Kinaza Janus:

Ktoś kto jest obeznany w historii starożytnej, powinien znać bóstwo pochodzące ze starożytnego Rzymu o nazwie Janus. Podobnie jak ten bóg Janus ma dwa oblicza, również kinaza, której nazwa pochodzi od tego starożytnego bóstwa ma dwa oblicza.

Jest tu szczególnie pokazana jako taki mechanizm transmisji sygnału z receptora dla interferonu. Kinaza typu Janus tak naprawdę jest kinazą tyrozynoswoistą, ale jej działanie nie odbywa się ani przy udziale fosfolipazy C typu gamma ani układu białek RAS. Nie ma w jej obrębie receptora dla cząsteczki interferonu. Kinaza jest nie aktywna gdy jej dwa oblicza skierowane są od siebie w dość dużej odległości, równocześnie w cytozolu znajdują się białka STAT, które odgrywają rolę w transmisji sygnału z interferonów do jądra kom.

Interferony w swoim działaniu pozbawione są typowych działań w obrębie cytozolu: aktywacji jednych białek, inaktywacji innych. Sygnał z interferonu biegnie wprost do jądra komórkowego. Posłańcem dla interferonu, który jako białko nie może wejść do kom. są właśnie białka STAT. Jeśli interferon zajmie swoje miejsce receptorze wówczas dwie połówki receptora tak jak w typowych receptorach katalitycznych spotkają się ze sobą i kinaza typu Janus ulega aktywacji.

Dalej dochodzi do aktywacji kinazy tyrozynoswoistej, fosforylacji zarówno receptora jak i fosforylacji białek STAT. Ufosforylowane białka STAT biegną do jądra kom., gdzie łączą się ze specyficznym miejscem wiążącym i doprowadzają do transkrypcji pewnych genów. Od samego receptora do jądra nie mamy pośrednictwa białek RAS, dochodzi wprost do aktywacji białek cytozolowych STAT, tym się różni kinaza Janus od typowych kinaz tyrozynoswistych.

Podsumowanie:

• Receptory jonotropowe - aktywowane są od zewnętrznej strony kom. a nie od wnętrza, dochodzi do przyłączenia odpowiedniej cząstki sygnałowej z receptorem i otwarcia kanału jonowego, który wprowadza jony do wnętrza kom. np. receptor dla acetylocholiny występujący w płytce nerwowo - mięśniowej.

• Receptory metabotropowe - istotną rolę odgrywa białko G, jeśli dojdzie do przyłączenia cząsteczki sygnałowej z częścią zewnątrzkom. receptora, dochodzi do zmiany jego konformacji, aktywacji części wewnątrzkom., która łączy się z nieaktywnym białkiem G aktywując go, następnie aktywne podjednostki białka G: beta -gamma oraz alfa przekazują sygnał na kolejne receptory wewnątrzkom.

• Receptory katalityczne - podstawowe znaczenie ma aktywacja wewnątrzkomórkowej kinazy tyrozynoswoistej i następnie:

• pierwsza możliwość: przekaz informacji na białko adaptorowe i układ białek RAS.

• druga możliwość: przekaz informacji na fosfolipazę C gamma i uruchomienie prądów Ca tak jak to było w receptorach metabotropowych.

• trzecia możliwość: kinaza Janus wprost przez fosforylację białek przekazuje informacje do jądra kom.

Czynniki wzrostu:

• interferony

• limfokiny

• kwas retinowy

• 1,25 - di- OH-D₃

• eikozanoidy

• tlenki azotu

• neurotransmitery

• endogenne peptydy opioidowe

Czynniki wzrostowe to grupa związków filogenetycznie stara, występuje nawet u prymitywnych organizmów ta grupa związkówWystępująca nawet u prymitywnych organizmów.

• budowa konserwatywna - między poszczególnymi gatunkami. Z tego wynika, że istnieją jakieś mechanizmy broniące geny kodujące tego typu białka przed mutacjami. Jeśli wziąć pod uwagę co to cholerstwo może robić z naszymi komórkami to sprawa staje się jasna, czemu są chronione przed mutacjami. Często homologia między gatunkami prymitywnymi sięga ponad 90 %.

• Pozytywne regulatory proliferacji wzrostu i różnicowania komórek - przejawiają różne efekty zarówno na drodze pobierania substancji odżywczych przez kom., aktywacji szlaków utylizacji kom. ale przede wszystkim regulują układ zależny od kinazy białkowej C, prowadzący do proliferacji kom. One nie działają na chybił - trafił, często czynnik wzrostu aby zadziałał to nie tylko musi mieć swój receptor, ale wstrzelić się w odpowiednią fazę cyklu kom., czyli mówi się że działają w sposób sekwencyjny. Jeden skończy działać, przeprowadzi kom. przez jedną fazę cyklu, do akcji wkracza kolejny czynnik wzrostu, który przeprowadza kom. przez kolejną fazę cyklu. Czyli nie wszystkie obsiadają kom. jak muchy kawałek placka - wszystkie naraz, tylko działają kolejno. Wszystkie działają na zasadzie receptorowej (nie na zasadzie czarnej skrzynki). Dla większości są to typowe receptory katalityczne, czyli sprzężone z kinazą tyrozynoswoistą, część działa poprzez receptor sprzężony z białkami RAS, a część poprzez aktywacje fosfolipazy C gamma, a w przypadku interferonu przez kinazę typu Janus.

Działanie receptorowe ma charakter ultraswoisty nie mniej przy członkach tej samej rodziny ten sam czynnik wzrostu może działać na różne typy receptora i vice versa. Ale generalnie jest to mechanizm swoisty. Gdyby one nie były takie niewinne to nie wzbudzałyby zainteresowania badaczy i byśmy tu o nich nie mówili. Mutacje w obrębie produkcji tych czynników wzrostu oraz w obrębie receptorów dla nich - czyli zmiany w procesie transmisji sygnału do wnętrza kom. - leżą u podłoża:

• nieprawidłowej proliferacji kom., czyli nowotworów złośliwych

• procesu miażdżycy tętnic

Patologie te leżą u podłoża 85% zgonów w populacji. Stąd zainteresowanie czynnikami wzrostu jak i możliwością modulowania informacji płynącej poprzez nie.

