SITOKINLER: ÖZELLIKLERI, TÜRLERI, IŞLEVLERI, ÖRNEKLERI - BIYOLOJI - 2025

Sitokin veya sitokin , nötrofiller, monositler, makrofajlar ve lenfositler (B hücreleri ve T hücreleri), vücutta çeşitli hücre tipleri, lökositler gibi bağışıklık sisteminin, özellikle hücreleri tarafından üretilen sinyal proteinlerinin ya da çözünür glikoproteinlerdir.

Genellikle protein kinaz dizilerini (örneğin, döngüsel AMP yolu) içeren uzun ve karmaşık sinyal olaylarını tetikleyen diğer spesifik reseptör bağlanma faktörlerinin aksine, sitokinler daha doğrudan etkiler uygular.

Interferon alfa olarak bilinen rekombinant insan sitokininin yapısı (Kaynak: Nevit Dilmen, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu çözünür faktörler, çekirdeğe girebildikleri ve belirli bir gen setinin transkripsiyonunu uyarabildikleri için, gen transkripsiyonunda doğrudan fonksiyonlara sahip proteinleri doğrudan aktive eden reseptörlere bağlanır.

İlk sitokinler 60 yıldan daha uzun bir süre önce keşfedildi. Bununla birlikte, çoğunun moleküler karakterizasyonu oldukça sonraydı. Nöral büyüme faktörü, interferon ve interlökin 1 (IL-1), tarif edilecek ilk sitokinlerdi.

"Sitokin" adı genel bir terimdir, ancak literatürde onları üreten hücreye göre ayrımlar yapılmıştır. Bu nedenle, lenfokinler (lenfositler tarafından üretilir), monokinler (monositler tarafından üretilir), interlökinler (bir lökosit tarafından üretilen ve diğer lökositler üzerinde etkili olan) vb. Vardır.

Özellikle omurgalı hayvanlarda bol miktarda bulunurlar, ancak varlıkları bazı omurgasızlarda tespit edilmiştir. Örneğin bir memelinin vücudunda ek, sinerjistik, antagonistik işlevlere sahip olabilirler veya hatta birbirlerini aktive edebilirler.

Otokrin etkiye sahip olabilirler, yani onları üreten aynı hücre üzerinde hareket ederler; veya parakrin, yani bir tür hücre tarafından üretildikleri ve çevrelerindeki başkalarına etki ettikleri anlamına gelir.

Özellikleri ve yapısı

Tüm sitokinler "pleiotropiktir", yani birden fazla hücre tipinde birden fazla işlevi vardır. Bunun nedeni, bu proteinlere yanıt veren reseptörlerin birçok farklı hücre tipinde ifade edilmesidir.

Pek çok sitokin türü yakınsak biyolojik etkilere sahip olabileceğinden, bunların çoğu arasında bir miktar işlevsel fazlalık olduğu tespit edilmiş ve bunun reseptörlerindeki sekans benzerlikleriyle ilgili olduğu öne sürülmüştür.

Hücre sinyalleme süreçlerindeki birçok haberci gibi, sitokinler de çok düşük konsantrasyonlarda güçlü etkilere sahiptir, o kadar düşüktür ki, reseptörleri kendileriyle son derece ilişkili oldukları için nanomolar ve femtomolar aralıkta olabilirler.

Bazı sitokinler, bir sitokin "zincirinin" parçası olarak çalışır. Yani, sinerji içinde hareket etmeleri yaygındır ve düzenlemeleri genellikle diğer inhibe edici sitokinlere ve ek düzenleyici faktörlere bağlıdır.

Sitokin kodlama genlerinin ifadesi

Bazı sitokinler, örneğin sabit hematopoietik seviyelerin muhafaza edilmesi gerektiğinden, yapısal ekspresyon genlerinden gelir.

Bu yapısal olarak eksprese eden proteinlerden bazıları, eritropoietin, interlökin 6 (IL-6) ve birçok beyaz hücrenin farklılaşmasına katkıda bulunan belirli hücre koloni büyümesini uyarıcı faktörlerdir.

Diğer sitokinler önceden sentezlenir ve sitosolik granüller, membran proteinleri olarak depolanır veya hücre yüzeyine veya hücre dışı matrise bağlanan proteinlerle komplekslenir.

Pek çok moleküler uyaran, sitokinleri kodlayan genlerin ifadesini pozitif olarak düzenler. Diğer sitokinlerin gen ekspresyonunu artıran bu moleküllerden bazıları vardır ve ayrıca diğer sitokinlerin hareketini sınırlayan inhibitör fonksiyonlara sahip birçok molekül vardır.

İşleme yoluyla kontrol

Sitokinlerin işlevi, bu proteinlerin öncü formlarının işlenmesiyle de kontrol edilir. Bunların birçoğu başlangıçta çözünebilir faktörler haline gelmek için proteolitik bölünme gerektiren entegre aktif membran proteinleri olarak üretilir.

