ЦИТОКИНИ: ФУНКЦИЈЕ, ТИПОВИ И РЕЦЕПТОРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Цитокин или цитокини су мали сигнални протеини (неки аутори односе и за њих пептида) које регулишу многе биолошке функције, многи од њих односи се на имуни систем, хематопоезе, поправку ткива и ћелијску пролиферацију.

Израз "цитокини" групише велики број протеина који имају знатно различите структурне и функционалне карактеристике, и значи, мање или више, "факторе произведене од ћелија", јер њихова синтеза није ограничена на једну врсту ћелија у телу.

Процес ослобађања Циокина (Извор: ввв.сциентифицаиматионс.цом / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0) путем Викимедиа Цоммонса)

Ови протеини се производе и излучују у високим концентрацијама од стране различитих врста ћелија код животиња и могу утицати на ћелије у близини, због чега се каже да врше "паракринске" сигналне функције.

Такође могу деловати и на даљину индукујући излучивање растворљивих фактора у крвоток (ендокрина или системска функција), а могу чак и директно деловати на ћелију која их синтетише (аутокрина функција).

Цитокини се виде као „симболи“ специјализованог језика, чије значење зависи од контекста у којем се изражавају и шаљу са једног места на друго.

Први описани цитокини били су лимфокини, растворљиви производи које стварају лимфоцити као одговор на поликлонске и специфичне антигене; они представљају важну групу фактора имуног одговора.

Цитокинске функције

Цитокини су растворљиви гликопротеини (нису имуноглобулин типа) мале величине (до 40 кДа) који се стварају и ослобађају различите врсте ћелија у телу, могу имати локално или даљинско деловање, које врше у вршним или наномоларним концентрацијама.

Комуникација у имунолошком систему

Најистакнутија функција цитокина је њихово учешће у комуникацији између различитих компоненти имунолошког система и размена информација између ових компоненти и осталих ћелија у телу (међућелијска сигнализација).

Другим речима, готово све имунолошке функције зависе од биолошке активности ових системских „гласника“.

Цитокини показују широк спектар имунолошких функција, и ефекторских и регулаторних, а њихови ефекти на нивоу ткива и биолошких система, у већини организама у којима се производе, могу бити изузетно обимни и сложени.

То су тако важни имунолошки ефектори да врста цитокина произведених током имуног одговора на било који стимулус у почетку одређује да ли ће одговор бити цитотоксичан, хуморални, ћелијски или алергијски.

Одбрана од вируса

Дубоко су укључени у упалне процесе и у одбрани од инфекција вирусног порекла; они учествују у презентацији антигена, у диференцијацији коштане сржи, у активирању и регрутовању ћелија, у експресији ћелијских адхезијских молекула итд.

Дакле, цитокини не само да учествују у имунолошкој одбрани тела, већ и у "нормалним", физиолошким и метаболичким процесима, интегришући оба аспекта ћелијског и органског живота.

Фактори раста

Многи аутори сматрају да се ови протеини понашају као фактори раста, будући да су представници попут фактора некрозе тумора (ТНФ), лимфокини, интерлеукини и интерферони (ИФН) активно повезани са ћелијском пролиферацијом, смрћу, диференцијацијом и развојем у различити телесни контексти.

Овај видео приказује анимацију у којој макрофаг гута бактерије и касније ослобађа цитокине:

Цитокини и хормони?

Разни научници праве аналогију између цитокина и хормона, али то није потпуно тачно из неких важних разлога:

- Хормони синтетишу и ослобађају високо специјализована ткива, док цитокине ствара велики број различитих ћелија у телу.

- Хормони су примарни синтетички производ специјализованих ћелија које их производе, док цитокини представљају само малу количину производа који синтетишу ћелија.

- Експресија хормона настаје као одговор на хомеостатске контролне сигнале (од којих неки зависе од циркадијанског циклуса), али се цитокини с друге стране изражавају само када су посебно стимулисани догађајима „штетним“ за живот ћелије.

Врсте цитокина

Многи цитокини су у почетку описани према њиховим главним биолошким функцијама, али данас их карактерише углавном њихова структура, јер могу вршити велику разноликост функција које је тешко сажети у кратком епитету.

Међутим, тренутна класификација ових протеина зависи од неколико параметара: неки су идентификовани према "нумеричком редоследу" њиховог открића, према некој функционалној активности, према учешћу у упалним реакцијама, према његово примарно ћелијско порекло и према својој структурној сличности са другим сродним молекулама.

Стога, чланови "супер породице" цитокина деле карактеристике као што су хомологије секвенци, реципрочни рецепторски системи итд., Мада не нужно и структурна сличност. Неке породице су познате:

- породица ТНФ - рецептори ТНФ (фактор некрозе тумора), који укључује имунорегулационе цитокине попут фактора некрозе тумора (ТНФ), лимфотоксине и неке ћелијске лиганде, као што је ЦД40Л (посредује активирање Б и Т лимфоцита ) и ФасЛ или ЦД95 (промовише програмирану ћелијску смрт).

- Породица рецептора ИЛ-1 / ИЛ-1 (Интерлеукин), група у коју су класификовани цитокини ИЛ-лп, ИЛ-ла, ИЛ-18, ИЛ-33 и ИЛ-36, као и антагонисти рецептора, познат као ИЛ-1РА, ИЛ-38 и анти-инфламаторни цитокин ИЛ-37 (посредује физиолошке и одбрамбене функције).

- Породица рецептора ИЛ-1 / ИЛ-1 такође укључује рецепторе налик на наплату (ТЛР) који делују као молекули урођеног имуног система за препознавање молекуларних образаца повезаних са врстама микробиом.

