Какво представляват цитокините?
Цитокините са малки протеини, които помагат на тялото да регулира много процеси. Към днешна дата са известни повече от 100 различни цитокини и разклонената мрежа, която те изграждат, участва в регулацията на ендокринната, нервната, хемопоетичната и други системи на тялото.
Сами по себе си цитокините играят ролята само на сигнали, чрез които едни клетки активират други. Следователно, за да стартират определен процес, те се нуждаят от много малко – достатъчно е желаният цитокин да достигне до желаната клетка и да се свърже с желания рецептор. Следователно количеството на произведените цитокини е строго регулирано от организма – то е нормално.
Цитокините се произвеждат главно от клетки на имунната система от лимфоцити, но по принцип някои други клетки на тялото също могат да ги произвеждат.
Цитокините са различни:
- Провъзпалителни – предизвикват възпалителни реакции в тялото, които са необходими за унищожаване на патогени, например. Тази група включва: протеин тумор некрозис фактор (TNF), някои интерлевкини (1, 2, 6 и 8), както и гама-интерферон.
- Противовъзпалителни – напротив, потискат развитието на възпаление. Тази група включва интерлевкини 4 и 10, както и протеин трансформиращ растежен фактор бета.
- Регулатори на имунитета – хуморален и клетъчен. Цитокините от тази група имат специални способности, като например способността да се борят с вируси или да неутрализират токсините.
Цитокинова буря: опасен експеримент
Само по себе си повишаването на нивото на провъзпалителните цитокини в кръвта най-често не е критично състояние – то се развива при много заболявания. Казват за „цитокинова буря“ или „цитокинова буря“, когато концентрацията им нараства стотици и дори хиляди пъти за кратко време. Тогава те говорят за хиперцитокинемия – състояние, когато имунната система буквално полудява, наводнявайки тялото с цитокини, което води до неконтролирани и разрушителни последици.
Самата концепция за „цитокинова буря“ се появи много преди настоящата пандемия от коронавирус, още през 1993 г., за да опише реакцията, развила се на фона на отхвърляне на трансплантант.
Едно от най-известните и значими събития в тази област беше случаят с развитието на цитокинова буря наведнъж при 6 здрави доброволци, които участваха във фаза I проучване на едно експериментално лекарство през 2006 г. в Обединеното кралство. Спомнете си, че фаза I е тест на лекарството за безопасността на употребата му за хората. Ставаше дума за IgG моноклонални антитела, които трябваше да активират Т-хелперните клетки (вид лимфоцити). При мишки това лекарство причинява само временно повишаване на концентрацията на лимфоцити в кръвта. При хората ситуацията се развила по съвсем неочакван за експериментаторите начин.
В рамките на един час след инжекцията всичките 6 души започнаха да изпитват силно главоболие и мускулни болки, особено в лумбалната област, развиха повръщане, диария, треска, ускорен пулс и спадане на кръвното налягане. Започват да се образуват инфилтрати в белите дробове, което води до остра дихателна недостатъчност. Започват патологични промени в бъбреците, повечето от участниците в експеримента развиват DIC синдром – дисеминирана вътресъдова коагулация. В областта на шията пациентите развиват огромен оток поради увеличаване на пропускливостта на малките кръвоносни съдове. В резултат на това вече 1,5 часа след прилагането на лекарството 5 от 6 пациенти бяха в интензивно лечение на вентилатор. За щастие няма загинали, всички пострадали са възстановени.
Внимателният анализ на случилото се показа, че експерименталното лекарство действа върху Т-лимфоцитите, което води до внезапно масивно освобождаване на провъзпалителни цитокини. Това беше така наречената цитокинова буря. Историята от 2006 г. беше един от най-показателните случаи на развитие на цитокинова буря, тъй като се случи с участието на здрави хора и под наблюдението на лекари. Въпреки това, всички механизми, които стоят в основата на това изключително опасно за хората състояние, все още не са напълно изяснени.
