כימוקינים הם איתות קטן חלבונים שמפעילה כימוטקסיס (תנועה נודדת) של תאים. ברוב המקרים, תאים אלה הם תאים חיסוניים. לפיכך, כימוקינים אחראים לתפקוד יעיל של המערכת החיסונית.
מהם כימוקינים?
כימוקינים קטנים חלבונים השייכים למשפחת הציטוקינים. הם גורמים לתאים לנדוד. בעיקר מדובר בתאי חיסון שצריכים להגיע במהירות לאתר המתאים לפציעה או זיהום. הכימוקינים מיוצרים על ידי התאים אותם הם נועדו גם למשוך. על פני תאים אלה ישנם קולטנים המאפשרים לכימוקינים לעגן. האות מולקולות מחולקים לכימוקינים דלקתיים והומאוסטטיים. ברוב המקרים מדובר בכימוקינים דלקתיים. הם מושכים תאים חיסוניים ליעד, שמפעילים שם מיד תהליכים דלקתיים כדי להתגונן מפני זיהום. כימוקינים דלקתיים מיוצרים תמיד באתר של פציעה או זיהום על ידי תאי החיסון הנמצאים שם כדי למשוך תאי הגנה נוספים. כימוקינים הומאוסטטיים מיוצרים כל הזמן, גם בהיעדר זיהום. הם משמשים לניטור רקמות בריאות. לכימוקינים השפעה כימוטקסית על תאים חיסוניים כמו מונוציטיםמקרופאגים, קרטינוציטים, פיברובלסטים, טסיות, תאי אנדותל, תאי T, תאי בטן, גרנולוציטים נויטרופילים ותאים דנדריטים. הם מיוצרים גם כחומרים איתות על ידי תאים אלה כדי למשוך תאים דומים בעת הצורך.
אנטומיה ומבנה
כימוקינים הם שרשראות חלבון קטנות של 75 עד 125 חומצות אמינו כל אחד. בקצה המסוף של השרשרת יש אחד או שניים ציסטאין שאריות. ציסטאין הוא גופרית- המכילה חומצת אמינו העלולה ליצור דיסולפיד גשרים במולקולה. ה ציסטאין שאריות יוצרות כעת גופרתי גשרים בתוך שרשרת החלבונים. עם זאת, בעוד שרצף חומצות האמינו משתנה בתוך משפחת הכימוקינים חלבונים, המבנה השלישוני נשאר זהה לכל הכימוקינים. הגוף העיקרי נוצר כעלון אנטי-מקבילי בעל שלושה גדילים עם מבנה בטא. בסוף הקרבוקסי השרשרת מסתיימת בסליל אלפא. כאן נמצאים שאריות הציסטאין. ישנם ארבעה מבנים כיצד ניתן לארגן שאריות ציסטאין סופניות אלה. כל מבנה מסמל משפחה של כימוקינים. לפיכך, שתי שאריות ציסטאין יכולות לעקוב ישירות אחת אחרי השנייה. משפחת הכימוקינים המתאימה נקראת משפחת CC. אם חומצת אמינו אחרת עוברת בין שאריות ציסטאין, זו משפחת CXC. משפחת CX3C מכילה שתי שאריות ציסטאין המופרדות על ידי שלוש חומצות אמינו. לבסוף, יש משפחה עם שאריות ציסטאין אחת, המכונה משפחת C. כל שאריות הציסטאין יוצרות גשר גופריתי בתוך השרשרת. למשפחות הכימוקינים הנפרדות תפקידים שונים. המבנה המדויק של הכימוקינים עדיין אינו מובן לחלוטין. כימוקינים אינם דורשים בהכרח נוזל רקמות או דם לבצע את תפקידם. הם יכולים גם להעביר את האותות שלהם באמצעות מבנים מוצקים על ידי ריכוז שיפועים. בכך הם נקשרים במטען החיובי של בסיסיהם הרבים חומצות אמינו למטען שלילי סוכר מולקולה (גליקוזאמינוגלוקן) על פני התאים. מדוע הם מאבדים את תפקודם כאשר הם כבר לא יכולים להיקשר לגליקוזאמינוגלוקן עדיין לא ברור.
פונקציה ומשימות
תפקידם העיקרי של כימוקינים הוא למשוך תאי חיסון ספציפיים לאתרים בגוף אשר נתונים כיום לרמת הגנה גבוהה יותר מפני פולשים מדבקים. זה הופך את התגובה החיסונית ליעילה יותר. ברוב המקרים, הם גם מבטיחים שתגובות דלקתיות משמעותיות יתפתחו כדי להדוף את הזיהום. הם נוצרים במקום של פציעה או זיהום על ידי תאי החיסון שכבר נמצאים שם. התאים הנמשכים כעת נעים לעבר הגבוה ביותר ריכוז של כימוקינים. הקולטנים הכימוקינים המתאימים נמצאים על פני השטח שלהם. הכימוקינים נקשרים לקולטנים אלה, ומפעילים נדידה של התאים לכיוון הגבוה ביותר ריכוז של כימוקינים. עם זאת, כל משפחת כימוקינים נקשרת לקולטנים שלה. לדוגמא, משפחת CC מבטיחה את העברתם של מונוציטים, לימפוציטים, וגרנולוציטים בזופיליים ואאוזינופיליים. משפחת CXC אחראית על אנגיוגנזה (גידול של דם כלי). משפחת CX3C ממלאת תפקיד בתהליכים דלקתיים של מערכת העצביםבסופו של דבר, C-chemokines מפעילים תאי CD8 T ותאי NK (תאים רוצחים טבעיים).
מחלות
כאשר מופרע יחסי הגומלין בין כימוקינים לקולטנים כימוקינים, המערכת החיסונית תקלות. לעיתים קרובות, בגלל מוטציה של הקולטן המתאים, הוא כבר לא מתאים לעגינה של כימוקינים. משמעות הדבר היא כי לא ניתן למשוך יותר תאים חיסוניים במצבים מכריעים. תקלה זו מתבטאת אז כמחסור חיסוני. לדוגמא, מה שמכונה תסמונת WHIM, חסר חיסוני ספציפי, נובע מפגם בקולטן כימוקינים. מחלה זו מתבטאת בזיהומים נגיפיים וחיידקיים חוזרים. חולים מראים רגישות מסוימת לנגיף הפפילומה האנושי, שהזיהום בו מתבטא בהיווצרות יבלות. ה מח עצם מלא בתאי מבשר T, אך אלה אינם נודדים לאתרי ההדבקה. ליקויים חיסוניים סלקטיביים כנגד מסוימים פתוגנים אפשריים גם כן. לדוגמא, מוטציה של קולטן לכימוקין ממשפחת CC גורמת לרגישות ספציפית ל וירוס הנילוס המערבי. עם זאת, אותו קולטן, כאשר הוא מוטציה, מספק גם חסינות תורשתית ל- HIV. מוטציות מסוימות באזור הקולטן הכימוקיני יכולות להיות אחראיות בחלקן מחלות אוטואימוניות או אלרגיות. ייצור יתר של כימוקינים מסוימים יכול גם כן עוֹפֶרֶת למחלות. לדוגמא, התפתחות של ספחת נמצא קשור לייצור יתר של CXC chemokine IL-8. ראומטואיד דלקת פרקים מתרחשת גם יחד עם ייצור יתר של IL-8. שינויים טרשת עורקים הם לעתים קרובות תוצאה של תהליכים דלקתיים מוגזמים, לעיתים נגרמים על ידי פעילות כימוקינים מוגברת.
