CITOKINEK: FUNKCIÓK, TÍPUSOK ÉS RECEPTOROK - BIOLÓGIA - 2025

A citokinek vagy citokinek kisméretű jelátviteli fehérjék (egyes szerzők ezeket peptideknek nevezik), amelyek számos biológiai funkciót szabályoznak, amelyek közül sok immunrendszerrel, hematopoiesissel, szövet helyreállítással és a sejtek proliferációjával kapcsolatos.

A "citokin" kifejezés nagyszámú fehérjét csoportosít, amelyek rendkívül eltérő szerkezeti és funkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek, és többé-kevésbé "sejtek által termelt tényezőket" jelent, mivel ezek szintézise nem korlátozódik a test egyetlen sejttípusára.

Ciokine kiadási folyamat (Forrás: www.sc Scientificaimations.com / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) a Wikimedia Commons segítségével)

Ezeket a fehérjéket az állatok különféle sejtjei nagy koncentrációban termelik és szekretálják, és befolyásolhatják a közeli sejteket, ezért állítólag "paracrin" jelátviteli funkciókat gyakorolnak.

Távolról is működhetnek, ha oldódó tényezőket választanak ki a véráramba (endokrin vagy szisztémás funkció), és akár közvetlenül a szintetizáló sejtre is hathatnak (autokrin funkció).

A citokineket egy speciális nyelv "szimbólumainak" tekintik, amelyek jelentése attól függ, hogy milyen körülmények között fejezik ki őket és küldik el egyik helyről a másikra.

Az első leírt citokinek a limfokinek, a poliklonális és specifikus antigénekre adott válaszként limfociták által termelt oldható termékek; ezek az immunválasz faktorok fontos csoportját képviselik.

Citokin funkciók

A citokinek kis méretű (40 kDa-ig) kis méretű (nem immunoglobulin típusú) oldódó glikoproteinek, amelyeket a test különböző sejtjei termelnek és szabadítanak fel, helyi vagy távoli hatásokkal járhatnak, amelyeket csúcs- vagy nanomoláris koncentrációban gyakorolnak.

Kommunikáció az immunrendszerben

A citokinek legfigyelemreméltóbb funkciója az immunrendszer különféle alkotóelemei közötti kommunikációban való részvétel, valamint az ezen alkotóelemek és a test többi sejtje közötti információcsere (intercelluláris jelátvitel).

Más szavakkal, gyakorlatilag minden immunfunkció ezen szisztémás "hírvivők" biológiai aktivitásától függ.

A citokinek immunológiai funkciók széles skáláját mutatják, mind effektor, mind szabályozó hatást gyakorolnak, és a szövetek és a biológiai rendszerek szintjén gyakorolt ​​hatásaik azon organizmusok többségében, ahol előállíthatók, rendkívül kiterjedtek és összetettek lehetnek.

Ezek olyan fontos immunológiai effektorok, hogy a stimulusokra adott immunválasz során termelődő citokinek típusa kezdetben meghatározza, hogy a válasz citotoxikus, humorális, sejtbeli vagy allergiás-e.

Vírusvédelem

Mélyen részt vesznek a gyulladásos folyamatokban és a vírus eredetű fertőzések elleni védekezésben; részt vesznek az antigének bemutatásában, a csontvelő differenciálódásában, a sejtek aktiválásában és felvételében, a sejtek adhéziós molekuláinak expressziójában stb.

Így a citokinek nem csak a test immunválaszában vesznek részt, hanem a "normál", élettani és anyagcserében is, integrálva ezáltal a sejtek és a szerves élet mindkét aspektusát.

Növekedési tényezők

Sok szerző úgy véli, hogy ezek a fehérjék növekedési faktorokként viselkednek, mivel olyan képviselők, mint a tumor nekrózis faktor (TNF), limfokinek, interleukinok és interferonok (IFN-k) aktívan kapcsolódnak a sejtek proliferációjához, elhalálozásához, differenciálódásához és fejlődéséhez a különböző testkörnyezetek.

Ez a videó egy animációt mutat, amelyben egy makrofág baktériumokat nyel be és később citokineket enged fel:

Citokinek és hormonok?