Nazewnictwo:

Całą gromadę tego wszystkiego nazywamy czynnikami wzrostowymi, to są wszystkie związki, które w rdzeniu nazwy mają zawarte literki GF (czynnik wzrostu) , płytkopochodny to jest czynnik nie wzrostowy ale wzrostu, epidermalny podobnie. Badania nad czynnikami wzrostu datują się mniej więcej od początku lat 50-tch, a w obecnej dekadzie upływającej za miesiąc zostały te badania uwieńczone nagrodą Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii.

Omawianie czynników wzrostu rozpoczniemy od tzw. hematopoetycznych czynników wzrostu, czyli takich, które rekrutują krwiotworzenie. Zależy ono od tego czy jest zwiększone zapotrzebowanie ustroju:

• utrata krwi

• infekcje

• alergie

• hypersplenizm

• chemioterapia, radioterapia

• choroby nowotworowe

Wówczas zaczyna płynąć sygnał do szpiku kostnego, on zaczyna produkować komórki po jakimś okresie półtrwania (jest on różny dla poszczególnych rodzajów krwinek czerwonych i krwinek białych ), krwinki są niszczone w układzie siateczkowo - śródbłonkowym, i płynie kolejny sygnał dla zwiększonego krwiotworzenia, czyli dwa główne czynniki, które o tym decydują to zapotrzebowanie, oraz stopień destrukcji.

Wszystko w układzie krwiotworzenia zaczyna się od jednej kom. o charakterze pluripotencjalnej, która nazywa się komórką pnia. Jest to kom. wysoce niezróżnicowana, mogąca przekształcić się we wszystko, w zależności od tego kto jej szepcze do ucha. A kto jej może szeptać do ucha: jest to grupa czynników, która w skrócie ma CSF (czynnik stymulujący koloniewzrost kolonii).

Układ białokrwinkowy:

• GM - CSF - czynnik różnicujący kom. w kierunku linii granulocytarnej i monocytarnej, czynnik ten działa na różnicowanie więcej niż jednej kolonii.

• G - CSF - W KIERUNKU GRANULOCYTÓW

• M - CSF - W KIERUNKU MONOCYTÓW - wpływają na różnicowanie tylko w jednym kierunku.

• IL - 3 - wpływa więcej niż na jedną linię kom.

Układ czerwonokrwinkowy:

• EPO - Erytropoetyna (proszę nie używać skrótu bo on oznacza także endogenne czynniki opioidowe).

• TPO - Trombopoetyna - różnicowanie linii megakariocytowej (ten z kolei skrót oznacza także peroksydazę tarczycową).

Czynniki hematopoetyczne mogą być produkowane przez różne kom. tzn. przez limfocyty T, oraz przez makrofagi, kom. endotelium, oraz fibroblasty. Wszystkie te rodzaje kom. znajdują się w podścielisku szpiku kostnego obok kom. pnia, czyli kom. pnia może się we wszystko przekształcić w zależności od tego kto jej szepce do ucha. Mogą to być makrofagi, limfocyty, kom. endotelium, fibroblasty, a te z kolei nie szepcą sobie same do siebie ale sygnały do szeptania otrzymują z różnych innych źródeł. Oprócz kom macierzystych mamy pulę kom. dzielących się do których należą:

• mieloblasty

• promielocyty

• mielocyty

od metamielocytów zaczyna się pula kom. dojrzewających, to dojrzewanie trwa od 6 do 10 dni. Mamy dwie pule krążącą i marginalną. Te, które krążą to jest tak jak z policjantami, ale ci którzy krążą po ulicach to nie wszyscy na których podatki płacimy, i wtedy kiedy jest sygnał, że jakaś zadyma się dzieje (infekcja) to pula marginalna jest wydobywana (policjanci rezerwowi) i wzrasta pula krążąca. Klasycznym przykładem żeby powołać pulę marginalną z rezerwy, a one bazują na bocznicy kolejowej tak jak takie wagony do użycia (śródbłonek - do nich są przytwierdzone poprzez białka adhezyjne) jest podanie hydrokortyzonu. Hydrokortyzon podaje się w celu określenia czy pula marginalna istnieje, trzy godziny po podaniu hydrokortyzonu dochodzi do mobilizacji puli marginalnej i ilość granulocytów krwi obwodowej wzrasta choć produkcja wcale nie wzrosła. Ilość granulocytów krwi obwodowej zależy od tego ile jest produkowane w szpiku oraz tyle ile zostaje w danym momencie zmobilizowane z puli marginalnej, część granulocytów przechodzi do tkanek gdzie jako mikrofagi pełnią swoją funkcję żerną.

Różnicowanie w kierunku granulocytów jest zależne od G - CSF, a w kierunku monocytu od M - CSF-u. Po to o tym mówię ponieważ można wysłać pacjenta z receptą do apteki i w przypadku bardzo niskiego poziomu granulocytów, oraz w ogóle krwinek białych np. po chemioterapii, radioterapii, można rekombinowane ludzkie czynniki podawać podskórnie i tym samym zwiększać ilość krwinek białych, stosujemy tę metodę zarówno w terapii GM - CSF jak i w terapii G - CSFw terapii stosujemy zarówno GM-CSF jak i G-CSF.

GM - CSF:

• wpływa na linię granulocytarną, makrofagową i eozynofilową

• stymuluje wzrost osteoklastów - wpływa na niektóre typy nabłonka, oraz steruje przebudową kości

Znaczenie kom. śródbłonka wiąże się z procesami proliferacji kom. śródbłonka i z patogenezą miażdżyc tętnic:

• receptory znajdują się w różnych miejscach, a szczególnie tam gdzie następuje tworzenie krwinek białych, czyli w szpiku kostnym.

