MGA CYTOKINE: FUNCTION, URI AT RECEPTOR - BIOLOGY - 2025

Ang mga cytokine o cytokine ay maliit na mga senyas na nagbibigay ng senyas (ang ilang mga may-akda ay tumutukoy sa mga ito bilang mga peptides) na kumokontrol sa maraming mga biological function, marami sa mga ito na nauugnay sa immune system, hematopoiesis, pag-aayos ng tissue at paglaganap ng cellular.

Ang salitang "cytokine" ay magkasama sa isang malaking bilang ng mga protina na may iba't ibang iba't ibang mga istruktura at pagganap na mga katangian, at nangangahulugang, higit pa o mas kaunti, "mga kadahilanan na ginawa ng mga cell", dahil ang kanilang synthesis ay hindi pinaghihigpitan sa isang uri ng cell sa katawan.

Proseso ng paglabas ng Ciokine (Pinagmulan: www.scientificaimations.com / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga protina na ito ay ginawa at tinatago sa mataas na konsentrasyon ng iba't ibang uri ng mga cell sa mga hayop at maaaring makaapekto sa kalapit na mga selula, kung kaya't sinabi nila na magsagawa ng mga function na "signal ng paracrine".

Maaari rin silang kumilos nang malayuan sa pamamagitan ng pag-agaw sa pagtatago ng mga natutunaw na mga kadahilanan sa daloy ng dugo (endocrine o systemic function) at maaari ring kumilos nang direkta sa cell na synthesize ang mga ito (function ng autocrine).

Ang mga Cytokine ay nakikita bilang "mga simbolo" ng isang dalubhasang wika, na ang kahulugan ay nakasalalay sa konteksto kung saan sila ay ipinahayag at ipinadala mula sa isang lugar patungo sa isa pa.

Ang mga unang cytokine na inilarawan ay mga lymphokines, natutunaw na mga produkto na ginawa ng mga lymphocytes bilang tugon sa polyclonal at mga tiyak na antigens; ito ay kumakatawan sa isang mahalagang pangkat ng mga kadahilanan ng pagtugon sa immune.

Ang mga function ng cytokine

Ang mga cytokine ay natutunaw na glycoproteins (hindi sila uri ng immunoglobulin) ng maliit na sukat (hanggang sa 40 kDa) na ginawa at pinalabas ng iba't ibang uri ng mga selula sa katawan, maaari silang magkaroon ng lokal o malayong mga pagkilos, na kung saan sila ay nagsasagawa sa mga rurok o konsentrasyon ng nanomolar.

Komunikasyon sa immune system

Ang pinaka-kilalang function ng mga cytokine ay ang kanilang pakikilahok sa komunikasyon sa pagitan ng iba't ibang mga bahagi ng immune system at ang pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan ng mga sangkap na ito at iba pang mga cell ng katawan (intercellular signaling).

Sa madaling salita, halos lahat ng mga pag-andar ng immune ay nakasalalay sa biological na aktibidad ng mga sistematikong "messenger."

Ang mga cybertokine ay nagpapakita ng isang malawak na hanay ng mga immunological function, parehong effector at regulasyon, at ang mga epekto nito sa antas ng mga tisyu at biological system, sa karamihan ng mga organismo kung saan sila ay ginawa, ay maaaring maging lubos na malawak at kumplikado.

Ang mga ito ay napakahalagang mga immunological effects na ang uri ng cytokine na ginawa sa panahon ng immune response sa anumang pampasigla sa una ay nagtutukoy kung ang tugon ay magiging cytotoxic, humoral, cellular, o allergy.

Depensa laban sa mga virus

Malalim silang nasangkot sa mga nagpapaalab na proseso at sa pagtatanggol laban sa mga impeksyon ng pinagmulan ng viral; nakikilahok sila sa paglalahad ng mga antigens, sa pagkita ng kaibhan ng utak ng buto, sa pag-activate at pangangalap ng mga cell, sa pagpapahayag ng mga molekula ng cellular adhesion, atbp.

