Caratteristiche, tipi, funzioni, esempi di Citocine

IL citochine O citochine Sono glicoproteine ​​di segnalazione proteica o solubili prodotte da vari tipi di cellule nel corpo, in particolare da cellule del sistema immunitario come leucociti: neutrofili, monociti, macrofagi e linfociti (cellule B e cellule).

A differenza di altri fattori sindacali per recettori specifici che scatenano una cascata di segnaletica lunga e complessa.

Struttura del citoquino ricombinante di esseri umani noto interferone alfa (fonte: nevit dilmen [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Questi fattori solubili si legano ai recettori che attivano direttamente le proteine ​​che hanno funzioni dirette nella trascrizione genica, poiché sono in grado di entrare nel nucleo e stimolare la trascrizione di un insieme specifico di geni.

Le prime citochine sono state scoperte più di 60 anni fa. Tuttavia, la caratterizzazione molecolare di molti di essi era piuttosto posteriore. Il fattore di crescita neurale, l'interferone e l'interleucina 1 (IL-1) sono state le prime citochine descritte.

Il nome "Citoquina" è un termine generale, ma nella letteratura vengono fatte distinzioni rispetto alla cella che le produce. Pertanto, ci sono linfocine (prodotte da linfociti), monocine (prodotte da monociti), interleuchine (prodotte da un leucociti e che agiscono su altri leucociti), ecc.

Sono particolarmente abbondanti negli animali vertebrati, ma la loro esistenza è stata determinata in alcuni invertebrati. Nel corpo di un mammifero, ad esempio, possono avere funzioni additive, sinergiche e antagonistiche tra loro o possono persino attivarsi l'un l'altro.

Possono avere un'azione auto -sociale, cioè agiscono sulla stessa cellula che li produce; o paracrino, il che significa che sono prodotti da un tipo di cellule e agiscono sugli altri intorno a loro.

[TOC]

Caratteristiche e struttura

Tutte le citochine sono "pleiotropiche", cioè hanno più di una funzione in più di un tipo di cellula. Questo perché i recettori che rispondono a queste proteine ​​sono espressi in molti diversi tipi di cellule.

È stato determinato che esiste una certa ridondanza funzionale tra molti di essi, poiché diversi tipi di citochine possono avere effetti biologici convergenti, ed è stato affermato che ciò è correlato a somiglianze di sequenza nei loro recettori.

Come molti messaggeri nei processi di segnalazione cellulare, le citochine hanno azioni potenti a concentrazioni molto basse, così basse da poter essere nella gamma nanomolare e femtomolare grazie al fatto che i loro recettori sono estremamente correlati a loro.

Alcune citochine esercitano le loro funzioni come parte di una "cascata" di citochine. Cioè, è comune che agiscono in sinergia e la sua regolazione dipende spesso da altre citochine inibitorie e da ulteriori fattori regolatori.

Espressione di geni codificanti di citochine

Alcune citochine provengono da geni di espressione costitutiva poiché, ad esempio, è necessario mantenere livelli ematopoietici costanti.

Può servirti: Glut1: caratteristiche, struttura, funzioni

Alcune di queste proteine ​​con espressione costitutiva sono eritropoietina, interleucina 6 (IL-6) e alcuni fattori per la stimolazione delle colonie cellulari che contribuiscono alla differenziazione di molti cellule bianche.

Altre citochine sono pre-integrate e immagazzinate come granuli citosolici, proteine ​​di membrana o complessate con proteine ​​sindacali sulla superficie cellulare o matrice extracellulare.

Molti stimoli molecolari regolano positivamente l'espressione dei geni che codificano le citochine. Ci sono alcune di queste molecole che aumentano l'espressione genica di altre citochine e ci sono anche molte che hanno funzioni inibitorie che limitano l'azione di altre citochine.

Controllo di elaborazione

La funzione delle citochine è anche controllata dall'elaborazione delle forme precursori di queste proteine. Molti di essi sono inizialmente prodotti come proteine ​​di membrana attiva complete che meritano il clivaje proteolitico per diventare fattori solubili.

