Układ odpornościowy i odporność świń: Regulacja cytokinowa

Inicjacja, aktywacja oraz regulacja zapalenia, wrodzona oraz swoista odpowiedź immunologiczna, a także reakcje ostrej fazy zapalenia są w dużej mierze regulowane przez małe polipeptydy, ogólnie nazywane cytokinami. Wiążą się one z konkretnymi receptorami na komórkach docelowych.

Cytokiny podlegają sekrecji w wielu, a może nawet wszystkich rodzajach komórek, głównie jako odpowiedź na stymulację ze strony aktywowanych limfocytów i makrofagów.

Syntezę cytokin można określić jako krótkotrwały fenomen, ściśle kontrolowany i zależny od obecności obcego czynnika lub stymulatora; po zsyntezowaniu są szybko wydzielane i po wykonaniu swojego zadania szybko podlegają utylizacji bez zjawiska akumulacji. Ponadto, biorąc pod uwagę wysokie powinowactwo do ich receptorów, już niewielka ilość cytokin jest w stanie wywołać efekt biologiczny..

Cytokiny mogą działać drogą autokrynną, gdy reagują z receptorami na komórce , która je produkuje, lub parakrynną gdy reagują z komórkami otaczającymi; ponadto mogą działać drogą endokrynną, podobnie jak “klasyczne” hormony , gdy po przejściu do krwi mogą docierać i oddziaływać na oddalone komórki i tkanki..

Rzadko cytokiny działają pojedynczo, zwykle różne cytokiny są wydzielane razem i oddziałują na siebie nawzajem. Cytokiny mogą oddziaływać na komórki różnego typu (plejotropizm) i wywoływać, w zależności od przypadku, podobne lub różne efekty; z drugiej strony, jest również możliwe, że różne cytokiny oddziałują na tę samą komórkę wywołując podobny efekt (redundancja).

Niektóre cytokiny mogą współpracować w działaniu (synergizm) lub, dyskusyjne, mogą wzajemnie przeciwdziałać (antagonizm). Zdolność cytokiny do wzmacniania lub hamowania aktywacji innych cytokin jest podstawą działania układu immunologicznego oraz odpowiedzi zapalnej.

W celu działania, cytokiny wiążą się ze specyficznymi receptorami powierzchniowymi i to połączenie definiuje przesłanie sygnału z cytoplazmy do jądra powodując ekspresję określonych genów.

Ponieważ cytokiny mają tak znaczące i zróżnicowane działanie, muszą także mieć wydajny mechanizm kontroli zapobiegający niekontrolowanemu działaniu wywołującemu efekt patologiczny. Mechanizm kontroli receptorowej składa się z: 1) redukcja ekspresji receptora; 2) receptor wabik nie transmitujący sygnału; 3) receptory błonowe z powodu swojego kształtu zatrzymują cytokiny na zewnątrz komórki; 4) receptor antagonista, który rywalizuje z cytokiną w związaniu z receptorem i nie powoduje przesyłania sygnału do jądra komórkowego; 5) antagonistyczne cytokiny ze zdolnością do inhibicji (cytokiny przeciwzapalne) mogą zmniejszać ekspresję receptorów aktywacyjnych lub wzmacniać działanie innych elementów mechanizmu kontroli.

Cytokiny biorące udział w działaniu układu immunologicznego są podzielone na poszczególne grupy:

1. 1. Interleukiny (IL-); szeroka i zarazem zróżnicowana grupa cytokin z licznymi funkcjami oraz oddziaływaniu na leukocyty. Stan na rok 2017- odkryto i opisano 38 rodzajów interleukin.
2. 2. Czynnik Martwicy Nowotworów (TNF-): dwie pokrewne cytokiny, jedna produkowana głównie przez makrofagi (TNF-α), druga przez limfocyty T (TNF-β). Nazwa “Czynnik Martwicy Nowotworów” pochodzi od zdolności do indukcji apoptozy (zaprogramowana śmierć komórki) w komórkach nowotworowych, aczkolwiek TNFα ma wiele funkcji prozapalnych oraz immunologicznych.
3. 3. Interferony (IFN) zawierają Typ 1 IFN (IFN-α, IFN-β) oraz Typ II (IFN-γ). Są białkami syntezowanymi podczas odpowiedzi immunologicznej skierowanej przeciwko wirusom (Typ I IFN) oraz przez komórki układu immunologicznego podczas odpowiedzi typu Th1 (IFNγ). .
4. Czynniki wzrostu: wiele cytokin ma ważny wpływ na proliferację komórek układu immunologicznego, takie jak IL-2, IL-3, IL-5, IL-7, a także niektóre CSF (“Colony Stimulating Factor”) takie jak G-CSF, M-CSF and GM-CSF. TGF β może wywoływać efekt immunoregulacyjny/ inhibicyjny.
5. Chemokiny są dużą rodziną polipeptydów pełniących rolę w chemotaksji leukocytów oraz limfocytów podczas zapalenia oraz odpowiedzi immunologicznej. Główne chemokiny to: 1) IL-8 jest specyficzną chemokiną dla neutrofili; 2) MCP 1 przyciąga oraz aktywuje monocyty; 3) MIP-1a przyciąga monocyty, komórki NK oraz limfocyty T; 4) RANTES przyciąga monocyty, komórki NK, limfocyty T, bazofile oraz eozynofile; 5) Eotaksyna przyciąga eozynofile.

Tabela 1. Cytokiny podzielone zgodnie z ich głównym oddziaływaniem na układ immunologiczny.

Tabela 2. Funkcje głównych cytokin biorących udział w regulacji odporności.