Citochine: funzioni e azioni delle citochine (con figure)
Le citochine sono molecole solubili di proteine o glicoproteine secrete da una varietà di cellule in risposta a un antigene estraneo o ad altri stimoli. Sono principalmente coinvolti nella regolazione delle risposte immunitarie.
Precedentemente, le sostanze secrete dai linfociti venivano chiamate "linfociti" e le sostanze secrete dai monociti / macrofagi venivano chiamate "monokines". Più tardi ci si rese conto che molte linfochine e monokine sono secrete da un numero di tipi di cellule diversi dai linfociti e dai monociti / macrofagi.
Quindi il termine citochina è preferito ora. La citochina è un nome generico che si riferisce a fattori rilasciati dalle cellule. Sulla base di fattori come le citochine e le funzioni delle citochine, anche le citochine hanno altri nomi.
io. Molte citochine sono chiamate "interleuchine". Il termine interleuchina indica che sono secreti da alcuni leucociti e agiscono su altri leucociti.
ii. Alcune citochine sono conosciute con nomi comuni come "interferone" e "fattori di necrosi tumorale".
iii. Un altro gruppo di citochine sono chiamati fattori di crescita.
iv. Un altro gruppo di citochine è chiamato chemochina. Le chemochine influenzano il chemo taxis e alcuni altri aspetti dei comportamenti dei leucociti. Il ruolo della chemochina gioca un ruolo importante nell'infiammazione.
v. Un altro gruppo di citochine è chiamato fattori stimolanti le colonie (CSF). I CSF sono necessari per la crescita e la differenziazione delle cellule del sangue dalle cellule staminali ematopoietiche.
Le citochine agiscono come messaggeri intercellulari perché una citochina secreta da una cellula agisce su un'altra cellula e influenza le sue funzioni. La citochina agisce come proteina di segnalazione intercellulare. Le citochine regolano le risposte immunitarie e infiammatorie locali e sistemiche così come la guarigione delle ferite, l'emopoiesi e molte altre attività biologiche.
Sulla base delle cellule, sulle quali agiscono le citochine, si dice che le citochine abbiano azioni autocrine, paracrine o endocrine (figure da 13 a D).
Azione autocrina:
La citochina agisce sulla cellula, che ha secreto la citochina.
Azione paracrino:
La citochina secreta da una cellula agisce su altre cellule presenti nelle vicinanze della cellula secernente citochine.
Azione endocrina:
Si dice che le citochine abbiano un'azione endocrina quando le citochine prodotte dalle cellule entrano in circolazione e colpiscono le cellule in parti distanti del corpo. La citochina secreta da una cellula può legarsi alla cellula che secernono le citochine e rimanere una citochina legata alla membrana cellulare. La citochina legata alla membrana si lega al recettore delle citochine su una cellula bersaglio e media i suoi effetti sulla cellula bersaglio.
I seguenti termini sono anche usati per descrivere le azioni delle citochine (Figure 13.2A-E).
io. sinergia:
Due o più citochine possono agire su una cellula. Quando l'effetto combinato di due o più citochine è maggiore degli effetti additivi delle singole citochine, si dice che le citochine abbiano effetti sinergici.
Figure 13.1 dalla A alla D: Rappresentazione schematica delle azioni comunicative paracrina, autocrina, endocrina e cellula-cellula delle citochine.
(A) Azione autocrina:
La citochina secreta dalla cellula agisce sulla stessa cellula secernente,
(B) Azione paracrino:
La citochina secreta da una cellula agisce su un'altra cellula vicina,
(C) Azione endocrina:
La citochina secreta da una cellula entra nella circolazione e agisce su una cellula molto lontana dalla cellula che segna le citochine, e
(D) Comunicazione cellula-cellula:
La citochina prodotta dalla cellula X rimane legata alla membrana cellulare della cellula X. Un'altra cellula Y che ha recettori per la citochina si lega alla citochina sulla membrana della cellula X. Questo legame invia il segnale nella cellula Y
ii. Antagonismo:
Due o più citochine possono agire su una cellula. Quando gli effetti di una citochina inibiscono o compensano gli effetti di un'altra citochina, si dice che le citochine abbiano effetti antagonisti.
iii. pleiotropia:
Un cytokin ha diverse azioni su diversi tipi di cellule.