Esempio di citochine sotto questo tipo di controllo della produzione sono il fattore di crescita epidermico EGF (inglese "EPidermico GRowth Fattore"), Il fattore di crescita del tumore TGF (inglese "TUmoral GRowth Fattore"), Fattore di necrosi tumorale di interleucina 1β (IL-1β) e TNFα (inglese "Tumore NEcrosi Fattore").

Altre citochine sono secrete come precursori inattivi che devono essere enzimaticamente perseguiti per attivare e alcuni degli enzimi responsabili di questa elaborazione di alcune citochine coinvolgono proteine ​​della famiglia di cisteín.

Generalità strutturali

Le citochine possono avere pesi molto variabili, tanto che l'intervallo è stato definito tra circa 6 kDa e 70 kDa.

Queste proteine ​​hanno strutture estremamente variabili, in grado di essere costituite da barili dell'elica alfa, strutture complesse di piastre β parallele o antiparalleli, ecc.

Ragazzi

Esistono diversi tipi di famiglie di citochine e il numero continua a crescere in vista della grande diversità delle proteine ​​con funzioni e caratteristiche simili a quelle che vengono scoperte ogni giorno nel mondo scientifico.

La sua nomenclatura proviene da qualsiasi relazione sistematica, poiché la sua identificazione è stata basata su diversi parametri: la sua origine, il bio -test iniziale che lo ha definito e le sue funzioni, tra gli altri.

L'attuale consenso per la classificazione delle citochine si basa essenzialmente sulla struttura delle loro proteine ​​di ricezione, che sono contenute in un piccolo numero di famiglie con caratteristiche molto conservate. Pertanto, ci sono sei famiglie di recettori delle citochine che sono raggruppate in base alle somiglianze nella sequenza delle loro porzioni citosoliche:

1. Recettori di tipo I (recettori dell'ematopoietina): includono citochine 6R e 12 R (IL-6R e IL-12R) e altri fattori coinvolti nella stimolazione della formazione del colon cellulare. Hanno il loro effetto sull'attivazione delle cellule B e T.
2. Recettori di tipo II (recettori dell'interferone): queste citochine hanno funzioni antivirali e i recettori sono correlati alla proteina di fibronectina.
3. Recettori TNF (fattore di necrosi tumorale, inglese "TUmar NEcrosi Fattore"): Sono citochine "pro -infiammatorie" tra cui fattori noti come p55 TNFR, CD30, CD27, DR3, DR4 e altri.
4. Recettori a pedaggio/IL-1: questa famiglia ospita molte interleuchine proinfiammatorie e i loro recettori di solito hanno ricche regioni di leucine nei loro segmenti extracellulari.
5. Recettori della tirosina chinasi: in questa famiglia ci sono molte citochine con funzioni di fattori di crescita come i fattori di crescita tumorale (TGF) e altre proteine ​​che promuovono le colonie cellulari.
6. Recettori chemioquini: le citochine di questa famiglia hanno essenzialmente funzioni chemiotattiche e i suoi recettori hanno più di 6 segmenti transmembrane.

Può servirti: bipartizione binaria o fissione

I recettori della citocina possono essere solubili o attaccati alla membrana. I recettori solubili possono regolare l'attività di queste proteine ​​che agiscono come agonisti o antagonisti nel processo di segnalazione.

Molte citochine utilizzano recettori solubili, tra cui vari tipi di interleuchi (IL), fattori di crescita neurale (NGF), fattori di crescita tumorale (TGF) e altri.

Funzioni

È importante ricordare che le citochine funzionano come messaggeri chimici tra le cellule, ma non esattamente come effettori molecolari, poiché sono necessarie per attivare o inibire la funzione di effettori specifici.

Una delle caratteristiche funzionali "unificante" tra le citochine è la loro partecipazione alla difesa del corpo, che è riassunta come "la regolazione del sistema immunitario", che è particolarmente importante per i mammiferi e molti altri animali.

Partecipano al controllo dello sviluppo ematopoietico, nei processi di comunicazione intercellulare e nelle risposte dell'agenzia contro agenti infettivi e stimoli infiammatori.

