Kemokiinid on väikesed signaalid valgud mis käivitavad rakkude kemotaksise (rändliikumine). Enamasti on need rakud immuunrakud. Seega vastutavad kemokiinid organismi efektiivse toimimise eest immuunsüsteemi.
Mis on kemokiinid?
Kemokiinid on väikesed valgud mis kuuluvad tsütokiinide perekonda. Need põhjustavad rakkude rännet. Peamiselt on need immuunrakud, mis peavad kiiresti jõudma sobivasse vigastuse või nakkuse piirkonda. Kemokiinid on toodetud rakkude poolt, mida nad on mõeldud ka ligimeelitamiseks. Nende rakkude pinnal on retseptorid, mis võimaldavad kemokiinidel dokkida. Signaal molekulid on jagatud põletikulisteks ja homöostaatilisteks kemokiinideks. Enamasti on need põletikulised kemokiinid. Nad meelitavad sihtkohta immuunrakke, mis käivitavad seal kohe põletikulised protsessid nakkuse eest kaitsmiseks. Põletikulisi kemokiine toodetakse seal olevate immuunrakkude poolt alati vigastuse või nakatumise kohas, et meelitada uusi kaitserakke. Homöostaatilisi kemokiine toodetakse pidevalt, isegi nakkuse puudumisel. Nende eesmärk on jälgida tervet kude. Kemokiinidel on kemotoksiline toime sellistele immuunrakkudele nagu monotsüüdid, makrofaagid, keratinotsüüdid, fibroblastid, vereliistakute, endoteelirakud, T-rakud, stomataalrakud, neutrofiilsed granulotsüüdid ja dendriitrakud. Need rakud toodavad neid ka signaalainetena, et vajadusel ligi tõmmata samasuguseid rakke.
Anatoomia ja struktuur
Kemokiinid on väikesed valkude ahelad 75 kuni 125 aminohapped iga. Ahela otsas on üks või kaks tsüsteiin jäägid. tsüsteiin on väävelsisaldavad aminohapet, mis võib moodustada disulfiidi sillad molekulis. The tsüsteiin jäägid moodustavad nüüd sulfiidi sillad valguahelas. Kuigi aminohapete järjestus on kemokiinide perekonnas varieeruv valgud, jääb tertsiaarstruktuur kõigi kemokiinide jaoks samaks. Põhiosa moodustub beeta-struktuuriga kolmeahelaline antiparalleelne voldik. Karboksüotsas lõpeb kett alfa-heeliksiga. Siin asuvad nüüd tsüsteiinijäägid. Nende terminaalsete tsüsteiinijääkide paigutamiseks on neli struktuuri. Iga struktuur sümboliseerib kemokiinide perekonda. Seega võivad kaks tsüsteiinijääki järgneda otse üksteise taha. Vastavat kemokiinide perekonda nimetatakse CC perekonnaks. Kui tsüsteiinijääkide vahel vahetatakse veel ühte aminohapet, on see perekond CXC. CX3C perekond sisaldab kahte tsüsteiinijääki, mis on eraldatud kolmega aminohapped. Lõpuks on perekond, kus on üks tsüsteiinijääk, mida nimetatakse C perekonnaks. Kõik tsüsteiinijäägid moodustavad ahelas sulfiidsilla. Üksikutel kemokiinide perekondadel on erinevad funktsioonid. Kemokiinide täpne struktuur pole siiani täielikult teada. Kemokiinid ei vaja tingimata koevedelikku ega veri oma ülesande täitmiseks. Nad saavad oma signaale edastada ka tahkete struktuuride kaudu kontsentratsioon kalded. Seda tehes seovad nad oma paljude põhiosade positiivse laenguga aminohapped negatiivse laenguga suhkur molekul (glükosaminoglükaan) rakkude pinnal. Miks nad oma funktsiooni kaotavad, kui nad ei suuda enam glükosaminoglükaaniga seonduda, pole veel selge.
Funktsioon ja ülesanded
Kemokiinide põhiülesanne on meelitada spetsiifilisi immuunrakke kehas asuvatesse kohtadesse, mis on praegu nakkusohtlike sissetungijate eest kõrgema kaitsetasemega. See muudab immuunvastuse efektiivsemaks. Enamikul juhtudel tagavad need ka olulise põletikulise reaktsiooni tekkimise infektsiooni vastu võitlemiseks. Need tekivad vigastuse või nakkuse kohas seal juba esinevate immuunrakkude poolt. Nüüd meelitatud rakud liiguvad kõrgeima poole kontsentratsioon kemokiinidest. Vastavad kemokiiniretseptorid asuvad nende pinnal. Kemokiinid seonduvad nende retseptoritega, käivitades rakkude rände kõrgeima poole kontsentratsioon kemokiinidest. Kuid iga kemokiinide perekond seondub oma retseptoritega. Näiteks tagab CC perekond monotsüüdid, lümfotsüüdidning basofiilsed ja eosinofiilsed granulotsüüdid. CXC perekond vastutab angiogeneesi eest veri laevad). CX3C perekond mängib rolli põletikulistes protsessides närvisüsteemLõpuks aktiveerivad C-kemokiinid CD8 T-rakke ja NK-rakke (looduslikud tapjarakud).
Haigused
Kui kemokiinide ja kemokiiniretseptorite vastastikmõju on häiritud, immuunsüsteemi talitlushäired. Sageli ei sobi see vastava retseptori mutatsiooni tõttu kemokiinide dokkimiseks enam hästi. See tähendab, et otsustavates olukordades ei saa immuunrakke enam meelitada. See rike ilmneb siis immuunpuudulikkuse vormis. Näiteks nn WHIM-sündroom, spetsiifiline immuunpuudulikkus, on tingitud kemokiiniretseptori defektist. See haigus avaldub korduvate viiruslike ja bakteriaalsete infektsioonidena. Patsiendid näitavad erilist vastuvõtlikkust inimese papilloomiviiruse suhtes, mille nakkus avaldub tüükad. luuüdi on täis T-eelkäija rakke, kuid need ei migreeru nakkuskohtadesse. Selektiivsed immuunpuudulikkused teatud vastu patogeenid on ka võimalikud. Näiteks põhjustab CC perekonna kemokiini retseptori mutatsioon spetsiifilist vastuvõtlikkust Lääne-Niiluse viirus. Kuid sama retseptor annab muteerudes ka päriliku immuunsuse HIV vastu. Teatud mutatsioonid kemokiiniretseptori piirkonnas võivad olla osaliselt vastutavad ka selle eest autoimmuunhaigused või allergiad. Võib ka teatud kemokiinide ületootmine viima haigustele. Näiteks psoriaas on leitud olevat seotud CXC kemokiini IL-8 ületootmisega. Reumatoidne artriit esineb ka koos IL-8 ületootmisega. Aterosklerootilised muutused on sageli ülemääraste põletikuliste protsesside tagajärg, mis on mõnikord põhjustatud kemokiini aktiivsuse suurenemisest.