Kaya, ang mga cytokine ay hindi lamang nakikilahok sa immune defense ng katawan, kundi pati na rin sa "normal", mga proseso ng pisyolohikal at metabolic, sa gayon isinasama ang parehong mga aspeto ng cellular at organikong buhay.

Mga kadahilanan ng paglago

Maraming mga may-akda na isinasaalang-alang na ang mga protina na ito ay kumikilos bilang mga kadahilanan ng paglago, dahil ang mga kinatawan tulad ng tumor nekrosis factor (TNF), lymphokines, interleukins at interferons (IFNs) ay aktibong nauugnay sa paglaganap ng cell, kamatayan, pagkita ng kaibahan at pag-unlad sa iba't ibang mga konteksto ng katawan.

Ang video na ito ay nagpapakita ng isang animation kung saan ang isang macrophage ingests bacteria at kalaunan ay nagpapalabas ng mga cytokine:

Mga cytokine at hormones?

Ang iba't ibang mga siyentipiko ay gumagawa ng isang pagkakatulad sa pagitan ng mga cytokine at mga hormone, ngunit hindi ito ganap na tama para sa ilang mahahalagang kadahilanan:

- Ang mga hormone ay synthesized at pinakawalan ng lubos na dalubhasang mga tisyu, habang ang mga cytokine ay ginawa ng isang malaking bilang ng mga iba't ibang mga cell sa katawan.

- Ang mga hormone ay pangunahing produkto ng sintetiko ng dalubhasang mga cell na gumagawa ng mga ito, habang ang mga cytokine ay kumakatawan lamang sa isang maliit na halaga ng mga produktong synthesized ng isang cell.

- Ang expression ng mga hormone ay nangyayari bilang tugon sa mga signal ng control ng homeostatic (ang ilan sa mga ito ay nakasalalay sa cycle ng circadian), ngunit ang mga cytokine, sa kabilang banda, ay ipinahayag lamang kapag sila ay partikular na pinasigla ng mga kaganapan na "nakakapinsala" sa buhay ng cell.

Mga uri ng mga cytokine

Maraming mga cytokine ang paunang inilarawan ayon sa kanilang pangunahing biological function, ngunit ngayon ang mga ito ay nailalarawan lalo na sa kanilang istraktura, dahil maaari silang magsagawa ng isang mahusay na pagkakaiba-iba ng mga pag-andar na mahirap lagumin sa isang maikling epithet.

Gayunpaman, ang kasalukuyang pag-uuri ng mga protina na ito ay nakasalalay sa ilang mga parameter: ang ilan ay nakilala ayon sa "sunud-sunod na pagkakasunud-sunod" ng kanilang pagtuklas, ayon sa ilang gawaing aktibidad, ayon sa kanilang pakikilahok sa mga nagpapaalab na tugon, ayon sa ang pangunahing cellular origin at ayon sa istruktura ng pagkakapareho nito sa iba pang mga kaugnay na molekula.

Kaya, ang mga miyembro ng isang "superfamily" ng mga cytokine ay nagbabahagi ng mga katangian tulad ng mga homologies ng pagkakasunud-sunod, mga sistema ng pagtanggap ng resibo, atbp, bagaman hindi kinakailangang pagkakapareho ng istruktura. Ang ilang mga pamilya ay kilala:

- Ang pamilyang TNF - Mga TNF Receptors (Tumor Necrosis Factor), na kinabibilangan ng mga immunoregulatory cytokine tulad ng tumor nekrosis factor (TNF), lymphotoxins at ilang mga cellular ligand tulad ng CD40L (mediates ang pag-activate ng B at T lymphocytes ) at FasL o CD95 (nagtataguyod ng na-program na cell death).