Különböző tudósok analógiát készítenek a citokinek és a hormonok között, de ez néhány fontos ok miatt nem teljesen helyes:

- A hormonokat nagymértékben speciális szövetek szintetizálják és szabadítják fel, míg a citokineket a test számos különféle sejtje termeli.

- A hormonok az azokat előállító speciális sejtek elsődleges szintetikus termékei, míg a citokinek csak egy kis részét képviselik a sejtek által szintetizált termékeknek.

- A hormonok expressziója a homeosztatikus kontroll jelekre reagálva történik (amelyek némelyike ​​a cirkadián ciklustól függ), másrészt a citokinek csak akkor fejeződnek ki, ha azokat kifejezetten a sejt életét káros események stimulálják.

A citokinek típusai

Számos citokint először a fő biológiai funkcióiknak megfelelően írtak le, ám manapság főleg szerkezetük jellemzi, mivel olyan sokféle funkciót tudnak ellátni, amelyeket rövid epitetben nehéz összefoglalni.

Ezeknek a fehérjéknek a jelenlegi osztályozása azonban számos paramétertől függ: néhányat felfedezésük „numerikus sorrendje” szerint azonosítottak, némi funkcionális aktivitás szerint, gyulladásos válaszokban való részvételük szerint, primer sejt eredete és más rokon molekulákkal való szerkezeti hasonlósága szerint.

Tehát a citokinek "szupercsaládjának" tagjai olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a szekvencia-homológiák, a kölcsönös receptor rendszerek stb., Bár nem feltétlenül szerkezeti hasonlóság. Néhány család ismert:

- A TNF család - TNF receptorok (tumornekrózis-faktor), amely immunszabályozó citokineket, például tumor nekrózis faktorot (TNF), limfotoxinokat és néhány sejtes ligandumot, például CD40L-t tartalmaz (a B és a T limfociták aktivációját közvetíti)) és FasL vagy CD95 (elősegíti a programozott sejthalált).

- az IL-1 / IL-1 receptor (Interleukin) család, egy csoport, ahol az IL-1β, IL-1α, IL-18, IL-33 és IL-36 citokineket osztályozzák, valamint receptor antagonisták, az IL-1RA, IL-38 és az IL-37 gyulladásgátló citokin (fiziológiai és védekező funkciókat közvetít).

- Az IL-1 / IL-1 receptorcsaládba tartozik még a Toll-szerű receptorok (TLR-ek), amelyek a veleszületett immunrendszer molekuláiként működnek a fajokhoz kapcsolódó molekuláris minták felismerésében mikrobiális.

A kapcsolódó tudományos irodalom egyes szövegei csoportosítják a citokineket a mononukleáris fagocita eredetű citokinekké és "T-limfocita eredetű citokinekké" történő előállítási helyük szerint. Szétválasztják őket az általuk közvetített válaszok alapján: citotoxikus (antivirális és rák elleni), humorális, sejtbeli vagy allergiás; azon kívül, amelyek immunszuppresszív.

- A gyulladásos reakció alapján

Attól függően, hogy előmozdítják-e a gyulladásos reakciókat vagy a reakciókat, a citokineket gyulladást elősegítő citokinekre és gyulladásellenes citokinekre osztják.

Proinflammatorikus citokinek

Ezen citokinek által közvetített gyulladás olyan géntermékek expressziójának kaszkádjából áll, amelyek általában nem egy egészséges emberben expresszálódnak.

Noha bizonyos endotoxinok és más „gyulladásos” termékek képesek kiváltani ezen „gyulladásos” gének expresszióját, az IL-1 és a TNF citokinek, sőt az IFN-y interferon is különösen hatásos stimulációjukban, ezért amelyekről azt állítják, hogy a fő gyulladáscsökkentő citokinek.

Az emberi béta-inferteron felépítése (Forrás: a Wikimedia Commons segítségével)

Függetlenül attól, hogy a gyulladásos folyamatot fertőzés, trauma, ischaemia, aktivált T-sejtek vagy valamilyen toxin kiváltotta-e, ez a két molekula szinergetikusan hat, és iniciálja a gyulladásos mediátorok kaszkádját.

Gyulladásgátló citokinek

Ezek a fehérjék éppen ellenkezőleg, gátolják a gyulladásos reakció folyamatát, vagy elnyomják annak intenzitását. E csoport részét képezik az IL-4, IL-10, IL-13 interleukinok és a transzformáló növekedési faktor (TGF) -β (amely blokkolja az IL-1 és TNF képződését).

