Cytokiny - Polski Serwis Naukowy

Cytokiny, są cząsteczkami białkowymi wpływającymi na wzrost, proliferację i pobudzenie komórek biorących udział w odpowiedzi odpornościowej oraz komórek hemopoetycznych. Cytokiny mogą wybiórczo pobudzać odpowiedź komórkową lub humoralną, co w połączeniu z ich ilością (ponad 100 opisanych cytokin i wciąż odkrywane nowe) powoduje, że powstaje niezwykle skuteczny, ale także bardzo skomplikowany i czuły system powiązań pomiędzy komórkami układu odpornościowego, tzw. sieć cytokin. Sytuację dodatkowo komplikuje fakt, że cytokiny wpływają nie tylko na leukocyty, ale także na inne komórki organizmu, stymulując powstawanie gorączki, regulując morfogenezę komórek i tkanek, czy też biorąc udział w procesach patologicznych działając cytotoksycznie. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę oddziaływania pomiędzy cytokinami. Te i inne fakty nakazują spojrzeć na cytokiny nie tylko jako na białka działające lokalnie, ale także jako na grupę cząsteczek o kluczowym znaczeniu dla funkcjonowania organizmu.

Limfocyty B, inaczej limfocyty szpikozależne (B od łac. Bursa Fabricii - kaletka Fabrycjusza) - rodzaj limfocytów, odpowiedzialnych za odpowiedź odpornościową humoralną, tzn. produkujących przeciwciała niszczące antygeny. Powstają w czerwonym szpiku kostnym i w odróżnieniu od limfocytów T nigdy nie przechodzą przez grasicę.
Interleukina 12, IL-12 - jedna z cytokin należących do grupy interleukin. Cząsteczka interleukiny 12 jest heterodimerem o masie cząsteczkowej ok. 75 kDa (masy podjednostek wynoszą 35 kDa i 40 kDa). Jej źródłem są fagocyty, komórki dendrytyczne i inne komórki prezentujące antygen, w tym limfocyty B. Synteza IL-12 zachodzi pod wpływem różnych patogenów w sposób niezależny od limfocytow T, jak i zależny od tych komórek.

Nazewnictwo i podział cytokin

Cechą wspólną dla wszystkich cytokin jest to, że są wydzielane przez leukocyty. Ze względu na komórki, które wydzielają daną cytokinę, każda cytokina może być zaszeregowana do jednej z dwu kategorii:

limfokin – cytokin wydzielanych przez limfocyty

monokin – cytokin wydzielanych przez monocyty i makrofagi

Ten podział jest obecnie mało używany, jako że limfokiny mogą być wydzielane także przez monocyty i makrofagi, zaś monokiny - przez limfocyty. Nie uwzględnia on także pokrewieństw pomiędzy białkami. Bardziej precyzyjne są więc podziały oparte na funkcji danej grupy cytokin, czemu towarzyszy często także istnienie znacznych podobieństw strukturalnych. Najbardziej popularny podział przedstawia się następująco:

Przeszczepianie narządów, transplantacja (z łac. transplantare – szczepić i plantare – sadzić) – przeszczepienie narządu w całości lub części, tkanki lub komórek z jednego ciała na inne (lub w obrębie jednego ciała). Przeszczepianiem narządów zajmuje się medyczna dziedzina naukowa nazywana transplantologią.
Interleukina 18 (IL-18) – cytokina wytwarzana przez makrofagi, a także inne komórki, należąca do rodziny IL-1. Pierwszą poznaną funkcją IL-18 było silne pobudzanie produkcji interferonu γ (IFNγ) przez limfocyty T i komórki NK w reakcji na działanie patogenów, takich jak lipopolisacharyd (LPS). Aktualnie uznaje się, że efekty działania IL-18 są znacznie bardziej zróżnicowane i uczestniczy ona w promowaniu polaryzacji odpowiedzi immunologicznej zarówno w kierunku Th1, Th2 jak i Th17, w zależności od tego, w obecności jakich innych cytokin się znajduje. Oprócz roli fizjologicznej, wykazano, że IL-18 może wywoływać także silne reakcje zapalne, co sugeruje jej patofizjologiczną rolę w wielu chorobach zapalnych i autoimmunologicznych, takich jak cukrzyca typu 1, stwardnienie rozsiane, miastenia, reumatoidalne zapalenie stawów, łuszczyca i inne.

interleukiny są cytokinami, które umożliwiają komunikację leukocytów ze sobą i pozwalają na wpływ jednych populacji leukocytów na inne i vice versa. Interleukiny oznacza się skrótem "IL" oraz cyfrą/liczbą arabską i ewentualnie literą grecką, np. interleukina pierwsza beta jest oznaczona symbolem IL-1β. Najważniejsze interleukiny to:

Interleukina 1 - niezwykle istotna w procesach inicjujących stan zapalny, pobudza wytwarzanie Interleukiny 6

Interleukina 2 - bardzo ważna w pobudzeniu limfocytów T oraz komórek NK

Interleukina 3 - zaliczana także do cytokin hemopoetycznych, silnie stymuluje krwiotworzenie

Interleukina 4 - pobudza podział limfocytów B i kieruje procesem przełączania klas

Interleukina 6 - indukuje zapalenie, bierze udział w krwiotworzeniu i uczestniczy w wielu różnych mechanizmach odpornościowych

Interleukina 7 - jedna z podstawowych cytokin w limfopoezie

Interleukina 8 - cytokina zaliczana również do chemokin, główna cytokina aktywująca neutrofile

Interleukina 10 - cytokina immunosupresyjna, uczestniczy w wygaszaniu odpowiedzi odpornościowej i wytwarzaniu immunotolerancji

Interleukina 12 - stymuluje komórki NK, limfocyty T oraz bierze udział w polaryzacji immunologicznej

Interleukina 18 - efekty podobne do efektów IL-1, działa przez te same receptory

Pozostałe interleukiny (znanych jest już ponad 25) pełnią mniej istotne funkcje lub ich działanie wydaje się być problematyczne (np. IL-14 prawdopodobnie w ogóle nie istnieje, a obserwowane efekty mogły być artefaktami).

Czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów, G-CSF (z ang. granulocyte colony-stimulating factor) – jest glikoproteiną należącą do cytokin hemopoetycznych, czyli krwiotwórczych. Cytokina ta reguluje wytwarzanie i uwalnianie do krwi dojrzałych granulocytów obojętnochłonnych (neutrofili), pobudzając do aktywności komórki progenitorowe granulocytów.
Limfocyty T, inaczej limfocyty grasicozależne (T od łac. thymus - grasica) - rodzaj limfocytów, odpowiedzialnych za odpowiedź odpornościową komórkową, tzn. niszczą komórki obce dla organizmu. Powstają w czerwonym szpiku kostnym, po czym wędrują do grasicy, gdzie ulegają namnożeniu. Z grasicy przemieszczają się one do narządów limfatycznych oraz do krwi obwodowej. Odgrywają trzy zasadnicze funkcje:

cytokiny hemopoetyczne są czynnikami wpływającymi na procesy różnicowania komórek szlaku krwiotworzenia. Można do nich zaliczyć następujące białka:

GM-CSF - czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów - pobudza powstawanie granulocytów i makrofagów oraz wpływa na limfocyty

G-CSF - czynnik stymulujący powstawanie kolonii granulocytów - pobudza tworzenie granulocytów w szpiku

M-CSF - czynnik stymulujący powstawanie kolonii makrofagów - pobudza szlak tworzenia monocytów i wpływa na dojrzałe monocyty i makrofagi

erytropoetyna - pobudza rozwój erytrocytów

SCF - ang. stem cell factor = czynnik komórek macierzystych - wpływa na komórki macierzyste hemopoezy

interferony to grupa pięciu cytokin zaangażowanych w obronę przeciwwirusową. Oznaczane są symbolem "IFN" i literą alfabetu greckiego:

interferony typu I (oznaczone literami α, β, κ i ω) są wydzielane przez leukocyty i inne komórki zakażone wirusem

interferon typu II (IFN-γ) - wydzielany przez limfocyty T, NKT i komórki NK po pobudzeniu antygenem wirusowym

chemokiny to cytokiny biorące udział w pobudzeniu leukocytów i wyznaczające gradient chemotaktyczny, którego śladem leukocyty podążają do miejsca zapalenia. Znanych jest ponad 40 ludzkich chemokin, z których najważniejsze to:

Interleukina 8 - pobudza neutrofile

SDF-1 - czynnik wzrostowy w szpiku kostnym dla prekursorów limfocytów

chemokiny z grupy MCP - aktywują limfocyty NK, T, eozynofle, mastocyty i monocyty

RANTES - aktywuje limfocyty T pamięci

eotaksyna - najsilniejsza chemokina działająca na eozynofile i biorąca udział w patogenezie alergii

nadrodzina cząsteczek TNF stanowi ponad 20 cząsteczek białkowych o podobnej budowie, nie wszystkie jednak są cytokinami (mogą to być białka błonowe). Najważniejsze z cytokin tej nadrodziny to:

TNF - czynnik martwicy nowotworów - jedna z najważniejszych cytokin prozapalnych i cytotoksycznych

limfotoksyny - cytokiny wytwarzane w narządach limfatycznych i biorące udział w sterowaniu swoistą odpowiedzią odpornościową

LIGHT - występuje jako cząsteczka błonowa i rozpuszczalna, indukuje apoptozę komórek

pozostałe cytokiny - do nich należą te, które nie mieszczą się w schemacie przedstawionym powyżej i są z reguły cytokinami o mniejszym znaczeniu. Najważniejszą cytokiną zaliczaną tutaj jest transformujący czynnik wzrostu (TGF-β), będący obok IL-10 najważniejszą cytokiną hamującą odpowiedź odpornościową.

Jak widać, także powyższy podział nie oddaje w pełni pokrewieństw pomiędzy cytokinami, gdyż interleukiny i czynniki krwiotwórcze są zgrupowane ze względu na podobne funkcje, a nie na podobną budowę. Należy także dodać, że wiele cytokin posiada od kilku do kilkunastu nazw alternatywnych, co jest związane z tym, że ich różnorakie działania opisywano na podstawie różnych eksperymentów, zanim poznano strukturę tych białek. Dlatego np. IL-1 ma ponad 40 alternatywnych nazw, gdyż w jednych doświadczeniach wykazano jej wpływ na limfocyty B, w innych na tymocyty, a w jeszcze innych osteoklasty. Zanim więc opisano strukturę każdego z tych białek i porównano te struktury ze sobą, naukowcy zdążali zwykle nadać już białku własną, oryginalną nazwę.

RANTES (ang. Regulated on Activation, Normal T-cell Expressed and Secreted) – chemokina β syntetyzowana przez limfocyty T, wykazujące działanie prozapalne poprzez aktywację, chemotaksję, adhezję limfocytów T oraz ich migrację poprzez endotelium. Produkt genu CCL5 znajdującego się u ludzi na chromosomie 17.
Osteoklasty, komórki kościogubne – wielojądrzaste komórki mające zdolność rozpuszczania i resorpcji tkanki kostnej. Posiadają istotne znaczenie w warunkach prawidłowego kształtowania się kości, procesów zrostu po złamaniach oraz w chorobach kości np. osteoporozie. Są rodzajem makrofagów – powstają przez fuzję makrofagów jednojądrowych pobudzaną przez witaminę D.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)