- Ang pamilyang IL-1 / IL-1 (Interleukin) pamilya, isang pangkat kung saan ang mga cytokines na IL-1β, IL-1α, IL-18, IL-33 at IL-36 ay inuri, pati na rin ang mga antagonist ng receptor, kilala bilang IL-1RA, IL-38 at ang anti-inflammatory cytokine IL-37 (mediates physiological at defense function).

- Ang pamilyang Receptor ng IL-1 / IL-1 ay may kasamang mga katulad na Tanggap na Toll (TLR), na kumikilos bilang mga molekula ng likas na immune system para sa pagkilala ng mga pattern ng molekular na nauugnay sa mga species microbial.

Ang ilang mga teksto ng mga kaugnay na mga cytokine ng pang-agham na panitikang pang-agham ayon sa kanilang lugar ng paggawa sa "mononuclear phagocyte na nagmula sa mga cytokine" at "T lymphocyte na nagmula sa mga cytokine". Pinaghiwalay din nila ang mga ito na may kaugnayan sa mga tugon na kanilang pinagsama: cytotoxic (antiviral at anti-cancer), humoral, cellular, o allergy; bilang karagdagan sa mga immunosuppressive.

- Ayon sa nagpapasiklab na tugon

Nakasalalay sa kung o nagsusulong ba sila o hindi mga nagpapasiklab na reaksyon o tugon, ang mga cytokine ay naiuri sa mga pro-namumula na cytokine at anti-namumula na mga cytokine.

Pro-namumula mga cytokine

Ang pamamaga na mediated ng mga cytokine na ito ay binubuo ng isang kaskad ng pagpapahayag ng mga produktong gene na hindi karaniwang ipinahayag sa isang malusog na tao.

Bagaman ang ilang mga endotoxins at iba pang mga "namumula" na mga produkto ay may kakayahang mag-trigger ng pagpapahayag ng mga "pro-namumula" na mga gen, ang mga cytokines IL-1 at TNF, at kahit ang IFN-γ interferon, ay epektibo sa kanilang pagpapasigla, kaya't na sinasabing pangunahing mga pro-namumula na cytokine.

Istraktura ng human beta inferteron (Pinagmulan: sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Hindi alintana kung ang nagpapasiklab na proseso ay na-trigger ng impeksyon, trauma, ischemia, na-activate ang mga T cells, o ilang mga lason, ang dalawang molekula na ito ay kumikilos nang sinagis upang simulan ang kaskad ng mga nagpapaalab na mediator.

Mga anti-namumula na cytokine

Ang mga protina na ito, sa kabilang banda, ay hinaharangan ang nagpapasiklab na proseso ng pagtugon o sugpuin ang intensity kung saan ito nangyayari. Bahagi ng pangkat na ito ay ang interleukins IL-4, IL-10, IL-13 at pagbabago ng paglago ng kadahilanan (TGF) -β (na humaharang sa paggawa ng IL-1 at TNF).

Mayroon ding IL-6 - ginawa ng mga selula ng B, T cells at monocytes - at IL-11 - na ginawa ng mga stromal cells at fibroblast.

Batay sa nabanggit, sinasabing ang pag-unlad ng isang sakit (alinman sa maikli o mahabang panahon) ay nakasalalay, sa isang malaking sukat, sa "balanse" sa pagitan ng mga epekto ng pro-namumula at anti-namumula cytokine.

Sa katunayan, iminumungkahi ng ilang pananaliksik na ang pagkamaramdamin sa ilang mga sakit ay genetically na tinutukoy ng balanse sa pagpapahayag ng mga gene na nag-encode ng dalawang uri ng mga cytokine.

Ang isang patolohiya na kondisyon ay umuusbong, kung gayon, kapag ang mga anti-namumula na tagapamagitan ay nagbibigay ng kontrol na hindi sapat upang hadlangan ang pro-namumula na aktibidad (sa mga sakit na kinokontrol ng immune system) o kapag ang control ay pinalaki at nagtatapos na pumipigil sa tugon ng immune, na naging sanhi ng pagkakaroon ng host ang panganib ng isang sistematikong impeksyon.