Ad esempio, l'interleuchina-4 (IL-4) prodotta dalle cellule T H ha i seguenti effetti su diversi tipi di cellule:
un. Effetto sulle cellule B - Attivazione, proliferazione e differenziazione delle cellule B.
b. Effetto sulla mast cell- Proliferazione di mastociti.
c. Effetto sulla memoria B cellula - Induzione del passaggio di classe alle IgE.
iv. Ridondante:
Due o più citochine che moderano funzioni simili su una cellula sono dette ridondanti.
v. Induzione a cascata:
La citochina secreta da un tipo di cellula attiva un secondo tipo di cellula; il secondo tipo di cellula, a sua volta, secerne una citochina che agisce su un altro tipo di cellula.
Figure da 13.2A a E: Rappresentazione schematica di azioni di induzione pleiotropica, sinergica, antagonistica, ridondante e a cascata di citochine.
(A) Pleiotropia:
La citochina IL-4 ha diverse azioni su diverse cellule: IL-4 provoca l'attivazione, la differenziazione e la proliferazione delle cellule B; IL-4 provoca la proliferazione del timocita; e IL-4 induce la cellula della memoria B a passare alla classe IgE,
(B) Sinergia:
Le citochine IL-4 e IL-5 agiscono contemporaneamente su una cellula. Gli effetti combinati di IL-4 e IL-5 sono maggiori degli effetti additivi delle singole citochine IL-4 e IL-5,
(C) Antagonismo:
Le citochine IL-4 e IFNγ agiscono su una cellula B. L'effetto di IFNγ sulla cellula B impedisce l'azione di IL-4 sulle cellule B,
(D) Ridondanza:
Le citochine IL-2, IL-4 e IL-5 che agiscono su una cellula B hanno funzioni simili, e
(E) induzione a cascata:
La citochina IFNγ secreta da una cellula T H attivata agisce sui macrofagi. Il macrofago a sua volta secerne la citochina IL-12, che agisce sulla cellula T H attivata. In seguito al legame con IL-12, la cellula T H attivata secerne IFNγ, TNF, IL-2 e molte altre citochine
Ad esempio, la cellula T H attivata secerne l'interferone gamma (IFNγ)
↓
IFNγ agisce sui macrofagi
↓
I macrofagi a loro volta producono interleuchina-12
↓
La citochina IL-12 a sua volta agisce sulle cellule T H per produrre molte altre citochine. Oltre 100 citochine sono state identificate finora. La maggior parte delle citochine sono peptidi o glicoproteine con pesi molecolari (MW) tra 6.000 e 60.000. Agiscono legandosi a specifici recettori di citochine presenti sulla superficie delle cellule. Le citochine sono estremamente potenti a concentrazioni molto basse (da 10 -9 a 10 -M ).
L'emivita delle citochine è generalmente molto breve. Quindi agiscono per un periodo molto limitato dopo essere stati secreti; di conseguenza, le azioni delle citochine sono generalmente limitate a distanze più brevi dalle cellule secernenti e la maggior parte delle citochine agisce su brevi distanze in modo autocrino o paracrino.
Sebbene una varietà di cellule possa secernere citochine, le cellule T H e i macrofagi sono i due tipi di cellule più importanti rispetto alla secrezione di citochine. Le citochine secrete dalle cellule T H e dai macrofagi influenzano quasi l'intera rete di cellule interagenti durante una risposta immunitaria (Tabella 13.1).
Un punto importante dovrebbe essere tenuto presente. Una particolare cellula T viene attivata solo da un antigene specifico. Dopo stimolazione antigenica specifica, la cellula T attivata secerne le citochine. Le citochine si legano ad altri tipi di cellule (come i macrofagi) e influenzano le attività delle cellule.
Sebbene le cellule T, che secernono le citochine, siano specifiche di un antigene, le cellule su cui agiscono le citochine non sono specifiche dell'antigene, che ha avviato la secrezione delle citochine, cioè la cellula attivata da citochine agirà anche contro qualsiasi altro antigene. (Ad esempio, il Poliziotto preme il grilletto della pistola con l'intenzione di colpire un nemico, ma i proiettili che escono da una pistola non discriminano nessuno come amico o nemico e le pallottole colpiscono chiunque gli attraversi la strada. e la cellula attivata dalla citochina non distingue tra l'antigene che ha indotto la secrezione di citochine e altri antigeni).
Ora molte citochine (come IL-2 e IFNγ) sono prodotte in grandi quantità mediante la tecnologia del DNA ricombinante e sono utilizzate come agenti terapeutici per il trattamento dei pazienti.
