SITOKINLER: FONKSIYONLAR, TIPLER VE RESEPTÖRLER - BIYOLOJI - 2025

Sitokin ya da sitokinler çok biyolojik fonksiyonları düzenler küçük sinyal proteinleri (bazı yazarlar peptidler olarak, bu bakınız), bağışıklık sistemi, kan hücrelerinin, doku onarımı ve hücre çoğalması ile ilişkili bunlardan çoktur.

"Sitokin" terimi, çok farklı yapısal ve fonksiyonel özelliklere sahip çok sayıda proteini bir araya getirir ve sentezleri vücuttaki tek bir hücre tipiyle sınırlı olmadığından, aşağı yukarı "hücreler tarafından üretilen faktörler" anlamına gelir.

Ciokine yayın süreci (Kaynak: www.scientificaimations.com / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu proteinler, hayvanlarda farklı hücre tipleri tarafından yüksek konsantrasyonlarda üretilir ve salgılanır ve yakındaki hücreleri etkileyebilir, bu nedenle "parakrin" sinyalleşme fonksiyonları uyguladıkları söylenir.

Ayrıca, çözünebilir faktörlerin kan dolaşımına salgılanmasını (endokrin veya sistemik fonksiyon) indükleyerek uzaktan hareket edebilirler ve hatta onları sentezleyen hücre üzerinde doğrudan hareket edebilirler (otokrin fonksiyonu).

Sitokinler, anlamı ifade edildikleri ve bir yerden diğerine gönderildikleri bağlama bağlı olan özelleşmiş bir dilin "sembolleri" olarak görülür.

Tanımlanan ilk sitokinler, poliklonal ve spesifik antijenlere yanıt olarak lenfositler tarafından üretilen çözülebilir ürünler olan lenfokinlerdi; bunlar önemli bir immün yanıt faktörleri grubunu temsil eder.

Sitokin fonksiyonları

Sitokinler, vücuttaki farklı hücre türleri tarafından üretilen ve salınan küçük boyutlu (40 kDa'ya kadar) çözünür glikoproteinlerdir (immünoglobulin tipi değildirler), pik veya nanomolar konsantrasyonlarda uyguladıkları lokal veya uzak etkilere sahip olabilirler.

Bağışıklık sistemindeki iletişim

Sitokinlerin en dikkat çekici işlevi, bağışıklık sisteminin farklı bileşenleri arasındaki iletişime katılımları ve bu bileşenler ile vücudun diğer hücreleri arasındaki bilgi alışverişidir (hücreler arası sinyalleme).

Başka bir deyişle, hemen hemen tüm bağışıklık fonksiyonları, bu sistemik "habercilerin" biyolojik aktivitesine bağlıdır.

Sitokinler, hem efektör hem de düzenleyici olmak üzere çok çeşitli immünolojik fonksiyonlar sergilerler ve bunların, üretildikleri organizmaların çoğunda, dokular ve biyolojik sistemler seviyesindeki etkileri son derece kapsamlı ve karmaşık olabilir.

O kadar önemli immünolojik efektörlerdir ki, herhangi bir uyarana verilen immün yanıt sırasında üretilen sitokin tipi, yanıtın sitotoksik, humoral, hücresel veya alerjik olup olmayacağını başlangıçta belirler.

Virüslere karşı savunma

Enflamatuar süreçlerde ve viral kaynaklı enfeksiyonlara karşı savunmada derinden yer alırlar; antijenlerin sunumuna, kemik iliğinin farklılaşmasına, hücrelerin aktivasyonuna ve toplanmasına, hücresel adezyon moleküllerinin ifadesine vb. katılırlar.

Böylece, sitokinler sadece vücudun bağışıklık savunmasına katılmakla kalmaz, aynı zamanda "normal", fizyolojik ve metabolik süreçlere de katılır ve böylece hücresel ve organik yaşamın her iki yönünü de bütünleştirir.

Büyüme faktörleri

Pek çok yazar, tümör nekroz faktörü (TNF), lenfokinler, interlökinler ve interferonlar (IFN'ler) gibi temsilcilerin aktif olarak hücre proliferasyonu, ölümü, farklılaşması ve gelişimiyle ilişkili olduğundan bu proteinlerin büyüme faktörleri olarak davrandığını düşünmektedir. farklı vücut bağlamları.

Bu video, bir makrofajın bakterileri yuttuğu ve daha sonra sitokinleri saldığı bir animasyonu gösterir:

Sitokinler ve hormonlar?

Çeşitli bilim adamları, sitokinler ve hormonlar arasında bir benzetme yapar, ancak bu, bazı önemli nedenlerden dolayı tamamen doğru değildir:

- Hormonlar son derece uzmanlaşmış dokular tarafından sentezlenir ve salınırken, sitokinler vücuttaki çok sayıda farklı hücre tarafından üretilir.

