Cytokiner: Funktioner och åtgärder av cytokiner (med siffror)
Cytokiner är lösliga protein- eller glykoproteinmolekyler utsöndrade av olika celler som svar på ett främmande antigen eller annan stimulans. De är främst inblandade i reglering av immunsvaret.
Tidigare benämndes substanser som utsöndras av lymfocyter "lymfocyter" och substanserna utsöndrade av monocyter / makrofager kallades "monokiner". Senare inser man att många lymfokiner och monokiner utsöndras av ett antal andra celltyper än lymfocyter och monocyter / makrofager.
Således är termen cytokin föredragen nu. Cytokin är ett generiskt namn som hänvisar till faktorer som frigörs av celler. Baserat på faktorer som cytokinproducerande cell- och cytokinfunktioner, ges cytokinerna även andra namn.
jag. Många cytokiner kallas "interleukiner". Termen interleukin indikerar att de utsöndras av vissa leukocyter och verkar på andra leukocyter.
ii. Vissa cytokiner är kända genom vanliga namn som "interferon" och "tumörnekrosfaktorer".
III. En annan grupp cytokiner kallas tillväxtfaktorer.
iv. En annan grupp cytokiner kallas kemokin. Chemokin påverkar kemotaxier och några andra aspekter av leukocytbeteenden. Chemokin spelar viktiga roller i inflammation.
v. En annan grupp cytokiner kallas kolonistimulerande faktorer (CSF). CSF-er krävs för tillväxt och differentiering av blodceller från hematopoetiska stamceller.
Cytokiner fungerar som intercellulära budbärare eftersom en cytokin utsöndrad av en cell verkar på en annan cell och påverkar dess funktioner. Cytokin fungerar som intercellulärt signalerande protein. Cytokiner reglerar lokala och systemiska immun- och inflammatoriska reaktioner såväl som sårläkning, hematopoies och många andra biologiska aktiviteter.
Baserat på cellerna, på vilka cytokinerna verkar, sägs cytokinerna ha autokrina eller parakrina eller endokrina åtgärder (fig. 13A till D).
Autokrin verkan:
Cytokinet verkar på cellen, vilket utsöndrade cytokinet.
Parakrina åtgärder:
Den cytokin som utsöndras av en cell verkar på andra celler närvarande i närheten av den cytokin-utsöndrande cellen.
Endokrinliknande verkan:
Cytokinerna sägs ha en hormonell verkan när cytokinerna som produceras från celler tränger in i cirkulationen och påverkar celler i avlägsna delar av kroppen. Cytokin utsöndrad av en cell kan binda till den cytokin-utsöndrande cellen och förblir som en cellmembranbunden cytokin. Det membranbundna cytokinet binds till cytokinreceptorn på en målcell och medierar dess effekter på målcellen.
Följande termer används också för att beskriva verkningarna av cytokiner (fig 13.2A till E).
jag. Synergy:
Två eller flera cytokiner kan verka på en cell. När den kombinerade effekten av två eller flera cytokiner är större än additiv effekterna av individuella cytokiner, sägs cytokinerna ha synergiska effekter.
Fig 13.1 A till D: Diagrammatisk representation av cytokinernas parakrina, autokrina, endokrina-liknande och cell-till-cell-kommunikativa verkningar.
(A) Autokrin verkan:
Den cytokin som utsöndras av cellen verkar på den utsöndrande cellen i sig,
(B) Parakrina verkan:
Den cytokin som utsöndras av en cell verkar på en annan närliggande cell,
(C) Endokrinliknande verkan:
Den cytokin som utsöndras av en cell träder in i cirkulationen och verkar på en cell långt bort från den cytokin-utsöndrande cellen, och
(D) Cell-till-cell-kommunikation:
Cytokinet som produceras av cell X är bundet till cellmembranet i cellen X. En annan cell Y som har receptorer för cytokinet binder till cytokinet på membranet i cellen X. Denna bindning sänder signal i cellen Y
ii. Antagonism:
Två eller flera cytokiner kan verka på en cell. När effekterna av en cytokin hämmar eller kompenserar effekterna av en annan cytokin, sägs cytokinerna ha antagonistiska effekter.
III. Pleiotropy:
Ett cytokin har olika åtgärder på olika celltyper.
