Czytaj ten artykuł w:

Układ odpornościowy i odporność świń: Regulacja cytokinowa

Co to są cytokiny, jak działają i jak jest ich rola w układzie odpornościowym.

Inicjacja, aktywacja oraz regulacja zapalenia, wrodzona oraz swoista odpowiedź immunologiczna, a także reakcje ostrej fazy zapalenia są w dużej mierze regulowane przez małe polipeptydy, ogólnie nazywane cytokinami. Wiążą się one z konkretnymi receptorami na komórkach docelowych.

Cytokiny podlegają sekrecji w wielu, a może nawet wszystkich rodzajach komórek, głównie jako odpowiedź na stymulację ze strony aktywowanych limfocytów i makrofagów.

Syntezę cytokin można określić jako krótkotrwały fenomen, ściśle kontrolowany i zależny od obecności obcego czynnika lub stymulatora; po zsyntezowaniu są szybko wydzielane i po wykonaniu swojego zadania szybko podlegają utylizacji bez zjawiska akumulacji. Ponadto, biorąc pod uwagę wysokie powinowactwo do ich receptorów, już niewielka ilość cytokin jest w stanie wywołać efekt biologiczny..

Cytokiny mogą działać drogą autokrynną, gdy reagują z receptorami na komórce , która je produkuje, lub parakrynną gdy reagują z komórkami otaczającymi; ponadto mogą działać drogą endokrynną, podobnie jak “klasyczne” hormony , gdy po przejściu do krwi mogą docierać i oddziaływać na oddalone komórki i tkanki..

Rzadko cytokiny działają pojedynczo, zwykle różne cytokiny są wydzielane razem i oddziałują na siebie nawzajem. Cytokiny mogą oddziaływać na komórki różnego typu (plejotropizm) i wywoływać, w zależności od przypadku, podobne lub różne efekty; z drugiej strony, jest również możliwe, że różne cytokiny oddziałują na tę samą komórkę wywołując podobny efekt (redundancja).

Niektóre cytokiny mogą współpracować w działaniu (synergizm) lub, dyskusyjne, mogą wzajemnie przeciwdziałać (antagonizm). Zdolność cytokiny do wzmacniania lub hamowania aktywacji innych cytokin jest podstawą działania układu immunologicznego oraz odpowiedzi zapalnej.

W celu działania, cytokiny wiążą się ze specyficznymi receptorami powierzchniowymi i to połączenie definiuje przesłanie sygnału z cytoplazmy do jądra powodując ekspresję określonych genów.

Ponieważ cytokiny mają tak znaczące i zróżnicowane działanie, muszą także mieć wydajny mechanizm kontroli zapobiegający niekontrolowanemu działaniu wywołującemu efekt patologiczny. Mechanizm kontroli receptorowej składa się z: 1) redukcja ekspresji receptora; 2) receptor wabik nie transmitujący sygnału; 3) receptory błonowe z powodu swojego kształtu zatrzymują cytokiny na zewnątrz komórki; 4) receptor antagonista, który rywalizuje z cytokiną w związaniu z receptorem i nie powoduje przesyłania sygnału do jądra komórkowego; 5) antagonistyczne cytokiny ze zdolnością do inhibicji (cytokiny przeciwzapalne) mogą zmniejszać ekspresję receptorów aktywacyjnych lub wzmacniać działanie innych elementów mechanizmu kontroli.

Cytokiny biorące udział w działaniu układu immunologicznego są podzielone na poszczególne grupy:

  1. 1. Interleukiny (IL-); szeroka i zarazem zróżnicowana grupa cytokin z licznymi funkcjami oraz oddziaływaniu na leukocyty. Stan na rok 2017- odkryto i opisano 38 rodzajów interleukin.
  2. 2. Czynnik Martwicy Nowotworów (TNF-): dwie pokrewne cytokiny, jedna produkowana głównie przez makrofagi (TNF-α), druga przez limfocyty T (TNF-β). Nazwa “Czynnik Martwicy Nowotworów” pochodzi od zdolności do indukcji apoptozy (zaprogramowana śmierć komórki) w komórkach nowotworowych, aczkolwiek TNFα ma wiele funkcji prozapalnych oraz immunologicznych.
  3. 3. Interferony (IFN) zawierają Typ 1 IFN (IFN-α, IFN-β) oraz Typ II (IFN-γ). Są białkami syntezowanymi podczas odpowiedzi immunologicznej skierowanej przeciwko wirusom (Typ I IFN) oraz przez komórki układu immunologicznego podczas odpowiedzi typu Th1 (IFNγ). .
  4. Czynniki wzrostu: wiele cytokin ma ważny wpływ na proliferację komórek układu immunologicznego, takie jak IL-2, IL-3, IL-5, IL-7, a także niektóre CSF (“Colony Stimulating Factor”) takie jak G-CSF, M-CSF and GM-CSF. TGF β może wywoływać efekt immunoregulacyjny/ inhibicyjny.
  5. Chemokiny są dużą rodziną polipeptydów pełniących rolę w chemotaksji leukocytów oraz limfocytów podczas zapalenia oraz odpowiedzi immunologicznej. Główne chemokiny to: 1) IL-8 jest specyficzną chemokiną dla neutrofili; 2) MCP 1 przyciąga oraz aktywuje monocyty; 3) MIP-1a przyciąga monocyty, komórki NK oraz limfocyty T; 4) RANTES przyciąga monocyty, komórki NK, limfocyty T, bazofile oraz eozynofile; 5) Eotaksyna przyciąga eozynofile.