Obok działania stymulującego tworzenie krwinek białych rozpatruje się używania GM - CSF-u w injekcjach pozajelitowych, ale nie doustnie ponieważ jest to czynnik peptydowy, który uległby hydrolizie w przewodzie pokarmowym, jako potencjalnego leku o działaniu przeciw nowotworowym, to działanie polega na tym, że wpływając na makrofagi indukuje wytwarzanie szeregu różnych związków, pierwszym z nich jest interferon alfa, znalazły zastosowanie w bardzo wąskiej liczbie nowotworów, gdzie są wykorzystywane w terapii jako lek, drugim czynnikiem, który indukuje GM - CSF w kom. makrofagowych makrofagachjest synteza TNF_alfa i wreszcie pod wpływem GM - CSF-u makrofagi zwiększają zjawisko ADCC (cytotoksyczność komórkowa zależna od obecności przeciwciał), to zjawisko jest istotne w odpowiedzi przeciw kom. nowotworowym. Z tego względu podając komuś GM - CSF na przykład w leukopenii (niski poziom krwinek białych), jeśli nastąpiło to po chemio- lub radioterapii liczymy, że nie tylko wzrośnie liczba krwinek białych, ale nastąpi synteza substancji o potencjalnym działaniu przeciwnowotworowym.

G - CSF:

wpływa wyłącznie na linię granulocytarną, która wcześniej została wyselekcjonowana pod wpływem czynnika GM - CSF, syntetyzowanego w różnych kom. stymulowanych, warunkiem jest stymulacja kom., w przypadku:

• makrofagów są to lipopolisacharydy, czyli endotoksyny bakteryjne, w przypadku

• monocytów jest to działanie TNF_alfa

• fibroblastów i kom. śródbłonka jest to działanie interleukiny pierwszej.

• oprócz tych kom. które biorą udział w różnicowaniu granulocytów, czyli tych wyselekcjonowanych jednostek tworzących kolonie, również wpływa na dojrzałe granulocyty obojętnochłonne wzmagając ich działanie przeciwnowotworowe. W tym przypadku jest to synteza wolnych rodników tlenowych, które mają znaczenie w działaniu bakteriobójczym PMN, wolne rodniki działają na wszystkie kom. wrażliwe, które się dzielą, więc w przypadku nowotworów, PMN mogą uszkadzać kom. nowotworowe

• receptory są w różnych kom, zwracam Państwu uwagę, że prawdopodobnie wydzielanie G - CSF-u, ale też innych czynników hematopoetycznych, przez ich działanie na kom. trofoblastu ma istotne znaczenie w zagnieżdżaniu się kom. trofoblastu ich proliferacji, czyli w kształtowaniu się zarodka.

Jeśli mamy infekcję bakteryjną - bakterie wydzielają endotoksyny, również następuje produkcja IL - I, która aktywuje limfocyty T, po to żeby wzmóc odpowiedź kom. przeciwko bakteriom, natomiast wydzielany G - CSF wpływa na szpik kostny gdzie dochodzi do wzrostu syntezy granulocytów, i w ten sposób krótko po zadziałaniu czynnika indukującego ( infekcja ) w krwi obwodowej pojawia się leukocytoza, i to jest podstawa do tego, że oceniając infekcję bakteryjną oznaczamy leukocytozę, która z reguły rośnie. Jeśli jest to np. infekcja wirusowa wówczas z reguły przebiega to z prawidłową leukocytozą, wszystko odbywa się humoralnie poprzez wydzielenie endotoksyn, stymulację monocytów i wydzielenie G - CSF.

M - CSF

• Wpływa na wyselekcjonowaną pod wpływem GM - CSF-u kolonię (wpływ na jej tworzenie), którą różnicuje w kierunku monocytów, G - CSF stymulował tworzenie granulocytów.

• Syntetyzowany jest w kom. endometrium (istotne znaczenie w zagnieżdżaniu zapłodnionej kom. jajowej w błonę śluzową endometrium), fibroblasty, monocyty, aktywne makrofagi, kom. szpiku.

• Aktywacja makrofagów do odpowiedzi przeciwnowotworowej. Podobnie jak PMN, jako tzw. mikrofagi, monocyty tkankowe jako makrofagi, biorą udział w usuwaniu kom. nowotworowych na drodze nieswoistej, ale również makrofagi zaangażowane są w sieć cytokin, czyli wzajemne przesyłanie sobie sygnału humoralnego między makrofagami, granulocytami obojętnochłonnymi, eozynofilami, bazofilami, limfocytami wszystkich możliwych typów. Receptory na makrofagach, kom. trofoblastu spełniają istotne znaczenie w rozwoju zarodka. Dokładnie państwo się z tym zapoznacie na mikrobiologii w przyszłym roku.

Erytropoetyna (EPO)

Jest glikoproteiną produkowaną w różnych miejscach, zależnie kiedy się to dzieje, jest ona głównym czynnikiem regulującym krwiotworzenie w linii czerwonokrwinkowej.

• U osoby dorosłej synteza erytropoetyny następuje w nerce i bodźcem do syntezy erytropoetyny jest niedotlenienie czyli hipoksja. Dlatego u osób, które żyją na wyżynach, gdzie jest niższe ciśnienie parcjalne tlenu występuje stałe niedotlenienie tkanek i wyższe stężenie hemoglobiny i ilość erytrocytów w krwi, niż osoby żyjące na nizinach, zwłaszcza na Śląsku, gdzie dochodzi do toksycznego wpływu rozmaitego świństwa pływającego w powietrzu, na układ krwiotworzenia.

• Wątroba (embriogeneza) - jeśli w wątrobie dojdzie do syntezypowstania nowotworu złośliwego o nazwie wątrobiak (hepatoma, carcinoma hepatocellulare), komórki nowotworowe również zwiększają wydzielanie erytropoetyny, jest to bardzo charakterystyczne znalezisko u pacjentów z nowotworem wątroby, mianowicie nadkrwistość, te osoby nie mają anemii jak to zwykle bywa przy nowotworach .

Jeśli nerki się popsują to dochodzi do zmniejszenia syntezy wit. 1,25-di-OH-D₃, efektem jest uszkodzenie tkanki kostnej tzw. osteodystrofia nerkowa, ale jak się zepsują nerki to pacjenci zapadają na ciężką anemię z tego powodu, że nerka nie wytwarza dostatecznej ilości erytropoetyny i niedokrwistość u osób z ostrą niewydolnością nerek jest bardzo ciężkim powikłaniem utrudniające tym ludziom normalne funkcjonowanie mimo prawidłowo prowadzonej dializy, bo dializa oczyszcza organizm z produktów azotowych ale nie skłania nerki do zwiększonej produkcji erytropoetyny. W ostatnich latach opracowano metody rekombinacji erytropoetyny i już dziś lek ten jest powszechnie stosowany. Podaje się pacjentom injekcje i następuje wzrost krwiotworzenia (i komfort życia). Nie chodzi przecież o to aby długo kopcić albo krótko świecić ale chodzi o to aby długo świecić. Po podaniu erytropoetyny wzrasta ciśnienie krwi, obecnie szuka się coraz to nowszych zastosowań erytropoetyny. Na pewno nie znajdzie zastosowania w leczeniu niedokrwistości aplastycznej (uszkodzenie szpiku kostnego).

