CYTOKINY - niskocząsteczkowe substancje białkowe produkowane przez jedne komórki i oddziałujące na inne, posiadające odpowiednie receptory. Wytwarzane są głównie przez komórki układu odpornościowego. Produkcja cytokin nie wykazuje swoistości antygenowej - powstają zarówno w trakcie odpowiedzi immunologicznej swoistej jak i nieswoistej. Regulują takie procesy biologiczne jak wzrost, różnicowanie i aktywność komórek, proces zapalenia, naprawę tkanek, proces krwiotworzenia.

Właściwości cytokin:

1. plejotropia - ta sama cytokina oddziałuje na wiele różnych komórek i wywołuje różne efekty

2. redundacja - różne cytokiny wywierają takie samo działanie

Różne cytokiny mogą działać w stosunku do siebie:

1. synergistycznie - działając wspólnie wywierają efekt silniejszy niż wynikało by to z sumowania efektów działań każdej z nich (np. IL-4 i IL-5 na proliferację, różnicowanie i produkcję przeciwciał przez limfocyty B)

2. antagonistycznie - jedna z cytokin blokuje działanie innej (np. IFN-gamma blokuje wpływ IL-4 na limfocyty B - zahamowanie produkcji Ab)

Działanie cytokin:

1. autokrynowe - na komórki, które wyprodukowały daną cytokinę

2. parakrynowe - na komórki leżące w bliskim sąsiedztwie

3. endokrynowe - na komórki w innych tkankach

Ze względu na funkcje wyróżnia się następujące rodzaje cytokin:

1. interleukiny

2. chemokiny

3. czynniki krwiotwórcze

4. czynniki martwicy nowotworu

5. interferony

Cytokiny działają na komórki docelowe poprzez znajdujące się na ich powierzchni receptory.

Niektóre receptory dla cytokin mogą występować w formie rozpuszczalnej, po związaniu cytokiny nie przekazują sygnału komórce (neutralizacja cytokin).

Rodzaje receptorów dla cytokin:

1. receptory immunoglobulinopodobne, np. dla SCF, M-CSF, IL-18, IL-1

2. receptory dla hematopoetyn (cytokin klasy I)

3. receptory dla interferonów (cytokin klasy II)

4. receptory dla nadrodziny czynnika martwicy nowotworu (TNF)

5. receptory dla chemokin

Ogólna budowa receptora:

• odcinek zewnątrzkomórkowy - występują domeny odpowiedzialne za swoistość wiązania ligandu oraz za przekazywanie sygnału do komórki

• odcinek transbłonowy

• odcinek wewnątrzkomórkowy - zawiera domeny odpowiedzialne za inicjowanie sygnałów w komórce

Receptory dla czynników krwiotwórczych (hematopoetyn)

• w odcinku zewnątrzkomórkowym występują dwa rodzaje domen:

1. zawierające cztery konserwatywne cysteiny w charakterystycznych pozycjach

2. zawierające sekwencję Trp-Ser-X-Trp-Ser

Posiadają dwie podjednostki - jedna odpowiedzialna jest są za wiązanie hematopoetyny, odrębna za przekazywanie sygnału.

Wyróżnia się trzy podrodziny receptorów dla hematopoetyn (podział na podstawie obecności wspólnych podjednostek wiążących cytokinę):

• βc - dla IL-3, IL-5, GM-CSF

• γc - dla IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, IL-21

• gp130 - dla IL-6, IL-11

Na przykładzie receptorów βc (dla GM-CSF, IL-3, IL-5):

Cytokiny te wiążą się ze swoistą podjednostką alfa rozpoznającą tylko określoną cytokinę. Wspólna podjednostka beta nasila oddziaływanie cytokiny z receptorem oraz przekazuje sygnał pobudzenia do komórki. Związanie cytokiny promuje dimeryzację podjednostek alfa i beta, aktywację cytoplazmatycznych kinaz tyrozynowych (np. JAK), fosforylację białek (STAT) i aktywację czynników transkrypcyjnych (synteza mRNA).

Receptory dla interferonów

W części zewnątrzkomórkowej posiadają tylko jeden rodzaj domen - z czterema konserwatywnymi cysteinami (brak sekwencji Trp-Ser-X-Trp-Ser)

Receptory dla cząsteczek nadrodziny TNF

W części zewnątrzkomórkowej posiadają cztery domeny bogate w cysteinę. Cechą charakterystyczną tych receptorów jest tworzenie trimerów.

Receptory dla chemokin

Są to receptory sprzężone z białkiem G, ich odcinek transbłonowy tworzy siedem pętli (siedmiokrotnie przechodzi przez błonę komórkową). Pobudzenie tych receptorów rzadko prowadzi do pobudzenia czynników transkrypcyjnych i indukcji ekspresji genów. Z reguły wpływają one na takie procesy jak np. otwieranie kanałów jonowych, rearanżacja białek cytoszkieletu, degranulacja ziarnistości komórkowych.

1

---