Till exempel har interleukin-4 (IL-4) producerat av TH- cell följande effekter på olika celltyper:
en. Effekt på B-cell-aktivering, proliferation och differentiering av B-celler.
b. Effekt på mastcell - Spridning av mastcell.
c. Effekt på minne B cell - Induktion av klassbyte till IgE.
iv. Överflödig:
Två eller flera cytokiner som moderata liknande funktioner på en cell sägs vara överflödiga.
v. Kaskadinduktion:
Den cytokin som utsöndras av en celltyp aktiverar en andra celltyp; Den andra celltypen, i sin tur, utsöndrar en cytokin som verkar på en annan celltyp.
Figurerna 13.2A till E: Diagrammatisk representation av cytokines pleiotropa, synergiska, antagonistiska, redundanta och kaskadinducerande åtgärder.
(A) Pleiotropi:
Cytokinet IL-4 har olika åtgärder på olika celler: IL-4 orsakar aktivering, differentiering och proliferation av B-celler; IL-4 orsakar proliferation av tymocyt; och IL-4 inducerar minne B-cell till klassväxling till IgE,
(B) Synergi:
Cytokinerna IL-4 och IL-5 verkar på en cell samtidigt. De kombinerade effekterna av IL-4 och IL-5 är större än additiv effekterna av individuella cytokiner IL-4 och IL-5,
(C) Antagonism:
Cytokiner IL-4 och IFNy verkar på en B-cell. Effekten av IFNy på B-cellen förhindrar verkan av IL-4 på B-celler,
(D) Redundans:
Cytokinerna IL-2, IL-4 och IL-5 verkande på en B-cell har liknande funktioner och
(E) Kaskadduktion:
Cytokin IFNy utsöndrad av en aktiverad TH- cell verkar på makrofag. Makrofagen utsöndrar i sin tur cytokinet IL-12, vilket verkar på aktiverad TH- cell. Vid bindning till IL-12 utsöndrar den aktiverade TH-cellen IFNy, TNF, IL-2 och många andra cytokiner
Till exempel utsöndrar aktiverad TH- cell interferon gamma (IFNy)
↓
IFNγ verkar på makrofager
↓
Makrofagerna producerar i sin tur interleukin-12
↓
IL-12-cytokinet verkar i sin tur på T-celler för att producera många andra cytokiner. Över 100 cytokiner har hittills identifierats. De flesta cytokiner är peptider eller glykoproteiner med molekylvikter (MW) mellan 6 000 och 60 000. De verkar genom att binda till specifika cytokinreceptorer närvarande på ytan av celler. Cytokiner är extremt potenta vid mycket låga koncentrationer ( 10-9 till 10- M ).
Halveringstiden för cytokiner är vanligtvis mycket kort. Därför handlar de under en mycket begränsad period efter utsöndring; Följaktligen begränsas cytokinerna normalt till kortare avstånd från de utsöndrande cellerna och de flesta cytokiner verkar över korta avstånd på autokrin eller parakrinet sätt.
Även om en mängd celler kan utsöndra cytokiner är TH- cellerna och makrofagerna de två viktigaste celltyperna med avseende på cytokinesekretion. Cytokinerna utsöndrade av TH- celler och makrofager påverkar nästan hela nätverket av interaktiva celler under ett immunsvar (tabell 13.1).
En viktig punkt bör hållas i åtanke. En särskild T-cell aktiveras endast av specifikt antigen. Vid specifik antigenstimulering utsöndrar den aktiverade T-cellen cytokinerna. Cytokinerna binder till andra celltyper (såsom makrofager) och påverkar cellernas aktiviteter.
Även om T-cellerna, som utsöndrade cytokinerna, är specifika för ett antigen, är cellerna på vilka cytokinerna verkar inte specifika för antigenet, vilket initierade cytokinsekretionen, dvs den cytokinaktiverade cellen kommer också att verka mot något annat antigen. (Polismannen tar till exempel utträngaren av vapnet med en avsikt att slå en fiende. Men kulorna som kommer ut ur en pistol diskriminerar inte någon som en vän eller fiende och kulorna träffar den som kommer över deras väg. Likaså cytokinen och cellen som aktiveras av cytokinet skiljer inte mellan antigenet, vilket inducerade cytokinsekretionen och andra antigener).
Nu produceras många cytokiner (som IL-2 och IFNy) i stora mängder genom rekombinant DNA-teknik och används som terapeutiska medel för att behandla patienter.