Funkcja:

• stymuluje wzrost CFU - E

• indukuje syntezę globiny w prekursorach erytroblastycznych

• stymuluje uwalnianie retikulocytów z szpiku kostnego

Znacznie większą karierę zrobiła erytropoetyna niż te czynniki które stosuje się w układzie granulocytarnym, trudno sobie wyobrazić nowoczesną onkologię czy hematologię onkologiczną, gdzie by leczyć pacjenta dużymi dawkami cytostatyków, a jednocześnie nie stymulować ich prawidłowych komaby móc stosować duże dawki cytostatyków a jednocześnie stymulować prawidłowe komórki podaje się EPO.

IL - 3 - jest stymulatorem pluripotencjalnym

GM - CSF - różnicuje w kierunku granulocytarno - makrofagowym

Erytropoetyna - różnicująca nam CFU - E

Kolejny czynnik ze szpiku kostnego to:

Trombopoetyna(TPO - nie używać z powodu zbieżności z

Popularną peroksydazą tarczycową

dla peroksydazy ten skrót ma istotne

znaczenie diagnostyczne mówi się o

przeciwciałach anty - TPO)

• Główny regulator różnicowania w kierunku linii megakariocytarnej (nie mówić w kierunku linii płytkowej, bo płytka krwi to wypustka cytoplazmy a nie komórka)

• Synteza przez: hepatocyty i w nerce, dlatego hepatoma - nowotwór wątroby lub rak jasnokomórkowy nerki może przebiegać z zwiększoną ilością płytek krwi co prowadzi do zakrzepicy.

Jak wspominałem każdy z tych czynników ma swoisty receptor, natomiast tu jest pewna odmiana - trombopoetyna działa przez hormon wzrostu i przez ten sam efektor może działać hormon wzrostu, prolaktyna i erytropoetyna.

Tyle byłoby na tematy hematopoetyczne, czyli sprawa jest prosta, proszę nie wchodzić w żadne szczegóły tylko rozumieć, bo taki jest cel naszej nauki (np. nie mówić na którym chromosomie jest zlokalizowana bo sam nie wiem).

EGF(czynnik wzrostu naskórka)

Wchodzimy w ­czynniki wzrostu pozahematopoetyczne.

Należy do rodziny czynników wzrostu, do której należą:

• EGF

• Amfiregulina

• Beta - cerulina

• HB - EGF - czynnik wiążący heparynę

• TGF - alfa - transformujący czynnik wzrostu alfa

Są cztery typy receptorów:

ErbB1, ErbB2, ErbB3, ErbB4, które mogą występować w formie dimerycznej tak jak typowy hormonreceptor typu katalitycznego, ale również mogą być heterodimeryczną formą i w zależności od tego, który z którym się połączy to zróżnicowana jest odpowiedź kom., czyli nie tylko informacja zawarta w czynniku wzrostu jest decydująca w efekcie działania, ale również to na jaki receptor czynnik wzrostu trafia. To tak samo jak ze znanymi neurotransmiterami, w zależności od tego czy acetylocholina zadziała na receptor nikotynowy, czy muskarynowy, efekt może być różny.

Mamy dwa receptory w formie monomerów. Gdy zadziała jakiś czynnik, np. promieniowanie UV, albo jakiś czynnik indukujący, w tym przypadku EGF, następuje asocjacja dwóch podjednostek, aktywacja kinazy tyrozynoswoistej, pobudzenie białek adaptorowych SH2, aktywacja białek RAS i przekazanie przez układ kinaz informacji do jądra kom. i następuje transkrypcja genów odpowiedzialnych za działanie naskórkowego czynnika wzrostu

FGF - czynnik wzrostu fibroblastów

• Naliczono obecnie 18 czynników ale nas będą interesowały tylko dwa mianowicie FGF - 1 i FGF - 2, dawniej nazywane kwaśny i zasadowy czynnik wzrostu fibroblastów w zależności od ruchliwości w polu elektrycznym

• Niektóre są produktami protoonkogenów, jak nastąpi mutacja w obrębie protoonkogenu to może powstać taki FGF, który łączy się z receptorem, i następuje przedłużenie pobudzania kom.

• Wszystkie one z tych 18 mają dosyć dużą homologie sekwencji (30 - 50%) i niektóre z nich nie wpływają wcale na fibroblasty, ale na inne kom.

Mówiąc o działaniu FGF-u na kom. musimy sobie zdać sprawę o różnorodności odpowiedzi, po pierwsze 18-u przedstawicieli a tu 4 typy receptora. Jak byśmy sobie wszystkie kombinacje wyobrazili, a w danym momencie nie wszystkie receptory muszą ulegać ekspresji, stąd bardzo zróżnicowana odpowiedź ze strony FGF-u (ekspresja receptorów we wszystkich tkankach ze wszystkich listów zarodkowych)

FGF - 1 - kwaśny - występuje w mózgu (bierze udział w wydzielaniu hormonów), w siatkówce oka, w macierzy kostnej.

FGF - 2 - zasadowy - występuje w przysadce mózgowej, korze nadnerczy i w ciałku żółtym (żeby mogło się zagnieździć), w łożysku (niezbędny dla prawidłowego rozwoju płodu).

FGF - 7 - czynnik wzrostu keratynocytów, istotne znaczenie w skórze w prawidłowym różnicowaniu, dojrzewaniu i wytwarzaniu keratyny.

Funkcje:

• Angiogeneza - tworzenie naczyń w okresie płodowym, niezbędne po to aby w ogóle mógł się rozwijać płód, bo jak nie będzie ukrwienia to nie będzie rozwoju, natomiast w patologii człowieka angiogeneza jest bardzo istotna w powstawaniu nowotworów złośliwych, bo tak długo nowotwór się nie będzie rozwijał jak długo naczynia nie będą go zaopatrywały, czyli nowotwory szybko się rozwijające mają dużo naczyń i są dobrze ukrwione.