Bu tip üretim kontrolü altındaki sitokin örnekleri, epidermal büyüme faktörü EGF (İngilizce "E pidermal G rowth F aktör" nden), tümör büyüme faktörü TGF (İngilizce "Tumoral G rowth F aktör" nden), interlökin 1β (IL-1β) ve tümör nekroz faktörü TNFa (İngilizce "Tümör N ekroz F aktöründen").

Diğer sitokinler, aktif hale getirmek için enzimatik olarak işlenmesi gereken inaktif öncüler olarak salgılanır ve belirli sitokinlerin bu işlenmesinden sorumlu bazı enzimler, sistein proteaz kaspaz ailesinin proteinlerini içerir.

Yapısal genel bakış

Sitokinler, oldukça değişken ağırlıklara sahip olabilirler, öyle ki aralık yaklaşık 6 kDa ile 70 kDa arasında tanımlanmıştır.

Bu proteinler oldukça değişken yapılara sahiptir ve alfa sarmallarının varillerinden, paralel veya antiparalel-katlanmış tabakaların karmaşık yapılarından vb. Oluşabilir.

Türleri

Birkaç tür sitokin ailesi vardır ve bilim dünyasında her gün keşfedilen benzer işlev ve özelliklere sahip çok çeşitli proteinler göz önüne alındığında sayı artmaya devam etmektedir.

Tanımlanması farklı parametrelere dayandığından isimlendirmesi herhangi bir sistematik ilişkiden uzaktır: kökeni, onu tanımlayan ilk biyoassay ve diğerleri arasında işlevleri.

Sitokinlerin sınıflandırılması için mevcut fikir birliği, esas olarak, yüksek oranda korunmuş özelliklere sahip az sayıda ailede bulunan reseptör proteinlerinin yapısına dayanmaktadır. Bu nedenle, sitosolik kısımlarının dizisindeki benzerliklere göre gruplandırılmış altı sitokin reseptörü ailesi vardır:

1. Tip I reseptörler (hematopoietin reseptörleri): sitokinler interlökin 6R ve 12 R (IL-6R ve IL-12R) ve hücre kolonisi oluşumunun uyarılmasında rol oynayan diğer faktörleri içerir. B ve T hücrelerinin aktivasyonu üzerinde etkileri vardır.
2. Tip II reseptörler (interferon reseptörleri): Bu sitokinlerin antiviral fonksiyonları vardır ve reseptörler fibronektin proteini ile ilişkilidir.
3. TNF reseptörleri (Tümör Nekroz Faktörü, İngilizce "Tümör N ekroz F aktörü"): aralarında p55 TNFR, CD30, CD27, DR3, DR4 ve diğerleri olarak bilinen faktörler olan "pro-enflamatuar" sitokinlerdir.
4. Toll / IL-1 benzeri reseptörler: Bu aile, birçok proinflamatuar interlökin barındırır ve reseptörleri genellikle hücre dışı segmentlerinde lösin tekrar açısından zengin bölgelere sahiptir.
5. Tirozin kinaz reseptörleri: Bu ailede, tümör büyüme faktörleri (TGF) ve hücre kolonilerinin oluşumunu destekleyen diğer proteinler gibi büyüme faktörlerinin işlevlerine sahip birçok sitokin vardır.
6. Kemokin reseptörleri: Bu ailenin sitokinleri esasen kemotaktik fonksiyonlara sahiptir ve reseptörleri 6'dan fazla transmembran segmente sahiptir.

Sitokin reseptörleri çözünür veya zara bağlı olabilir. Çözünür reseptörler, sinyal verme sürecinde agonistler veya antagonistler olarak hareket ederek bu proteinlerin aktivitesini düzenleyebilir.

Birçok sitokin, çeşitli interlökin tipleri (IL), nöral büyüme faktörleri (NGF), tümör büyüme faktörleri (TGF) ve diğerleri dahil olmak üzere çözünür reseptörler kullanır.

Özellikleri

Sitokinlerin hücreler arasında kimyasal haberciler olarak işlev gördüğünü, ancak spesifik efektörlerin işlevini aktive etmek veya inhibe etmek için gerekli olduğundan tam olarak moleküler efektörler olarak işlev görmediğini hatırlamak önemlidir.

Sitokinler arasındaki "birleştirici" fonksiyonel özelliklerden biri, memeliler ve diğer birçok hayvan için özellikle önemli olan "bağışıklık sisteminin düzenlenmesi" olarak özetlenen vücut savunmasına katılımlarıdır.

Hematopoietik gelişimin kontrolüne, hücreler arası iletişim süreçlerine ve vücudun bulaşıcı ajanlara ve inflamatuar uyaranlara tepkilerine katılırlar.