Заболявания, при които се развива цитокинова буря
COVID-19 е просто още едно в дълъг списък от заболявания, които могат или не могат да развият цитокинова буря. Този списък включва такива тежки патологии като жълта треска и ебола, сепсис, остър панкреатит, отхвърляне на трансплантант по време на трансплантация на органи и тъкани и множествена склероза. По време на имплантирането на ембриона може да се развие мощно освобождаване на цитокини, което в този случай води до спонтанни аборти и преждевременни раждания. Има известни случаи на смърт на пациенти с рак от цитокинова буря, която е довела до полиорганна недостатъчност.
И от всички инфекциозни заболявания най-често цитокинова буря се развива при грип. Така цитокиновите бури убиха пациенти по време на епидемията от птичи грип, причинена от вируса H5N1, и по време на епидемията от свински грип (H1N1), която отне много животи през 2009-2010 г.
Цитокиновите бури също са се развили при хора, станали жертва на коронавируса SARS-CoV, който бушува през 2003 г., и те също са били записани, когато са били заразени с много по-смъртоносния MERS-CoV от 2013 г. И сега цитокиновата буря причинява смърт при хора с тежки форми на COVID-19, причинени от коронавируса SARS-CoV-2.
Основните проблеми в борбата с хиперцитокинемията
Защо толкова много години човечеството все още не се е научило как да спре цитокиновата „девета вълна“ в началните й етапи?
Първо, все още не е ясно кой точно е виновен за развитието му, тоест кои съединения трябва да бъдат блокирани, за да се спре потокът от цитокини и в същото време да не се лиши тялото от естествената му защита. В различно време в различни изследвания е доказана водещата роля на фактора на туморната некроза, 1-ви, 6-ти и 8-ми интерлевкини, гама-интерферон и др.
Освен това, по време на хиперцитокинемия, концентрацията не само на тези съединения, но и на други вещества се увеличава. Например, при остър панкреатит и свински грип, противовъзпалителните интерлевкини също влизат в действие. А при други тежки състояния концентрацията на някои цитокини, които причиняват възпаление, напротив, пада …
Второ, самият факт на образуване на цитокини е защитна реакция на тялото. Полезно е и дори необходимо. Проблемите започват, когато тази реакция стане хипертрофирана, особено когато става дума за такива мащаби като цитокинова буря. Все още не е намерена „златната среда“, която позволява да се справи с хиперцитокинемията, оставяйки на тялото способността да се защитава със същите вещества, но в нормални количества.
Цитокинови бури при COVID-19
Какво точно се случва с COVID-19?
Според последните данни в случая с коронавируса SARS-CoV-2 ситуацията се усложнява от някои характеристики на самия вирус. Както знаете, вирусът получава възможност да въведе своята РНК в човешка клетка след взаимодействие с ACE2 рецептора. Но тези рецептори, разпръснати из цялото ни тяло, са компонент на ренин-ангиотензин-алдостероновата система (RAAS), която регулира кръвното налягане и също участва в интерфероновата система. Отнася се за цял комплекс от гени, кодиращи производството на интерферони, протеини за техния контрол, ензими, активирани под тяхното действие и др.
Оказва се, че контактът на коронавируса с АСЕ2 рецептора води до увеличаване на производството на интерферон, а това от своя страна е сигнал за околните клетки да установят производството на допълнителни АСЕ2 рецептори. В резултат на това клетките, които се намират около заразените, придобиват множество нови „врати за коронавируса“, допринасяйки за собствената им инфекция.
Като се има предвид, че АСЕ2 рецепторите са разположени буквално в цялото тяло, включително белите дробове, сърцето, бъбреците и други органи, не е изненадващо, че при тежки форми на COVID-19 неконтролираната възпалителна реакция бързо обхваща цялото тяло.
Както отбелязват лекарите, интензивността на увреждането на органите и особено на белите дробове зависи не толкова от скоростта на възпроизвеждане на вируса, колкото от мащаба на производството на провъзпалителни цитокини. И рисковете от развитие на цитокинова буря се увеличават многократно на фона на повишена температура и употребата на имуномодулатори, които допринасят за производството на интерферон.
Какво се случва след това?