• Regeneracja tkanek - no bo skoro działa na fibroblasty, a fibroblasty odpowiedzialne są za tworzenie blizny, czyli produkcję kolagenu, elastyny, proteoglikanów. Zatem bez aktywacji fibroblastów nie ma gojenia ran.

• Gojenie ran - dotyczy tego samego.

• Rozwój płodu - zarówno związane z tworzeniem tkanki łącznej jak i tworzenie naczyń, które musi nadążać za przyrastającą masą komórkową.

• Działanie neurotroficzne - zapewnienie tkance nerwowej substancji odżywczych

• Modulacja funkcji endokrynnej - związana z obecnością FGF-u w przysadce mózgowej.

• Działanie patogenne

• inwazja nowotworu złośliwego

• udział w patogenezie miażdżycy tętnic - proliferacja miocytów gładkich powoduje zgrubienie ścian naczynia aż do zamknięcia światła i zaburzenia przepływu krwi. Jednym z tych mediatorów jest NGF, ale nie jest najważniejszy, o nim będzie mowa później.

NGF (czynnik wzrostu nerwów)

• Grupa substancji o działaniu neurotroficznym

• Bardzo wysoka homologia sekwencji - 90% między gatunkami (myszą, szczurem, człowiekiem)

• Reaktywność krzyżowa, międzygatunkowa - pobudza odpowiednią kom. bez względu na źródło pochodzenia, oczywiście nie człowiekowi to podajemy ale ex vivo, czyli komórkom pobranym od człowieka.

• Synteza - w tkankach znajdujących się w otoczeniu nerwów zapewniając prawidłową trofikę tkance nerwowej.

• Mastocyty - kom. tuczne

• Limfocyty

• PMN

• Keratynocyty

• Melanocyty

• Nabłonek gruczołów dokrewnych

Funkcje:

• Obwodowy układ nerwowy - funkcja tworzenia nerwów czuciowych i autonomicznych.

• Ośrodkowy układ nerwowy - przypuszcza się, że odgrywa pewną rolę w regeneracji nerwów po uszkodzeniach. Wiadomą jest rzeczą jako dogmat, że tkanka nerwowa się nie regeneruje, ale nie jest to do końca prawdziwe: jeśli nie wystąpi blizna, czyli tkanka włóknista, to jakąś stymulację regeneracjęnerwów można uzyskać. Czynnikiem wykorzystywanym eksperymentalnie do stymulacji regeneracji nerwu jest właśnie NGF

• Wpływa na modulowanie neuroprzekaźnika - wpływa na wydzielanie neuroprzekaźników.

• Udział w percepcji bólu - funkcja modulująca, bo największe znaczenie mają tu endogenne peptydy opioidowe, czyli enkefaliny i endorfiny

• Wpływa na mastocyty - a mylił by się ktoś, kto by przypuszczał, że jedyna rola kom. tucznych to wydzielanie histaminy, bo są to kom. zaangażowane w wiele innych procesów.

PDGF (płytkopochodny czynnik wzrostu)

To jest najbardziej hitowa substancja w zakresie patogenezy miażdżycy tętnic, jak sama nazwa mówi głównie pochodzi z płytek krwi. Jeśli w wyniku uszkodzenia śródbłonka dojdzie do zakrzepu przyściennego, jeśli się spotka armia płytek krwi, to one wydzielają z siebie PDGF, a on mówi miocytom „proliferujcie”, no i początek złego gotowy. Ale wbrew swojej nazwie jest on wytwarzany nie tylko przez płytki ale także przez uszkodzone kom. śródbłonka, no wreszcie same miocyty gładkie mogą wytwarzać PDGF i same na niego odpowiadać (autokrynia).

• Główna substancja mitogenna obecna w surowicy ssaków - pokarmem dla komórek jest surowica płodowa cielęca i głównym stymulatorem tam zawartym jest czynnik wzrostu, bo jak jest cielę to żeby rosło to musi być dużo czynników wzrostu, głównym mitogenem jest PDGF. Komórki hodowane na tej surowicy pięknie rosną

• Uwalnianie z płytek podczas ich agregacji - to jest dobra sprawa, bo jeśli rzecz się ogranicza wyłącznie do miejsca uszkodzenia naczynia krwionośnego, to wówczas w warunkach prawidłowych głównym efektorem dla PDGF-u, czyli kom. na które działa PDGF są fibroblasty. W efekcie fibroblasty zaczynają się intensywnie dzielić i upychać w miejscu uszkodzenia i produkują kolagen, czyli tworzą bliznę. Niepożądane jest to wtedy kiedy dzieje się to na skale światową i kiedy zamiast na fibroblasty działają na kom. mięśni gładkich.

• Efektory

• PMN

• Monocyty

• Fibroblasty

• Chondrocyty

• Kom. gleju

• Kom. mięśni gładkich

Funkcje:

• Działanie mitogenne dla kom. pochodzenia mezodermalnego

• Wzrost syntezy macierzy pozakomórkowej tkanki łącznej

• Chemotaksja i aktywacja PMN, monocytów i fibroblastów

• Przyśpieszenie gojenia ran - wpływając na te komórki immobilizując je a jeszcze wcześniej je sprasza. Zastymulował miocyty gładkie do przycumowania do śródbłonka i z nich także nic dobrego nie wyniknie (mechanizm błędnego koła).

• Patogeneza w prolifesrcji nowotworów i miażdżycy tętnic (szereg kom. nowotworowych po mutacji posiada dużą ilość receptorów dla PDGF, jeśli PDGF się uwalnia kom. zaczyna proliferować).

TGF- (transformujący czynnik wzrostu)

Znamy dwa rodzaje TGF jeden to alfa, a drugi to beta. Ten beta jest ciekawszy.

TGF - alfa jest to bardzo drobna cząsteczka syntetyzowana w różnych miejscach i generalnie mówi się, że wpływa na diploidalne kom. ludzkie nienowotworowe, odwracalnie zmieniając ich fenotyp, jest syntetyzowana przez: monocyty, keratynocyty, fibroblasty, kom. nowotworowe.

