Цитокини — функции, видове и значение за имунната система

Открийте ролята на цитокините в имунната система: функции, видове и значението им при инфекции, възпаление и терапевтични подходи.

Цитокините са сигнални молекули, произвеждани от различни клетките в организма. Те регулират и координират дейността на имунната система, участват в отговора към инфекции, възпаление, тъканно възстановяване и растеж. По своята функция цитокините имат прилики с хормоните, но често действат локално и в малки концентрации; с научаването на повече за механизмите им границите между двете групи молекули понякога се размиват.

Цитокините пренасят локални сигнали между клетките и тези сигнали оказват влияние върху други клетки. Те са предимно съставени от протеини, пептиди или гликопротеини. Цитокините представляват голямо семейство от полипептидни регулатори, произвеждани от множество клетъчни типове — макрофаги, T- и B-лимфоцити, NK-клетки, ендотелни клетки, фибробласти и епителни клетки.

Ключови характеристики

• Плетропия — един цитокин може да има различни ефекти върху различни клетъчни типове.
• Редундантност — различни цитокини могат да изпълняват сходни функции.
• Синергия и антагонизъм — цитокините могат да усилват или потискат действието един на друг.
• Кратък полуживот — много цитокини действат локално и се разграждат бързо, което позволява точен контрол на отговора.

Видове цитокини и примери

• Интерлевкини (IL) — регулират развитието, растежа и функционирането на имунните клетки (напр. IL-1, IL-2, IL-6, IL-10).
• Интерферони (IFN) — антивирусен и имуномодулаторен ефект; пример: интерферон (IFN-α, IFN-β, IFN-γ).
• Тумор-некротизиращ фактор (TNF) — важен за възпалителния отговор (напр. TNF-α).
• Хемокини — привличат и насочват миграцията на имунните клетки (напр. CXCL8/IL-8).
• Колониестимулиращи фактори (CSF) — стимулират образуването и диференциацията на кръвни клетки.
• Растежни фактори и TGF-β — участват в тъканна репарация и имуносупресия (напр. TGF-β).

Бележка: в текста по-рано се споменава "простагландин" — това е важен медиатор на възпалението, но е липидна молекула, а не цитокин.

Как действат цитокините

Действието на цитокините се осъществява чрез сигнална трансдукция. Всеки цитокин взаимодейства със специфичен рецептор на клетъчната повърхност — много от тях са членове на семейства като тип I и II цитокинови рецептори, рецептори за TNF, рецептори за TGF-β или G‑протеин‑свързани рецептори (при хемокините). След свързване на цитокина с рецептор на клетъчната повърхност вътре в клетката се активират каскади от сигнали, които променят клетъчните функции. Тези промени могат да включват:

• регулиране на експресията на множество гени;
• индуциране на синтез на други цитокини или медиатори;
• увеличаване или намаляване на повърхностните рецептори;
• промени в пролиферацията, диференциацията или апоптозата на клетката.

Някои от основните вътрешноклетъчни пътища, чрез които действат цитокините, са JAK–STAT, MAPK и NF-κB.

Функции в имунитета и физиологията

• мобилизиране и насочване на имунни клетки към мястото на инфекция или увреждане;
• иницииране и регулиране на възпалителен отговор;
• синхронизиране на вродения и придобития имунен отговор;
• антивирусна защита (например чрез интерферони);
• контрол върху растежа и възстановяването на тъкани;
• поддържане на хомеостаза — някои цитокини са имунопотисни (напр. IL-10, TGF-β) и ограничават прекомерното възпаление.

Клинично значение

• Цитокинови нарушения: дисбалансът в продукцията на цитокини може да доведе до автоимунни заболявания, хронични възпалителни състояния и имунна дисрегулация.
• Цитокинова буря: силна и неконтролирана секреция на множество цитокини може да предизвика системна възпалителна реакция и увреждане на органи — наблюдавана при тежки инфекции, сепсис и при някои терапии.
• Терапевтични приложения: рекомбинантни цитокини (напр. IFN, IL-2), блокада на цитокинови сигнали с моноклонални антитела (напр. анти‑TNF), рецепторни антагонисти (анaкинра — IL‑1Ra) и инхибитори на вътрешноклетъчни пътища (напр. JAK‑инхибитори) се използват за лечение на ракови заболявания, автоимунни болести и възпалителни състояния.

Изследване и измерване

Цитокините могат да бъдат открити и количествено определени чрез различни лабораторни техники: ELISA, ELISPOT. Други методи включват проточна цитометрия с вътреклетъчно оцветяване, мултиплексни имуноанализи (напр. Luminex), PCR за количествена експресия на мРНК и биочипове. Изборът на метод зависи от необходимата чувствителност, броя на измерваните цитокини и вида проба.

Кратко обобщение

Цитокините са ключови междуклетъчни пратеници, които координират имунните реакции, възпалението и възстановяването на тъкани. Те действат чрез специфични рецептори и сложни вътреклетъчни сигнални пътища, като притежават характерни свойства като плетропия, редундантност и кратък полуживот. Разбирането и манипулирането на цитокиновите мрежи има голямо клинично значение при лечението на инфекции, възпалителни и автоимунни заболявания, както и при онкологична терапия.

Въпроси и отговори

В: Какво представляват цитокините?

В: По какво цитокините приличат на хормоните?

В: Могат ли цитокините да пренасят сигнали между клетките?

В: От какво се състоят цитокините?

В: Какви са някои примери за цитокини?

В: Как могат да бъдат открити цитокините?

В: Как действат цитокините?

Търсене по буква