- Hormonlar, kendilerini üreten özelleşmiş hücrelerin birincil sentetik ürünüdür, sitokinler ise bir hücre tarafından sentezlenen ürünlerin yalnızca küçük bir miktarını temsil eder.

- Hormonların ekspresyonu, homeostatik kontrol sinyallerine yanıt olarak meydana gelir (bazıları sirkadiyen döngüye bağlıdır), ancak diğer yandan sitokinler, yalnızca hücre yaşamına "zararlı" olaylarla spesifik olarak uyarıldıklarında ifade edilirler.

Sitokin türleri

Pek çok sitokin, başlangıçta temel biyolojik işlevlerine göre tanımlanmıştır, ancak günümüzde, kısa bir epitette özetlenmesi zor olan çok çeşitli işlevler uygulayabildikleri için esas olarak yapılarıyla karakterize edilmektedirler.

Bununla birlikte, bu proteinlerin mevcut sınıflandırması birkaç parametreye bağlıdır: bazıları, enflamatuar tepkilere katılımlarına göre, bazı fonksiyonel aktivitelere göre keşiflerinin "sayısal sırasına" göre tanımlanmıştır. birincil hücresel kökenine ve diğer ilgili moleküllerle yapısal benzerliğine göre.

Bu nedenle, sitokinlerin bir "süper ailesinin" üyeleri, zorunlu olarak yapısal benzerlik olmasa da, sekans homolojileri, karşılıklı reseptör sistemleri vb. Gibi özellikleri paylaşır. Bazı aileler bilinmektedir:

- TNF ailesi - TNF Reseptörleri (Tümör Nekroz Faktörü), tümör nekroz faktörü (TNF), lenfotoksinler ve CD40L gibi bazı hücresel ligandlar (B ve T lenfositlerinin aktivasyonuna aracılık eder) gibi immüno-düzenleyici sitokinleri içerir ) ve FasL veya CD95 (programlanmış hücre ölümünü destekler).

- IL-1β, IL-1α, IL-18, IL-33 ve IL-36 sitokinlerinin ve reseptör antagonistlerinin sınıflandırıldığı bir grup olan IL-1 / IL-1 Reseptör (Interleukin) ailesi, IL-1RA, IL-38 ve anti-enflamatuar sitokin IL-37 olarak bilinir (fizyolojik ve savunma fonksiyonlarına aracılık eder).

- IL-1 / IL-1 Reseptör ailesi, türlerle ilişkili moleküler kalıpların tanınması için doğuştan gelen bağışıklık sisteminin molekülleri olarak görev yapan Toll benzeri reseptörleri (TLR'ler) de içerir. mikrobiyal.

İlgili bilimsel literatürün belirli metinleri, sitokinleri üretim bölgelerine göre "mononükleer fagosit türevi sitokinler" ve "T lenfosit türevli sitokinler" olarak gruplandırır. Ayrıca, aracılık ettikleri yanıtlarla ilişkili olarak onları ayırırlar: sitotoksik (antiviral ve anti-kanser), humoral, hücresel veya alerjik; immünosupresif olanlara ek olarak.

- Enflamatuar yanıta göre

İnflamatuar reaksiyonları veya yanıtları teşvik edip etmediklerine bağlı olarak sitokinler, proinflamatuar sitokinler ve antiinflamatuar sitokinler olarak sınıflandırılır.

Proinflamatuar sitokinler

Bu sitokinlerin aracılık ettiği iltihaplanma, genellikle sağlıklı bir insanda ifade edilmeyen gen ürünlerinin bir dizi ekspresyonundan oluşur.

Bazı endotoksinler ve diğer "enflamatuar" ürünler bu "pro-inflamatuar" genlerin ekspresyonunu tetikleyebilmesine rağmen, IL-1 ve TNF sitokinleri ve hatta IFN-interferon, bunların uyarılmasında özellikle etkilidir, bu nedenle bunların ana pro-inflamatuar sitokinler olduğu söylenir.

İnsan beta inferteronunun yapısı (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla)

Enflamatuar sürecin enfeksiyon, travma, iskemi, aktive T hücreleri veya bir miktar toksin tarafından tetiklenip tetiklenmediğine bakılmaksızın, bu iki molekül, enflamatuar aracıların kademesini başlatmak için sinerjik olarak hareket eder.

Antiinflamatuar sitokinler

Bu proteinler, aksine, enflamatuar yanıt sürecini bloke eder veya meydana geldiği yoğunluğu bastırır. Bu grubun bir kısmı, interlökinler IL-4, IL-10, IL-13 ve dönüştürücü büyüme faktörü (TGF) -β'dır (IL-1 ve TNF'nin üretimini bloke eder).