TGF - alfa nie ma swojego receptora, działa przez receptor dla EGF (epidermalny czynnik wzrostu)

TGF-

Występuje w kilku izoformach (TGF - beta 1-5), z czego trzy występują u człowieka, które mają różne powinowactwo do receptora. Takimi najbardziej aktywnymi formami jest TGF - beta 1 i 2, ale wystarczy pamiętać, że jest coś takiego jak TGF - beta. To jest substancja, która działa poprzez swoisty receptor dla TGF - beta i wykazuje szereg działań w zależności od stężenia w którym występuje, w jednych stężeniach działa mitogennie, a w innych stężeniach działa antymitogennie, a nas interesuje z tego względu, że jest to potencjalna substancja o działaniu przeciwmiażdżycowym. TGF - beta w przeciwieństwie do poprzednio wymienionych czynników wzrostu, proliferację kom. hamuje.

No i znowu mamy typową budowę receptora katalitycznego zbudowanego z dwóch części, przyjeżdża TGF - beta, cząsteczki się spotykają, dochodzi do aktywacji kinazy tyrozynoswoistej i dochodzi do aktywacji pewnych białek, w efekcie dochodzi do wzrostu kom., do angiogenezy, do wzrostu jej ruchliwości, w innych przypadkach dochodzi do zahamowania wzrostu, czyli jest efekt antyproliferacyjny i dochodzi do indukcji apoptozy, czyli do śmierci programowanej. Wszystko zależy od dawki i od kom. na którą TGF - beta działa.

Funkcje:

• Silny mitogen dla kom. mezenchymalnych - wystarczy zwiększyć ekspresję genu dla kolagenu i dla elastyny.

• Zwiększa syntezę, oraz zmniejsza degradację tkanki łącznej - trzeba zwiększyć ekspresję inhibitorów enzymów proteolitycznych lub zmniejszyć aktywność enzymów proteolitycznych, obydwu czynności dokonuje TGF - beta. Mniej tkanki łącznej się rozpada.

• Bierze udział w embriogenezie różnych układów i narządów.

• Stymuluje gojenie ran i regeneracje tkanek w przypadku uszkodzenia. Co jest wątpliwe bo jak wiadomo mięśnie szkieletowe raczej przerastają tkanką bliznowatą, ale przypuszcza się, że jakaś tam potencjalna regeneracja zależna od TGF - beta jest.

• Bierze udział w tworzeniu krwi, czyli hematopoezie

• Ma działanie immunosupresyjne i przeciwzapalne - kontroluje sieć cytokin zależną od interferonów, interleukin.

• Aktywuje monocyty i makrofagi - zwiększa odpowiedź immunologiczną.

• Potencjalne działanie przeciwmiażdżycowe - w celach klinicznych jeden z efektów tego działania się wykorzystuje.

TNF- (czynnik nekrozy nowotworów)

Znany jest powszechnie pod nazwą kahektyna (cahexio - wyniszczenie)

Od dawna było wiadomo, że pacjenci ciężko niedożywieni w nowotworach, albo ci co byli leczeni za pomocą trzebienia terapeutycznego, gdzie leczenie było gorsze od choroby, umierali nie z powodu nowotworu, ale z powodu jego powikłań. Największym powikłaniem jest uwolnienie ogromnej ilości TNF - alfa, który ma działanie silnie kataboliczne, stąd nazwa kahektyna. Początkowo TNF - alfa zostaje wbudowany w błonę, ma masę cząsteczkową 26 kDa. Potem działa pewien enzym proteolityczny, który kawałek tego TNF-u zostawia wciąż w błonie, a reszta uwalnia się do krążenia i w krążeniu spotykają się trzy TNF-y i tak jak w łacinie trzech czyni grupę tak i oni tworzą grupę, czyli homotrimer i jako homotrimer TNF - alfa krąży, dzięki temu dociera w odległe miejsca aby swoje działanie przeciwnowotworowe wykazać.

Synteza:

• Jego synteza jest indukowana głównie w makrofagach w odpowiedzi na różne stymulatory, endotoksyny bakteryjne, wirusy, pasożyty, itd.

• Inne komórki.

TNF - alfa działa na kom. docelową, indukując syntezę białka NFB co prowadzi do przeżycia komórki, a w innych komórkach działa poprzez układ sfingomieliny jako wtórnego przekaźnika - dochodzi do apoptozy.

Funkcje:

• Cytotoksyczność dla kom. transformowanych

• W normalnych kom. diploidalnych stymuluje proliferację (fibroblasty), różnicowanie (kom. szpiku kostnego), aktywację (monocytów)

• Indukcja syntezy różnych cytokin

• Działanie przeciwwirusowe (DNA i RNA wirusa)

Działanie biologiczne:

• Przeciwnowotworowe

• Immunomodulujące

• Anoreksja

• Kacheksja

• Wstrząs septyczny

• Hematopeza

Stymuluje tzw. naturalne killery i wreszcie kom. T. Po rozpoznaniu antygenu nowotworowego mówi o tym monocytom, makrofagom, a one pobudzają TNF - alfa, który działa litycznie na kom. nowotworową, rozpoznanie płynie z limfocytu T, które min., bo pokazuje, że aktywacja naturalnych killerów, czyli kom. które bezpośrednio zabijają komórki nowotworowe, rekrutacja makrofagów synteza TNF-u alfa, działanie lityczne.

{tak dosłownie powiedział prof. Jeśli ktoś wie o co tu chodzi to niech mi powie}Komórki T po rozpoznaniu antygenu nowotworowego informują o tym monocyty i makrofagi, które zaczynają produkować TNF-alfa. TNF z kolei stymuluje cytotoksyczność komórek, m.in. komórek NK (natural killers), które zabijają komórki nowotrowrowe.

TNF- (limfotoksyna alfa)

Działanie jest podobne do TNF - alfa, stwierdza się pewnego stopnia homologię w sekwencji aminokwasowej z TNF - alfa wynoszącą 28%.

Działają przez te same receptory. Nie będę pytał o TNF - beta podobnie jak o TGF - alfa.

IGF (czynniki insulinopodobne)

Nazwa pochodzi stąd, że pod względem strukturalnym, czyli pod względem sekwencji aminokwasowej są one bardzo podobne do insuliny.