Одређени текстови сродне научне литературе групљају цитокине према њиховом месту производње у „цитокине изведене мононуклеарним фагоцитима“ и „цитокине изведене из Т лимфоцита“. Такође их раздвајају у односу на одговоре које посредују: цитотоксични (антивирусни и антиканцерогени), хуморални, ћелијски или алергични; поред оних који су имуносупресивни.

- Према упалном одговору

У зависности да ли потичу упалне реакције или одговоре, цитокини се класификују у про-упалне цитокине и анти-упалне цитокине.

Противупални цитокини

Упала посредована овим цитокинима састоји се од каскаде експресије генских производа који се обично не изражавају код здравог човека.

Иако су одређени ендотоксини и други „инфламаторни“ производи способни да покрену експресију ових „проупалних“ гена, цитокини ИЛ-1 и ТНФ, па чак и ИФН-γ интерферон, посебно су ефикасни у својој стимулацији. за које се каже да су главни протуупални цитокини.

Структура људског бета инфертерона (Извор: виа Викимедиа Цоммонс)

Без обзира да ли је упални процес покренуо инфекција, траума, исхемија, активиране Т ћелије или неки токсин, ова два молекула делују синергистички да покрену каскаду упалних посредника.

Противупални цитокини

Ови протеини, напротив, блокирају упални процес реаговања или сузбијају интензитет са којим се јавља. Део ове групе су интерлеукини ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13 и трансформирајући фактор раста (ТГФ) -β (који блокира производњу ИЛ-1 и ТНФ).

Такође постоји ИЛ-6 - који производе Б ћелије, Т ћелије и моноцити - и ИЛ-11 - које производе стромалне ћелије и фибробласти.

На основу горе наведеног, речено је да развој болести (или краткорочно или дугорочно) у великој мери зависи од „равнотеже“ између ефеката протуупалних и противупалних цитокина.

У ствари, нека истраживања сугерирају да је осетљивост на одређене болести генетски одређена равнотежом у експресији гена који кодирају две врсте цитокина.

Патолошко стање напредује, тада, када анти-инфламаторни посредници дају контролу која није довољна да блокира протуупалну активност (код болести које контролише имуни систем) или када је контрола преувеличана и заврши инхибирајући имунолошки одговор, узрокујући да домаћин има ризик од системске инфекције.

Пријемници

Суштински део функције било ког цитокина је његова интеракција и повезаност са рецепторским паром (интеракција лиганд и рецептор).

Неки аутори класифицирају цитокине према врсти рецептора на који се везују, а то могу бити:

- тип И (породице хематопоетина)

- Тип ИИ (породице интерферона)

- Породица рецептора протеина ТНФ (фактор некрозе тумора)

- рецептори ИЛ-1

- Рецепторе за наплату путарине

- рецептори ИЛ-17

- Тирозин киназне рецепторе

- Породица трансформирајућих серинских киназа рецептора фактора раста

Тип И (породице хематопоетина)

Хормони (еритропоетин (ЕПО), тромбопоетин (ТПО) и лептин) и цитокини као што су фактори који стимулишу колонију гранулоцита (Г-ЦСФ), стимулишући агенсе колоније гранулоцита макрофага (ГМ-ЦСФс) и интерлеукини ИЛ-2 до ИЛ-7, ИЛ-9, ИЛ-11 до ИЛ-13, ИЛ-15, ИЛ-21, ИЛ-23, ИЛ-27, ИЛ- 31 и ИЛ-35.

Ове цитокине типа "И" карактерише сличност коју деле у својим секвенцама, јер сваки садржи четири антипарална алфа хелика са две везе или петље, једну кратку и једну дугу, који су структурно "распоређени" у конфигурацији "горе". ”И“ доле ”.

Тип ИИ (из породице интерферона)

Ови рецептори су повезани интерфероном ИФН-а / β, ИФН-и, интерлеукинима ИЛ-10, ИЛ-19, ИЛ-20, ИЛ-22, ИЛ-24, ИЛ-26 и ИЛ-28 за ИЛ- 30.

То су хетеродимери састављени од две подјединице познате под називом ИФНАР1 и ИФНАР2, који деле сличност са неким мотивним секвенцама у рецепторима типа И. Раде углавном са антивирусним цитокинима.

ИЛ-1 и Толл-рецептори (ТЛР)

Они су повезани са одговорима које покрећу интерлеукин ИЛ-1α / п, ИЛ-18, ИЛ-33 и ИЛ-36 на ИЛ-38.

Породица серин-киназа рецептора фактора раста

Ова породица цитокинских рецептора повезана је са одговором протеина ТГФ-β1, ТГФ-β2 и ТГФ-β3, који производе Т ћелије, макрофаги и друге ћелије у телу.

Референце

1. Борисх, ЛЦ и Стеинке, ЈВ (2003). 2. Цитокини и хемокини. Часопис за алергију и клиничку имунологију, 111 (2), С460-С475.
2. Цаваиллон, ЈМ (1994). Цитокини и макрофаги. Биомедицина и фармакотерапија, 48 (10), 445-453.
3. Динарелло, ЦА (2000). Проупални цитокини. Комода, 118 (2), 503-508.
4. Натхан, Ц., Спорн, М. (1991). Цитокини у контексту. Часопис за ћелијску биологију, 113 (5), 981-986.
5. Опал, СМ и ДеПало, ВА (2000). Противупални цитокини. Прса, 117 (4), 1162-1172.
6. О'Схеа, ЈЈ, Гадина, М. и Сиегел, РМ (2019). Цитокини и цитокински рецептори. Ин Цлиницал имунологи (стр. 127-155). Само складиште садржаја !.