Cytokiny

Cytokiny jsou molekuly, které přenáší důležitou informaci mezi buňkami a mají vliv na regulaci růstu, dělení buňky, diferenciaci, zánět a obranyschopnost. Jsou zároveň základními regulátory imunitního systému a pro některé účely je nutné koordinované působení několika různých cytokinů – tyto synergistické a antagonistické interakce mezi cytokiny nazýváme cytokinová síť. Cytokiny se v těle nachází buď rozpuštěné v tekutině (plazma, tkáňová tekutina) nebo vázané na membránu (tzv. membránové formy).

Cytokinové receptory a přenos signálu – všeobecné schéma

Základní charakteristika cytokinů

• pleiotropie: působení cytokinů na několik různých druhů buněk (např. B-lymfocyty, mastocyty),
• specificita: účinek je typický jen pro daný cytokin,
• redundance: některé cytokiny mohou být pro změnu nahrazeny jinými, např. IL-2 i IL-4 stimulují proliferaci B-lymfocytů,
• synergismus: účinky různých cytokinů se vzájemně doplňují,
• antagonismus: jeden cytokin blokuje účinky jiného cytokinu (např. IFN-γ blokuje přepnutí na syntézu IgE, který indukuje IL-4),
  

  Působení cytokinů
• působení v kaskádě: jeden cytokin indukuje tvorbu jiného.

Působení cytokinů (dané vzdáleností cílové struktury) může být:

• autokrinní,
• parakrinní,
• endokrinní. (viz obrázek vpravo pro podrobnosti)

Receptory cytokinů

Příklad receptoru pro IL-7

Zapojení cytokinů do regulace buněčného cyklu a apoptózy

Receptory pro cytokiny se skládají ze dvou (případně tří) podjednotek:

1. první podjednotka slouží pro specifickou vazbu cytokinu (je uložena extracelulárně),
2. druhá (a případně třetí) slouží ke spojení s intracelulárními signalizačními molekulami.

Přenos signálu probíhá většinu prostřednictvím proteinkináz (nejčastěji kinázy skupiny Jak). Tyto kinázy jsou nekovalentně vázány na intracelulární část receptoru. Po navázání cytokinu dojde k přiblížení kináz k sobě a k jejich vzájemné aktivaci. Aktivované enzymy fosforylují další proteiny a spouští se celá kaskáda.

Kromě proteinkináz je nutné připomenout i G-proteiny (mimochodem, v r. 2012 byla za studium G proteinů udělena Nobelova cena). Receptory pro chemokiny (viz níže) jsou asociované právě s G proteiny. Princip funkce je odlišný od proteinkináz, ale důsledky jsou podobné: změna aktivity enzymů, regulace buněčného cyklu, degranulace apod.

Nakonec existují některé receptory (např. pro FGF, EGF, TGF-β), které mají ve své cytoplazmatické části kinázovou doménu (tzv. receptorové kinázy).

Konečné výsledky signalizace závisí na povaze receptoru a na spolupůsobení jiných signálů. Může jít téměř o cokoliv od stimulace proliferace, přes změnu aktivity iontových kanálů a membránových enzymů, až po navození apoptózy.

Klasifikace

Historicky se hovořilo o lymfokinech a monokinech (molekuly secernované lymfocyty, resp. monocyty), není to ale moc přesné dělení a dnes se už nepoužívá. Cytokiny tedy můžeme dělit do několika skupin:

• interleukiny (regulují prevážně leukocyty),
• chemokiny (např. IL-8, mají chemotaktickou aktivitu),
• interferony (složka protivirové imunity),
• transformující růstové faktory (transforming growth factors, TGF) – TGF-α stimuluje mitózu, TGF-β inhibuje mitózu (strukturně odlišné molekuly),
• faktory stimulující kolonie (colony stimulating factors, CSF) – stimulují diferenciaci buněk v kostní dřeni,
• faktory nekrotizující nádory (tumour necrosis factors, TNF) – většinou indukují apoptózu,
• jiné růstové faktory – např. erytropoetin, FGF.

Klasifikace podle funkce

Toto dělení je jen přibližné, ale umožňuje se alespoň zhruba zorientovat ve spletité cytokinové síti:

• zánět podporující cytokiny (prozánětlivé), včetně chemokinů: TNF, IL-1, IL-4,IL-6, IL-8, IL-12,
• zánět inhibující cytokiny (protizánětlivé): IL-6, IL-10, TGF-β,
• cytokiny s aktivitou růstových faktorů hemopoetických buněk: IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, C-CSF, CD70, CD30L,
• cytokiny uplatňující se v humorální imunitě (Th2): IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13, TGF-β,
• cytokiny uplatňující se v buněčné imunitě (Th1): IL-1, IL-2, IL-12, IL-15, IFN-γ, TNF,
• cytokiny s antivirovým účinkem: IL-28, IFN-α, IFN-β, IFN-γ.

Odkazy

Související články

• Interferony
• Interleukiny
• Kolonie stimulující faktor
• Přenos signálů v buňkách

Externí odkazy

• Cytokines & Cells Online Pathfinder Encyclopedia

Použitá literatúra

• BUC, Milan. Imunológia. 1. vydání. Bratislava : Veda, 2001. ISBN 80-224-0667-8.

• HOŘEJŠÍ, Václav a Jiřina BARTŮŇKOVÁ. Základy imunologie. 3. vydání. Praha : Triton, 2005. 279 s. ISBN 80-7254-686-4.