• Mamy dwa takie czynniki mianowicie IGF - I i IGF - II

• Są to bardzo małe aminokwasypolipeptydy zbudowane z 70 aminokwasów, masa cząsteczkowa to 7,5 kDa .

• Konserwatywność międzygatunkowa (duża komplementarność sekwencji)

• Reaktywność krzyżowa - można też kom. ludzką stymulować IGF-em zwierzęcym

• Działanie mitogenne i anaboliczne

• Działają w mechanizmie endo-, para-, i autokrynnym - w zależności od komórki i od funkcji.

• IGF-y są wytwarzane w hepatocytach, z tego wynika, że komórka wątrobowa jest również kom. o działaniu endokrynnym lub parakrynnym.

IGF - I

Był już znany od dawna i był nazywany somatomedyną C, jak już Państwo wiecie hormon wzrostu swój efekt wzrostowy nie wykazuje w sposób pośredni, tak jak swój efekt metaboliczny, ale mediowany jest za pośrednictwem somatomedyny C, czyli peptydu produkowanego pod wpływem GH w hepatocytach wątroby.

• Mediator aktywności wzrostowej hormonu wzrostu - hormon wzrostu (GH) ma bezpośredni wpływ metaboliczny na komórki docelowe, a pośredni wpływ proliferujący na kom.

• W życiu płodowym jest to substancja mitogenna niezbędna do tego żeby proliferowały kom. mezenchymalne

• Po urodzeniu synteza odbywa się wyłącznie w hepatocytach i jest niezbędna w przekaźnictwie sygnału wzrostowego z hormonu wzrostu

• Wydzielana jest przez niektóre kom. nowotworowe. To działanie IGF-u jest działaniem endokrynnym, bo on pływa w osoczu i działa na tkanki docelowe. Szereg komórek nowotworowych wydziela i posiada receptory dla IGF czyli dochodzi tu do działania para- lub autokrynnego. Receptory znajdują się w różnych miejscach, min. w miocytach gładkich, czyli jeśli mamy wysokie stężenie IGF - I, to on sobie płynie do miocytów gładkich, czyli może je skłonić do proliferacji, będąc czynnikiem działającym promiażdżycowego.

• Homologia między IGF-em a insuliną - w stanach kiedy insulina nie może działać na swoje komórki docelowe, bo jest oporność tkanek na działanie insuliny, wtedy insulina wskakuje na receptor czynnika wzrostu IGF - I i skłania kom. mięśni gładkich do proliferacji. A w populacji około 60% ludzi ma hyperinsulinemię, czyli jest to bardzo częsty czynnik ryzyka.

• Efektory - fibroblasty, osteoblasty, SMC, neuroglej, prekursory linii erytrocytarnej

IGF - II

• Synteza w tkankach płodowych, istotny czynnik indukujący proliferację i morfogenezę.

• Po urodzeniu synteza zanika

• Może uczestniczyć w powstawaniu i progresji nowotworów. Uczestniczy, bo jeśli się kom. zbuntuje to zaczyna produkować białka błonowe i jednym z tych typów białek błonowych jest IGF - II. W życiu pozapłodowym efekty pobudzenia zależne są od pobudzenia odpowiedniego receptora IGF

VEGF (naskórkowy czynnik wzrostu naczyń)

Jest on produkowany przez kom. śródbłonka naczyniowego i działa na ścianę naczyniową.

• Należy do rodziny czynników wzrostu, ma z nimi wspólną budowę

• W okresie życia płodowego jest niezbędny dla nowotworzenia naczyń,

• Induktor angiogenezy - lokalna hipoksja, czyli jak jest w jakiejś tkance niedotlenienie to jest sygnał, że trzeba tworzyć nowe naczynia krwionośne, żeby więcej krwi dopłynęło do tkanek niedotlenionych.

• Synteza w różnych miejscach, nas najbardziej interesuje śródłonek i kom. mięśni gładkich.

Synteza:

• Makrofagi - Śródbłonek i SMC

• Limfocyty - Fibroblasty

• Astrocyty - Kardiomiocyty

• Kom. mięśni szkieletowych - Osteoblasty

- Podocyty trebki Bowmana

Jednym ze sposobów leczenia choroby niedokrwiennej serca rozwijającej się na podłożu miażdżycy jest terapia genowa, czyli wprowadzenie do organizmu nowych genów, których celem jest produkcja pewnych białek których brakuje. Jednym z takich genów, który jest transformowany wprowadzanydo naczyń wieńcowych lub do komórek mięśnia sercowego jest VEGF. Jeśli wprowadzi się do niedokrwionego serca VEGF, w mięśniu sercowym zaindukuje się nowotworzenie naczyń i tym samym perfuzja serca niedokrwionego się poprawi. Takie badania wiosną widzieliśmy w USA, 8 na 10 pacjentów podjęło normalną aktywność życiową po dodaniu VEGF-u, a byli to pacjenci „do umarcia”. Taka terapia jest dopuszczana tylko wtedy kiedy pacjent nie ma żadnych innych alternatyw leczenia.

Funkcje:

• Czynnik wzrostu dla komórek śródbłonka

• Indukcja migracji i proliferacji komórek naczyń w zakresie nowotworzenia.

• Wzrost przepuszczalności naczyń, czyli pewien rodzaj działania prozapalnego, stymulującego powstawanie obrzęków.

• Regeneracja tkanek i gojenie ran.

• Udział w angiogenezie i stymulacji nowotworzenia

• Zastosowanie w terapii genowej miażdżycy tętnic, co jest najbardziej optymistycznym osiągnięciem ostatnich lat. Terapia nie jest zbyt skomplikowana,

ale w sensie intelektualnym jest to ogromny postęp myśli ludzkiej.

Zakończyliśmy czynniki wzrostu

Interferony:

Znane są od połowy lat 50-tych, wtedy zauważono, że jak się zainfekuje jedną komórkę np. wirusem to ta komórka nie chce się zarazić kolejnym wirusem, a mało tego jeszcze mówi swoim sąsiadką uważajcie „wirus w otoczeniu” i te kom. tak się sprytnie chronią przed wirusem, że zakażeniu nie ulegają. Nazwa INTERFERONY, czyli substancje, które interferują w proces zakażenia wirusowego. Dziś już wiadomo, że induktorów syntezy interferonów jest znacznie więcej, są to zarówno wirusy, bakterie, pasożyty , podane z zewnątrz DNA, ale to nie jest takie istotne.

