Цитокины являются небольшими пептидными информационными молекулами, которые регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.
Термин «цитокины» был предложен S. Cohen в 1974 г. В 1979 г. для их обозначения и систематизации был предложен термин «интерлейкины» (ИЛ), то есть медиаторы, осуществляющие связь между лейкоцитами. Однако очень скоро выяснилось, что биологические эффекты цитокинов распространяются далеко за пределы иммунной системы, и поэтому более приемлемым стал ранее предложенный термин «цитокины», сохранившийся и по сей день [195, 196].
Цитокины как потенциальные маркеры клинико-метаболических синдромов и риска срыва адаптации в спорте
Цитокины активны в очень малых концентрациях. Их биологический эффект на клетки реализуется через взаимодействие со специфическим рецептором, локализованным на клеточной цитоплазматической мембране. Образование и секреция цитокинов происходят кратковременно и строго регулируются [27, 88, 216, 411].
- Провоспалительные, обеспечивающие мобилизацию воспалительного ответа: интерлейкины 1, 2, 6, 8; ФНО-?, ИФ-?.
- Противовоспалительные, ограничивающие развитие воспаления: интерлейкины 4,10; ФНО-?.
- Регуляторы клеточного и гуморального иммунитета (естественного или специфического), обладающие собственными эффекторными функциями (противовирусными, цитотоксическими).
Биологическая активность одного цитокина дублируется эффектами других цитокинов: одно и то же действие вызывается в клетке несколькими цитокинами. Во многих случаях в действиях цитокинов наблюдается синергизм. Цитокины - антигеннеспецифические факторы. Измерение их концентрации в крови используется для определения активности иммуно- компетентных клеток и перехода воспалительного процесса на системный уровень [27, 88, 216, 411].
ИЛ-6 продуцируется макрофагами, Т- и В-лимфоцитами, естественными киллерами, фибробластами, хондроцитами, передними клетками гипофиза, гладкомышечными клетками, эпителиальными клетками слизистых оболочек или лимфоидных органов в ответ на инфицирование. Наибольшая концентрация ИЛ-6 наблюдается в биологических жидкостях очага поражения. ИЛ-6 является многонаправленным цитокином, ключевым медиатором в межклеточных взаимодействиях в норме и при патологических процессах; его функции различаются в зависимости от места продукции, микроокружения и взаимодействия с другими цитокинами [27, 71, 88, 195, 196].
ФНО-? является цитокином, синтезируемым моноцитами-макрофагами под действием эндотоксина бактерий (липополисахарида). Он служит сигналом взаимодействия лейкоцитов с клетками сосудистого эндотелия благодаря усилению экспрессии адгезивных молекул на клетках сосудистого эндотелия, продукции хемотаксических факторов и дифференцировочных цитокинов. В норме продукция ФНО-? находится на низком уровне, однако может значительно возрастать под воздействием микробных либо иных антигенов. Наиболее мощными индукторами синтеза ФНО-? как и провоспалительных цитокинов ИЛ-1 и ИЛ-6, являются липополисахариды бактерий (эндотоксины). ФНО-? часто действует в синергизме с ИЛ-1.
Цитокин ИЛ-6, наоборот, ингибирует ФНО-a. Основным свойством ФНО-? является противоопухолевый эффект по отношению к большинству опухолевых линий клеток. Он повышает также гумороцидную активность макрофагов. В то же время при сильной стимуляции макрофагов-моноцитов бактериальными токсинами в кровь из моноцитов может поступить большое количество ФНО-? и обусловить комплекс системных и местных реакций с развитием шока [27, 71, 88, 195-196].
Исследования изменений содержания цитокинов в ответ на физическую нагрузку проводились в разных видах спорта (марафон, гребля, велоспорт, баскетбол, волейбол, регби, дзюдо). При этом было отмечено, что напряженная длительная аэробная работа приводит к эндотоксемии в результате окислительного стресса и возрастания уровня в плазме липополисахари- дов, что вызывает высвобождение цитокинов. Основную роль в развитии эндотоксемии отводят возрастанию концентрации бактериальных липополисахаридов (эндотоксинов) в крови, которые выходят в кровоток после высокоинтенсивной или высокообъемной нагрузки и могут наряду с мышечным повреждением быть ответственными за усиленный цитокиновый ответ. Интересно отметить, что уровень липополисахаридов (уровень эндотоксемии) не коррелирует с интенсивностью выполненной физической нагрузки [254, 283, 286, 292, 299, 309, 319, 337, 342, 371, 387, 390, 393, 404, 405, 430].
Повышение содержания в плазме крови провоспалительных цитокинов сопровождалось одновременным увеличением концентрации и противовоспалительных цитокинов. Так, рост провоспалительного цитокина ИЛ-6 сопровождался ростом противовоспалительного цитокина ИЛ-10. Также в крови спортсменов увеличивалось содержание провоспалительного цитокина ИЛ-1Р и ингибитора рецептора к цитокину ИЛ-1 [254, 283, 286, 292, 299, 309, 319, 337, 342, 371, 387, 390, 393, 404, 430].
Исследованиями показано, что после нагрузки уменьшается уровень антилипополисахаридных антител классов G и М, причем наблюдается высокодостоверная корреляция между возрастанием уровня ФНО-a в плазме крови и уменьшением циркулирующих антилипополисахаридных антител класса М к липополисахаридам грамотрицательных бактерий. Иными словами, индуцированная нагрузкой эндотоксемия связана с высвобождением ФНО-a, и величина ответа ФНО-? на нагрузку обратно пропорциональна количеству антилипополисахаридных антител класса М в плазме крови [273, 274, 322].
При анализе коррелятивных связей исследователями отмечено, что степень эндотоксемии не коррелирует с уровнем ИЛ-6, но коррелирует с уровнем СРБ. Уровень ИЛ-6 не коррелирует с уровнем ФНО-? но положительно коррелирует с уровнем восстановленного глутатиона и максимальной скоростью потребления кислорода. В некоторых исследованиях обнаружена корреляция (от незначительной до умеренной) между остаточной концентрацией СРБ и пиковой концентрацией ИЛ-6, 8, 10 и антагонистом к рецептору ИЛ-1 после нагрузки. ФНО-? отрицательно коррелировал с уровнем восстановленного глутатиона [273, 274, 322].
Стаценко Е.А. Профилактика и коррекция нарушений функционального состояния у высококвалифицированных спортсменов в условиях тренировочного процесса. - М., 2014.