Poiché si trovano normalmente in basse concentrazioni, la quantificazione della concentrazione di citochine nei tessuti o nei fluidi corporei viene utilizzata come biomarcatore per la previsione del progresso della malattia e il monitoraggio degli effetti dei farmaci che vengono somministrati ai pazienti malati.

In generale, sono usati come marcatori di malattie infiammatorie, tra cui i rifiuti di impianti, sepsi di Alzheimer, danno al fegato, ecc.

Dove sono loro?

La maggior parte delle citochine sono secrete dalle cellule. Altri possono essere espressi nella membrana plasmatica e ce ne sono alcuni che rimangono in quella che potrebbe essere considerata come una "riserva" nello spazio compresa dalla matrice extracellulare.

Come agiscono?

Le citochine, come detto, hanno effetti In vivo che dipendono dall'ambiente in cui si trovano. La sua azione si verifica attraverso la segnalazione di cascate e reti di interazione che coinvolgono altre citochine e altri fattori di natura chimica diversa.

Può servirti: promocito: morfologia, identificazione, patologie

Di solito partecipano all'interazione con un ricevitore che ha una proteina bianca che viene attivata o inibita dopo la sua associazione, che ha la capacità di agire direttamente o indirettamente come fattore trascrizionale su particolari geni particolari.

Esempi di alcune citochine

IL-1 O Interleucina 1

È anche noto come fattore di attivazione dei linfociti (LAF), pirogeno endogeno (EP), mediatore endogeno dei leucociti (LEM), catabolina o fattore di cellule mononucleari (MCF).

Ha molte funzioni biologiche su molti tipi di cellule, evidenziando cellule B, T e monociti. Induce ipotensione, febbre, perdita di pesi e altre risposte. È secreto da monociti, macrofagi tissutali, cellule di Langerhans, cellule dendritiche, cellule linfoidi e molti altri.

IL-3

Ha altre denominazioni come fattore di crescita dei mastociti (MCGF), fattore di stimolazione del colon multi-CSF (Multi-CSF), fattore di crescita cellulare ematopoietico (HCGF) e altri.

Ha funzioni trascendentali nella stimolazione della formazione di colonie di eritrociti, megacariociti, neutrofili, eosinofili, basofili, mastociti e altre cellule di lignaggio monocitico.

È principalmente sintetizzato da cellule T attivate, mastociti ed eosinofili.

Angiosotatina

Deriva dal plasminogeno ed è un citoquino inibitorio dell'angiogenesi, che gli dà funziona come un potente bloccante di neovascolarizzazione e la crescita delle metastasi tumorali In vivo. È generato dal clivaje proteolitico del plasminogeno mediato dalla presenza di tumori.

Fattore di crescita epidermico

Agisce nella stimolazione della crescita delle cellule epiteliali, accelera l'uscita dei denti e l'apertura degli occhi nei topi. Inoltre, funziona nell'inibizione della secrezione di acido gastrico ed è coinvolto nella guarigione delle ferite.

Riferimenti

1. Alberts, b., Dennis, b., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Biologia cellulare essenziale. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Dinarello, c. (2000). Citochine proinfiammatorie. Petto, 118(2), 503-508.
3. Fitzgerald, k., O'Neill, l., Ingranaggio, a., & Callard, R. (2001). Il libro dei fatti delle citochine (2nd ed.). Duendee, Scozia: serie Academic Press Factsbook.
4. Keelan, j. A., Blumenstein, m., Helliwell, r. J. A., Sato, t. A., Marvin, k. W., & Mitchell, M. D. (2003). Citochine, prostaglandine e parto - una recensione. Placenta, 17, S33-S46.
5. Stenken, J. A., & Postchenrider, a. J. (2015). Chimica bioanalitica delle citochine: una revisione. Analytica Chimica Acta, 1, 95-115.
6. Vilcek, J., & Feldmann, M. (2004). Revisione storica: citochine come terapie e obiettivi di terapia. Tendenze nelle scienze farmacologiche, 25(4), 201-209.
7. Zhang, j., & An, j. (2007). Citochine, infiammazione e dolore. Int. Anestesiolo. Clin., Quattro cinque(2), 27-37.