Tych białek jest kilkanaście, u człowieka warto zwrócić uwag na trzy, tych najważniejszych jest pięć: , , γ, ,   trzy pierwsze są najważniejsze, mają działanie:

• przeciwwirusowe

• antyproliferacyjne

• immunomodulujące

W warunkach endogennych one działają auto- i parakrynnie, a ludzie wykorzystując interferon uzyskany drogą rekombinacji genetycznej, w wyniku biotechnologii, podając interferon podskórnie lub domięśniowo wykorzystują efekt endokrynny.

Są trzy interferony wykorzystywane u człowieka:

• interferon ALFA - leukocytarny - stosuje się go u pacjentów po przejściu WZW, którzy sobie sami z nią nie poradzili i przeszedł proces zapalny w postać przewlekłą. Po to aby nie doszło do zwłóknienia narządu, czyli marskości podaje się interferon. Interferony są generalnie negatywnymi czynnikami wzrostu, czyli to wszystko co robią czynniki wzrostu, interferony odwracają. Interferon alfa bierze udział w terapii w dwóch chorobach, mianowicie: przewlekła białaczka szpikowa i białaczka włochatokomórkowa (kom. nowotworowe wyglądają pod mikroskopem jak by były na jeża obstrzyżone).

• interferon BETA - fibroblasty

• interferon GAMMA - limfocyty T, NK

Jeśli jakaś kom. ulegnie transformacji nowotworowej lub infekcji wirusowej to wtedy następuje synteza interferonu, z jednej strony to aktywuje nasze naturalne killery, które muszą się z taką kom. rozprawić, a wszystkie jej koleżanki w około zyskują odporność na infekcję wirusową, przestają wytwarzać receptory przez, które ten wirus mógłby wejść do komórki, a jak wejdzie to tam nie dzieli się.

Limfokiny:

Są produkowane przez limfocyty i przez monocyty makrofagi. Niektórzy wydzielają jako oddzielną grupę interleukiny, ale dla niektórych interleukiny są rodzajem limfokin. Limfokin jest 50 albo 60, mają tam monocytes activating factores, jakiś czynnik inhibujący migracje, chemotaktyczne.?

IL jest 18 sztuk (dużo) na koniec zeszłego roku i są kolejno nazywane od IL -1 do IL - 18.

Nas dzisiaj interesuje tylko IL - 1, a jedna jeszcze będzie nas interesowała w przyszłym semestrze, mianowicie IL - 6.

Uczestniczą w: odpowiedzi immunologicznej, zapaleniach, hematopoezie, regulacji reakcji „ostrej fazy”, metabolizmie kości, działaniu przeciwnowotworowym, patogenezie miażdżycy tętnic.

IL - 1 działa na:

- limfocyty T działają na APC, a one wydzielają interleukinę pierwszą, może

ona działać autokrynnie zwiększać wydzielanie kolejnych molekuł interleukin

• lub może działać na drodze parakrynnej lub endokrynnej i wpływa na swoje kolejne kom. obok, żeby zwiększyć wydzielanie IL - 1

• trzecia możliwość IL - 1 aktywuje limfocyty, które poprzez wydzielanie interferonu gamma albo IL - 2 stymulują makrofagi do wydzielania interleukiny pierwszej (to powyżej to sprzężenie zwrotne dodatnie w kilku wydaniach)

Jej wpływ w układzie immunologicznym jest kluczowy, monocyty z jednej strony ją wydzielają, ale zwrotnie ona na nie działa i znowu powoduje zwrotne wydzielanie IL - 1, to taki samowzbudzający się mechanizm.

(tymocyty)

Monocyty limfocyty Th

IL - 1 Limfocyty B

- Limfocyty B i tymocyty, obie te grupy kom. ulegają proliferacji.

• Aktywuje kom. NK po to, żeby jak jest jakaś komórka nowotworowa czy drobnoustrój, aby go wykończyć.

• Aktywuje granulocyty zwiększając ich hemotaksję i właściwości fagocytarne.

To do szybkiego machania długopisem po krótkim odpoczynku.

Fibroblasty

Śródbłonek - to jest akurat działanie korzystne, bo jak skłonimy śródbłonek do proliferacji, to mówiąc trywialnie uszkodzenie śródbłonka szybciej nam się zagoi.

Monocyty - wzrost właściwości cytotoksycznych, zwiększenie wydzielanie IL, prostaglandyn

Hepatocyty - wzrośnie nam białko seroaktywne, fibrynogen, czyli mamy typową reakcję ostrofazową, którą w typowym badaniu laboratoryjnym możemy ocenić, wzrośnie nam OB. Bo fibrynogen należy do globulin. Nierównowaga pomiędzy albuminami a globulinami powoduje wzrost Odczynu Biernackiego (ESR - nazwa światowa)

Chrząstka - wydzielanie kolagenazy i tym samym niszczenie kolagenu w kości.

Osteoklasty - także działanie osteolityczne.

Mózg - działanie pirogenne, czyli wpływając na ośrodek temperatury następuje wzrost temperatury, to jest efekt odpowiedzi na infekcję, nie bakterie włażą do mózgu powodując wzrost temperatury, ale dzieje się to poprzez min. IL - 1

Komórki nabłonka - zaczynają intensywnie proliferować, wzrost syntezy mediatorów procesów zapalnych, czyli prostaglandyn

Mięśnie - generalnie uszkodzenie mięśni, działanie proteolityczne na białka mięśniowe.

Neutrofile - aktywacja, czyli działanie wzmagające ich zdolność do fagocytozy

Komórki NK - ulegają aktywacji

Limfocyty T - ulegają aktywacji

I tyle o IL - 1 należy wiedzieć, jest to cytokina układu immunologicznego i oprócz tego jej działanie jej jest działaniem pluripotencjalnym.

Śródbłonek naczyniowy jest największym gruczołem dokrewnym.

UWAGA !!!

Wykłady są dostępne w akademiku. Nie kopiuj ich z łaski swojej bo okradasz w ten sposób swoich kolegów, którzy płacą za ich przepisywanie.

1

18

Granulocyty

kom. NK

---