По време на цитокинова буря огромни количества биологично активни вещества правят микроскопичните белодробни съдове по-пропускливи. В резултат на това се натрупва течност в и около алвеолите (въздушните торбички) на белите дробове. Налягането в белодробната артерия нараства, развива се така нареченият некардиогенен белодробен оток, всичко това води до нарушаване на доставката на кислород в кръвта, до хипоксия – всичко това са етапи от развитието на смъртоносното състояние „остър респираторен дистрес синдром“ (ARDS). В същото време съдържанието на кислород в кръвта пада до критично ниски нива – и човекът се изпраща на вентилатор.
Спрете бурята: Намиране на лек
Науката не стои неподвижна. Учените от цял свят търсят начини да спрат коронавируса или поне разрушителните процеси, които причинява.
Наблюденията показват, че най-често цитокинова буря се развива при пациенти в напреднала възраст с различни хронични заболявания. Един от ключовите цитокини, които причиняват хиперцитокинемия при COVID-19, е интерлевкин 6; продуктите на неговата активност, С-реактивен протеин и серумен амилоид, също играят важна роля. Според предварителните данни на китайски учени е възможно да се справим с цитокиновата буря с помощта на тоцилизумаб (лекарство с моноклонални антитела), което е насочено специално към инхибирането на интерлевкин 6.
В средата на април FDA издаде спешно одобрение за производството и използването на устройство за филтриране на кръвта на пациенти, обхванати от цитокинова буря. Кръвта на пациентите преминава през устройство, което я пречиства от провъзпалителни протеини и я връща обратно в тялото. Тоест устройството не лекува самия коронавирус, но дава шанс на човек да оцелее в цитокинова буря.
А учените от Масачузетския технологичен институт предложиха друг начин за справяне с излишните цитокини. Те създадоха водоразтворими протеини, които имитират цитокиновите рецептори и по този начин свързват желаните цитокини. Учените предлагат да се използват такива протеини като гъби за пречистване на кръвта от излишните интерлевкини и други съединения.
Международен екип от учени от Бразилия и Франция предлага да се потисне хиперимунната реакция под формата на цитокинова буря, като се използва комплекс от антиоксиданта алфа-токоферол (един от вариантите на витамин Е), каротеноида сквален и имунния супресор аденозин . Полученото лекарство успешно потиска цитокиновата буря при мишки в рамките на 4 часа след приложението. Досега не са провеждани проучвания върху хора.
- Днес вече е ясно, че коронавирусът може да задейства естествени процеси в организма, но с изключително разрушителен ефект. Такъв процес е цитокинова буря. Това е състояние, което отдавна е известно на лекарите, срещу което все още не е изобретен лек.
- Цитокинова буря е една от причините самолечението на коронавирусната инфекция да е особено опасно. Особено любимите лекарства на значителна част от населението, свикнало, с или без повод, да използва лекарства от групата на имуномодулаторите. Говорим както за имуностимулатори, така и за имуносупресори. На някои етапи от COVID-19 те могат да бъдат полезни, докато на други могат да бъдат смъртоносни.
Прочетете също:
Как да повишим имунитета по време на бременност
Пробиотиците намаляват риска от остеопороза
Учени разработиха нов метод за лечение на тежки усложнения на COVID 19
Смартфоните променят мозъците на своите собственици
Социалното пушене е също толкова вредно, колкото и редовното пушене
Прикрийте следи, как да се отървете от стрии по тялото
Тайни убийци на сперма, защо щъркелът не пристига
Плуване по гръб, правилна позиция на тялото, видове и техники
Лекарят разказа за правилата за носене на цветни лещи
Апластична анемия, симптоми и лечение
Правилно почистване, 4 страхотни новости на базата на киселини
„Забравете филмовите трикове.“ Какво да направите, ако детето се задави и задуши пред очите ви
8 съвета за родители за облекчаване на празничния стрес
Гнатология, какво правят зъболекарите от тази специалност
Свети Валентин, подаръци за любими хора
Красива коса, витаминна грижа
Масажор за лице, 5 най добри варианта
Знаете ли термините в рецептите за храна
Отвореното не може да бъде затворено, защо някои хора обичат да носят минимум дрехи, докато други се стремят да прикрият достойнството си
Експертът нарече опасностите от четиридневна работна седмица