Tabela 1. Cytokiny podzielone zgodnie z ich głównym oddziaływaniem na układ immunologiczny.

Funkcje Cytokiny
Zapoczątkowanie oraz utrzymanie zapalenia reakcji zapalnej IL-1, TNF-α, IFN-α/β, IL-8, IL-6, IL-15, IL-18, IL-12
Wybiórcza regulacja działania układu immunologicznego CYTOKINY STYMULUJĄCE
Th1 driving cytokines: IL-12, IL-18
Th2 driving cytokines: IL-4
Th17 driving cytokines: IL-6, IL-23
CYTOKINY EFEKTOROWE
Th1 cytokines: IL-2, IFNγ
Th2 cytokines: IL-4, IL-5, IL-13
Th17 cytokines: IL-17, IL-21
Treg: IL-10, TGFβ
IRekrutacja komórek układu immunologicznego Chemokiny (IL-8, MCP1, MIP-1, Rantes, Eotaxin)
Kontrola lub supresja odpowiedzi zapalnej IL-10, TGFβ
Proliferacja i różnicowanie komórek GM-CSF, IL-2, IL-7, IL-15

Tabela 2. Funkcje głównych cytokin biorących udział w regulacji odporności.

Cytokina Główne miejsce powstania Funkcje
IL-1 Komórki nabłonka, zainfekowane komórki, neutrofile, makrofagi Aktywacja komórek prozapalnych oraz komórek śródbłonka; indukcja gorączki
TNF-α Komórki śródbłonka, zainfekowane komórki, neutrofile, makrofagi, kom NK Aktywacja komórek prozapalnych oraz komórek śródbłonka;efekt endokrynowy; indukcja procesów katabolicznych
IL-8 Śródbłonek, endotelium, komórki odporności wrodzonej Przyciąganie i aktywacja makrofagów
IL-6 Komórki śródbłonka,neutrofile, makrofagi Aktywacja komórek prozapalnych oraz komórek śródbłonka; endokrynowy efekt układowy z indukcją procesów katabolicznych
MCP1 Śródbłonek, endotelium, komórki odporności wrodzonej Przyciąganie i aktywacja monocytów
IFNα/β Zainfekowane komórki Aktywność przeciwwirusowa; aktywacja komórek odporności wrodzonej, indukcja adhezyn, zwiększenie ekspresji receptora MHC na komórkach dendrytycznych.
IFNγ kom NK , γ/δ limfocyty T, limfocyty Th1, cytotoksyczne limfocyty T (CTL) Ważna rola w odpowiedzi komórkowej przeciwko patogenom zlokalizowanym w przestrzenii międzykomórkowej: aktywacja makrofagów, kom NK, CTL, podtrzymanie różnicowania Th1
IL-15 Komórki dendrytyczne Proliferacja i aktywacja kom NK oraz NKT; wydłużenie czasu przetrwania kom pamięci
IL-12 Komórki dendrytyczne, makrofagi indukcja Th1
IL-18 Komórki dendrytyczne, makrofagi indukcja Th1; aktywność prozapalna
IL-17 limfocyty Th 17 Prozapalna aktywność; przyciąganie oraz aktywacja neutrofilów; zwiększenie ilości peptydów antybakteryjnych
IL-22 limfocyty Th 17 Promocja neutrofili fazy ostrej- mediacja razem z IL-17
IL-10 makrofagi M2; limfocyty T reg, limfocyty Th2 Przeciwzapalna oraz immunosupresja
TGFβ limfocyty T reg, limfocyty Th2 Przeciwzapalna oraz immunosupresja
IL-2 limfocyty T Proliferacja oraz aktywacja limfocytów T oraz B; aktywacja kom NK
IL-4 limfocyty Th2 cytokina Th2: stymulacja i wzrost limf B, indukcja sekrecji IgA i IgE
IL-5 limfocyty Th2 cytokina Th2 zaangażowana w powstawanie eozynofili

Komentarz do artykułu

To miejsce jest przeznaczone do dyskusji między użytkownikami pig333.com a nie do zadawania pytań autorom artykułów

Dostęp tylko dla użytkowników portalu 3trzy3. Zaloguj się aby dodać komentarz.

Niezarejestrowany użytkownik 333?Zarejestruj sięszybko i bezpłatnie i uzyskaj dostęp do wszystkich serwisówJesteś zarejestrowany w 333?WEJDŹKliknij tu jeśli zapomniałeś hasła, wyślemy je do Ciebie

tags