Cytokina – właściwości, działanie i podział cytokin

Cytokina (z greckiego „cyto” - komórka oraz „kinos” - ruch) to białko wpływające na wzrost, proliferację i pobudzenie komórek biorących udział w odpowiedzi odpornościowej. Cytokiny tworzą grupę rozpuszczalnych polipeptydów, które są produkowane przez różne komórki organizmu. Funkcjonują jako mediatory procesu zapalnego i odpowiedzi immunologicznej.

Cytokiny pełnią w układzie immunologicznym rolę regulacyjną:

• kontrolują odpowiedź limfocytów na antygen,
• działają cytotoksycznie,
• działają prozapalnie lub przeciwzapalnie,
• nadzorują komunikację międzykomórkową.

Cytokiny wydzielane są przez leukocyty. Pod tym względem można je zaliczyć do: limfokin – cytokin wydzielanych przez limfocyty, monokin – cytokin wydzielanych przez monocyty i makrofagi.

Ponadto cytokiny dzieli się na cytokiny prozapalne i cytokiny przeciwzapalne. Pierwsze generują rozwój stanu zapalnego, zaś drugie ograniczają procesy zapalne.

Inny podział obejmuje:

• interleukiny - są wytwarzane i uwalniane przez leukocyty. Biorą udział w przekazywaniu informacji między leukocytami, umożliwiają komunikację. Najważniejsze interleukiny to: interleukina 1, interleukina 2, interleukina 3, interleukina 4, interleukina 6, interleukina 7, interleukina 8, interleukina 10, interleukina 12 oraz interleukina 18,
• czynniki wzrostu (GM-CSF, G-CSF, M-CSF, SCF) - wytwarzane są przez limfocyty i makrofagi. Mają wpływ na proliferację i różnicowanie leukocytów w szpiku kostnym oraz funkcje dojrzałych komórek układu odpornościowego,
• interferony, które pojawiają się podczas infekcji wirusowej. Działają przeciwwirusowo, przeciwnowotworowo i antyproliferacyjnie. Wyróżnia się dwa typy interferonów. Typ I to interferon α, β, ε, ω, κ - produkowane są przez fibroblasty, keratynocyty i komórki dendrytyczne, zaś typ II to interferon γ produkowany przez komórki NK, limfocyty T oraz makrofagi pobudzone antygenem,
• chemokiny biorące udział w pobudzeniu leukocytów. Znanych jest ponad 40 ludzkich chemokin. Najważniejsze to interleukina 8, zrębowy czynnik wzrostu 1, chemokiny z grupy MCP, RANTES i eotaksyna,
• nadrodzina czynnika martwicy nowotworów TNF (Tumor Necrosis Factor), które wytwarzane są przez limfocyty T, komórki NK, makrofagi oraz monocyty.

Cytokiny oisiadają wiele właściwości mających duże znaczenie dla ich szerokiego i złożonego działania. Najważniejsze z nich to:

• redundancja, co oznacza, że różne cytokiny wpływają jednakowo na daną populację komórek,
• synergizm, oznacza to, że efekt dwóch cytokin działających jednocześnie jest większy niż w przypadku, gdyby oddziaływały pojedynczo,
• antagonizm, polegający na przeciwstawnym działaniu dwóch lub więcej cytokin,
• plejotropia, czyli zdolność do wielokierunkowego działania na różne komórki,
• sprzężenie zwrotne dodatnie, co oznacza, że cytokina wydzielana przez jedną komórkę stymuluje wydzielanie cytokiny z drugiej komórki, zaś druga stymuluje wydzielanie pierwszej,
• sprzężenie zwrotne ujemne, polegające na tym, że jedna z cytokin powoduje wydzielanie innej cytokiny, która z kolei hamuje wydzielanie pierwszej z nich.

Cytokiny oddziałują na komórki dzięki obecności na ich powierzchni specjalnych receptorów, które zbudowane są z dwóch domen: domeny wewnątrzkomórkowej regulującej przekazywanie sygnału do komórki oraz domeny zewnątrzkomórkowej, która odpowiada za swoistość wiązania. Każda cytokina, w zależności od tego, z jakim receptorem się połączy, może pełnić różne funkcje.

W efekcie istnienia wielu cytokin, które odpowiadają za działanie komórek docelowych, tworzy się sieć cytokin. Interakcje między nimi zachodzą poprzez łączenie się ich ze specyficznym receptorem błonowym. Działanie białek opiera się również na wpływie na wytwarzanie i działanie cytokiny na szereg innych.

Warto pamiętać, że cytokiny wpływają nie tylko na leukocyty, ale również na inne komórki organizmu, stymulując powstawanie gorączki, regulując morfogenezę komórek i tkanek, czy też biorąc udział w procesach patologicznych.

Badanie cytokin stosowane jest w diagnostyce chorób autoimmunologicznych, sepsy czy zakażeń gruźlicą. Białka te są również wykorzystywane jako leki (na przykład w immunoterapii nowotworów czy leczeniu zakażenia wirusem HIV).