Vannak IL-6 is, amelyeket B-sejtek, T-sejtek és monociták termelnek, valamint IL-11 - stroma sejtek és fibroblasztok által termelt.

A fentiek alapján azt mondják, hogy egy betegség kialakulása (akár rövid, akár hosszú távon) nagymértékben függ a gyulladást elősegítő és a gyulladásgátló citokinek hatása közötti „egyensúlytól”.

Valójában néhány kutatás azt sugallja, hogy bizonyos betegségek iránti érzékenységet genetikailag a két típusú citokint kódoló gének expressziójának egyensúlya határozza meg.

A kóros állapot akkor fejlődik, amikor a gyulladásgátló mediátorok olyan kontrollt biztosítanak, amely nem elegendő a gyulladás előtti aktivitás gátlásához (immunrendszer által szabályozott betegségek esetén), vagy ha a kontroll túlzott és gátolja az immunválaszt, ami a gazdanak okoz a szisztémás fertőzés kockázata.

vevők

Bármely citokin funkciójának alapvető eleme az interakció és a kapcsolat a receptorpárokkal (ligandum-receptor kölcsönhatás).

Egyes szerzők a citokineket az általuk megkötött receptor típusa szerint osztályozzák, amely lehet:

- I. típusú (a hematopoietin családból)

- II. Típus (az interferoncsaládból)

- A TNF fehérjék receptorcsaládja (tumor nekrózis faktor)

- IL-1 receptorok

- Útdíjas típusú receptorok

- IL-17 receptorok

- Tirozin-kináz receptorok

- A transzformáló növekedési faktor receptor szerin-kinázok családja

I. típusú (a hematopoietin családból)

Hormonok (eritropoetin (EPO), trombopoietin (TPO) és leptin) és citokinek, például granulocita kolóniastimuláló faktorok (G-CSF), a makrofágok granulocita telepek (GM-CSF-ek) és az interleukinek IL-2 IL-7-ig, IL-9, IL-11-IL-13, IL-15, IL-21, IL-23, IL-27, IL- 31. és IL-35.

Ezeket az "I. típusú" citokineket jellemzi a szekvenciáikban meglévő hasonlóság, mivel mindegyik négy antiparallel alfa-heliként tartalmaz, két összeköttetéssel vagy hurokkal, egy rövid és egy hosszú, amelyek szerkezetileg "elrendezve" "fel-fel" konfigurációban vannak. "És" lefelé ".

II típusú (az interferon családból)

Ezeket a receptorokat az interferon IFN-α / β, IFN-γ, IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26 és IL-28 köti az IL- 30.

Két IFNAR1 és IFNAR2 néven ismert alegységből álló heterodimerek, amelyek hasonlítanak bizonyos motívumszekvenciákkal az I. típusú receptorokban, főleg antivirális citokinekkel működnek.

IL-1 és Toll-szerű receptorok (TLR)

Az interleukin IL-1α / β, IL-18, IL-33 és IL-36 által kiváltott válaszokkal kapcsolódnak az IL-38-hoz.

A növekedési faktor receptor szerin-kináz családjának transzformálása

A citokinreceptorok ez a család kapcsolódik a TGF-β1, TGF-β2 és TGF-β3 fehérjék válaszához, amelyeket T-sejtek, makrofágok és a test más sejtjei termelnek.

Irodalom

1. Borish, LC és Steinke, JW (2003). 2. Citokinek és kemokinek. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 111 (2), S460-S475.
2. Cavaillon, JM (1994). Citokinek és makrofágok. Biomedicina és farmakoterápia, 48 (10), 445-453.
3. Dinarello, CA (2000). Proinflammatorikus citokinek. Chest, 118 (2), 503-508.
4. Nathan, C. és Sporn, M. (1991). Citokinek összefüggésben. The Journal of cell biology, 113 (5), 981-986.
5. Opal, SM, és DePalo, VA (2000). Gyulladásgátló citokinek. Chest, 117 (4), 1162-1172.
6. O'Shea, JJ, Gadina, M., és Siegel, RM (2019). Citokinek és citokin receptorok. In Clinical immunology (127-155. Oldal). Csak a tartalomraktár!