B hücreleri, T hücreleri ve monositler tarafından üretilen IL-6 ve stromal hücreler ve fibroblastlar tarafından üretilen IL-11 de vardır.

Yukarıdakilere dayanarak, bir hastalığın gelişiminin (kısa veya uzun vadede) büyük ölçüde proinflamatuar ve antiinflamatuar sitokinlerin etkileri arasındaki "dengeye" bağlı olduğu söylenir.

Hatta bazı araştırmalar, bazı hastalıklara yatkınlığın genetik olarak iki tür sitokini kodlayan genlerin ekspresyonundaki denge ile belirlendiğini ileri sürmektedir.

Patolojik bir durum, anti-enflamatuar aracılar pro-enflamatuar aktiviteyi bloke etmek için yeterli olmayan bir kontrol sağladığında (bağışıklık sistemi tarafından kontrol edilen hastalıklarda) veya kontrol abartıldığında ve bağışıklık tepkisini inhibe ederek konakçının sistemik enfeksiyon riski.

Alıcılar

Herhangi bir sitokinin işlevinin önemli bir parçası, bir reseptör çifti ile etkileşimi ve ilişkisidir (ligand-reseptör etkileşimi).

Bazı yazarlar, sitokinleri bağlandıkları reseptör tipine göre sınıflandırırlar;

- Tip I (hematopoietin ailesinin)

- Tip II (interferon ailesinin)

- TNF proteinlerinin reseptör ailesi (tümör nekroz faktörü)

- IL-1 reseptörleri

- Ücretli tip reseptörler

- IL-17 reseptörleri

- Tirozin kinaz reseptörleri

- Dönüştürücü büyüme faktörü reseptörü serin kinazlar ailesi

Tip I (hematopoietin ailesinin)

Hormonlar (eritropoietin (EPO), trombopoietin (TPO) ve leptin) ve granülosit koloni uyarıcı faktörler (G-CSF'ler) gibi sitokinler, uyarıcı ajanlar makrofaj granülosit kolonileri (GM-CSF'ler) ve interlökinler IL-2 ila IL-7, IL-9, IL-11 ila IL-13, IL-15, IL-21, IL-23, IL-27, IL- 31 ve IL-35.

Bu "tip I" sitokinler, her biri bir "yukarı" konfigürasyonunda yapısal olarak "düzenlenmiş" olan, biri kısa ve biri uzun olmak üzere iki bağlantı veya döngüye sahip dört antiparalel alfa sarmal içerdiğinden, dizilerinde paylaştıkları benzerlik ile karakterize edilir. "Ve" aşağı-aşağı ".

Tip II (interferon ailesinden)

Bu reseptörler, interferon IFN-α /, IFN-γ, interlökinler IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26 ve IL-28 tarafından IL-'ye bağlanır. 30.

Tip I reseptörlerdeki bazı motif dizileri ile benzerlik paylaşan, IFNAR1 ve IFNAR2 olarak bilinen iki alt birimden oluşan heterodimerlerdir ve esas olarak antiviral sitokinlerle çalışırlar.

IL-1 ve Toll benzeri reseptörler (TLR)

İnterlökin IL-1α /, IL-18, IL-33 ve IL-36 ila IL-38 tarafından tetiklenen yanıtlarla ilişkilidirler.

Büyüme faktörü reseptör serin kinaz ailesini dönüştürme

Bu sitokin reseptör ailesi, vücuttaki T hücreleri, makrofajlar ve diğer hücreler tarafından üretilen TGF-β1, TGF-β2 ve TGF-β3 proteinlerinin tepkisi ile ilgilidir.

Referanslar

1. Borish, LC ve Steinke, JW (2003). 2. Sitokinler ve kemokinler. Alerji ve Klinik İmmünoloji Dergisi, 111 (2), S460-S475.
2. Cavaillon, JM (1994). Sitokinler ve makrofajlar. Biyotıp ve farmakoterapi, 48 (10), 445-453.
3. Dinarello, CA (2000). Proinflamatuar sitokinler. Göğüs, 118 (2), 503-508.
4. Nathan, C. ve Sporn, M. (1991). Bağlam içinde sitokinler. Hücre biyolojisi Dergisi, 113 (5), 981-986.
5. Opal, SM ve DePalo, VA (2000). Antiinflamatuar sitokinler. Göğüs, 117 (4), 1162-1172.
6. O'Shea, JJ, Gadina, M. ve Siegel, RM (2019). Sitokinler ve sitokin reseptörleri. Clinical immunology içinde (s. 127-155). Yalnızca İçerik Havuzu!.