Normalde düşük konsantrasyonlarda bulunduklarından, dokulardaki veya vücut sıvılarındaki sitokin konsantrasyonunun ölçümü, hastalıkların ilerleyişinin öngörülmesi ve hastalara uygulanan ilaçların etkilerinin izlenmesi için bir biyobelirteç olarak kullanılır. hasta hastalar.

Genel olarak, implant reddi, Alzheimer, astım, damar sertliği, kolon kanseri ve genel olarak diğer kanserler, depresyon, bazı kalp ve viral hastalıklar, Parkinson dahil olmak üzere enflamatuar hastalıkların belirteçleri olarak kullanılırlar. sepsis, karaciğer hasarı vb.

Nerede bulunurlar?

Sitokinlerin çoğu hücreler tarafından salgılanır. Diğerleri plazma zarında ifade edilebilir ve hücre dışı matris tarafından kapsanan boşlukta bir “rezerv” olarak kabul edilebilecek şeyde kalan bazıları vardır.

Nasıl çalışırlar?

Sitokinler, belirtildiği gibi, bulundukları ortama bağlı olarak in vivo etkilere sahiptir. Eylemi, diğer sitokinleri ve farklı kimyasal yapıdaki diğer faktörleri içeren sinyal kaskadları ve etkileşim ağları yoluyla gerçekleşir.

Genellikle, belirli genler üzerinde doğrudan veya dolaylı olarak bir transkripsiyon faktörü olarak hareket etme kabiliyetine sahip olan, birleşmesinden sonra aktive edilen veya inhibe edilen bir hedef proteine ​​sahip bir reseptörle etkileşime katılırlar.

Bazı sitokin örnekleri

IL-1 veya interlökin 1

Aynı zamanda lenfosit aktive edici faktör (LAF), endojen pirojen (EP), endojen lökosit aracı (EML), katabolin veya mononükleer hücre faktörü (MCF) olarak da bilinir.

B, T hücreleri ve monositler başta olmak üzere birçok hücre tipinde birçok biyolojik işlevi vardır. Hipotansiyon, ateş, kilo kaybı ve diğer tepkilere neden olur. Monositler, doku makrofajları, Langerhans hücreleri, dendritik hücreler, lenfoid hücreler ve diğerleri tarafından salgılanır.

IL-3,

Mast hücre büyüme faktörü (MCGF), çoklu koloni uyarıcı faktör (çoklu-CSF), hematopoietik hücre büyüme faktörü (HCGF) ve diğerleri gibi başka isimlere sahiptir.

Eritrositlerin, megakaryositlerin, nötrofillerin, eozinofillerin, bazofillerin, mast hücrelerinin ve diğer monositik soy hücrelerinin koloni oluşumunu uyarmada önemli işlevlere sahiptir.

Öncelikle aktive edilmiş T hücreleri, mast hücreleri ve eozinofiller tarafından sentezlenir.

Anjiyostatin

Plazminojenden türetilmiştir ve bir anjiyogenez inhibitörü sitokindir, bu ona neovaskülarizasyonun ve in vivo tümör metastazlarının büyümesinin güçlü bir bloke edicisi olarak işlev görür. Kanser varlığının aracılık ettiği plazminojenin proteolitik bölünmesi ile üretilir.

Epidermal büyüme faktörü

Epitel hücrelerinin büyümesini uyararak etki eder, farelerde dişlerin çıkmasını ve gözlerin açılmasını hızlandırır. Ek olarak, mide asidi salgılanmasını engellemeye çalışır ve yara iyileşmesinde rol oynar.

Referanslar

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Temel Hücre Biyolojisi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Dinarello, C. (2000). Proinflamatuar sitokinler. GÖĞÜS, 118 (2), 503–508.
3. Fitzgerald, K., O'Neill, L., Gearing, A. ve Callard, R. (2001). The Cytokine FactsBook (2. baskı). Dundee, İskoçya: Academic Press FactsBook Series.
4. Keelan, JA, Blumenstein, M., Helliwell, RJA, Sato, TA, Marvin, KW ve Mitchell, MD (2003). Sitokinler, Prostaglandinler ve Partisyon - Bir Gözden Geçirme. Plasenta, 17, S33-S46.
5. Stenken, JA ve Poschenrieder, AJ (2015). Sitokinlerin Biyoanalitik Kimyası - Bir Gözden Geçirme. Analytica Chimica Açta, 1, 95–115.
6. Vilcek, J. ve Feldmann, M. (2004). Tarihsel inceleme: Terapötikler ve terapötiklerin hedefleri olarak sitokinler. Farmakolojik Bilimlerdeki TRENDS, 25 (4), 201–209.
7. Zhang, J. ve An, J. (2007). Sitokinler, Enflamasyon ve Ağrı. Int Anesthesiol. Clin. , 45 (2), 27–37.