Mga natatanggap

Ang isang mahalagang bahagi ng pag-andar ng anumang cytokine ay ang pakikipag-ugnayan at pakikipag-ugnay sa isang pares ng receptor (pakikipag-ugnay sa ligand-receptor).

Ang ilang mga may-akda ay nag-uuri ng mga cytokine ayon sa uri ng receptor na kanilang pinagbubuklod, na maaaring maging:

- Uri ko (ng pamilya hematopoietin)

- Uri ng II (ng pamilya ng interferon)

- Ang pamilya ng mga receptor ng mga protina ng TNF (factor ng nekrosis ng tumor)

- Mga receptor ng IL-1

- Mga uri ng receptor ng Tol

- Mga receptor ng IL-17

- Mga receptor ng Tyrosine kinase

- Pamilya ng pagbabago ng paglago factor factor ng receptor serine kinases

Uri ng I (ng pamilya hematopoietin)

Ang mga hormone (erythropoietin (EPO), thrombopoietin (TPO) at leptin), at mga cytokine tulad ng mga granulocyte colony-stimulating factor (G-CSFs), ang mga nagpapasiglang ahente ng mga kolonya ng macrophage granulocyte (GM-CSFs) at mga interleukins IL-2 hanggang IL-7, IL-9, IL-11 hanggang IL-13, IL-15, IL-21, IL-23, IL-27, IL- 31 at IL-35.

Ang mga "type I" cytokine ay nailalarawan sa pagkakapareho na ibinabahagi nila sa kanilang mga pagkakasunud-sunod, dahil ang bawat isa ay naglalaman ng apat na antiparallel alpha helice na may dalawang koneksyon o mga loop, isang maikli at isang haba, na kung saan ay nakabalangkas na "nakaayos" sa isang "up-up na pagsasaayos. "At" down-down ".

Uri ng II (mula sa pamilya ng interferon)

Ang mga receptor na ito ay nakasalalay sa pamamagitan ng interferon IFN-α / β, IFN-γ, interleukins IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26 at IL-28 hanggang IL- 30.

Ang mga ito ay heterodimer na binubuo ng dalawang mga subunits na kilala bilang IFNAR1 at IFNAR2, na nagbabahagi ng pagkakapareho sa ilang mga pagkakasunud-sunod ng motif sa mga type na receptor ko, lalo silang nagtatrabaho sa mga antiviral cytokine.

IL-1 at Tol-tulad ng mga receptor (TLR)

Ang mga ito ay nauugnay sa mga tugon na na-trigger ng interleukin IL-1α / β, IL-18, IL-33, at IL-36 hanggang IL-38.

Pagbabago ng paglago factor ng receptor serine kinase

Ang pamilyang ito ng mga cytokine receptor ay nauugnay sa tugon ng mga protina na TGF-β1, TGF-β2, at TGF-β3, na ginawa ng mga selula ng T, macrophage, at iba pang mga cell sa katawan.

Mga Sanggunian

1. Borish, LC, & Steinke, JW (2003). 2. Cytokines at chemokines. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 111 (2), S460-S475.
2. Cavaillon, JM (1994). Mga cybertokine at macrophage. Biomedicine & pharmacotherapy, 48 (10), 445-453.
3. Dinarello, CA (2000). Mga protoklamikong cytokine. Dibdib, 118 (2), 503-508.
4. Nathan, C., & Sporn, M. (1991). Ang mga Cytokine sa konteksto. Ang Journal ng cell biology, 113 (5), 981-986.
5. Opal, SM, & DePalo, VA (2000). Mga anti-namumula na cytokine. Dibdib, 117 (4), 1162-1172.
6. O'Shea, JJ, Gadina, M., & Siegel, RM (2019). Ang mga cytokine at receptor ng cytokine. Sa Clinical immunology (pp. 127-155). Taglay lamang ng Nilalaman !.