CYTOKINE: CHỨC NĂNG, LOẠI VÀ THỤ THỂ - SINH HỌC - 2026

Các cytokine hoặc cytokine là các protein truyền tín hiệu nhỏ (một số tác giả đề cập đến điều này như peptide) mà điều chỉnh nhiều chức năng sinh học, nhiều trong số đó liên quan đến hệ miễn dịch, tạo máu, sửa chữa mô và sự tăng sinh tế bào.

Thuật ngữ "cytokine" nhóm lại một số lượng lớn các protein có đặc điểm cấu trúc và chức năng rất khác nhau, ít nhiều có nghĩa là "các yếu tố do tế bào tạo ra", vì sự tổng hợp của chúng không bị giới hạn ở một loại tế bào duy nhất trong cơ thể.

Quy trình phát hành Ciokine (Nguồn: www.scientificaimations.com / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) qua Wikimedia Commons)

Các protein này được sản xuất và tiết ra với nồng độ cao bởi các loại tế bào khác nhau ở động vật và có thể ảnh hưởng đến các tế bào lân cận, đó là lý do tại sao chúng được cho là thực hiện các chức năng truyền tín hiệu "paracrine".

Chúng cũng có thể hoạt động từ xa bằng cách kích thích bài tiết các yếu tố hòa tan vào máu (chức năng nội tiết hoặc hệ thống) và thậm chí có thể tác động trực tiếp lên tế bào tổng hợp chúng (chức năng tự tiết).

Cytokine được xem như là "biểu tượng" của một ngôn ngữ chuyên biệt, ý nghĩa của nó phụ thuộc vào ngữ cảnh mà chúng được thể hiện và gửi từ nơi này sang nơi khác.

Các cytokine đầu tiên được mô tả là các lymphokine, các sản phẩm hòa tan được tạo ra bởi các tế bào lympho để đáp ứng với các kháng nguyên đa dòng và đặc hiệu; những yếu tố này đại diện cho một nhóm yếu tố đáp ứng miễn dịch quan trọng.

Chức năng cytokine

Cytokine là các glycoprotein hòa tan (chúng không phải là loại globulin miễn dịch) có kích thước nhỏ (lên đến 40 kDa) được sản xuất và giải phóng bởi các loại tế bào khác nhau trong cơ thể, chúng có thể có tác dụng tại chỗ hoặc từ xa, tác dụng ở nồng độ đỉnh hoặc nano.

Giao tiếp trong hệ thống miễn dịch

Chức năng đáng chú ý nhất của cytokine là tham gia vào việc liên lạc giữa các thành phần khác nhau của hệ thống miễn dịch và trao đổi thông tin giữa các thành phần này với các tế bào khác của cơ thể (tín hiệu gian bào).

Nói cách khác, hầu như tất cả các chức năng miễn dịch phụ thuộc vào hoạt động sinh học của các "sứ giả" hệ thống này.

Cytokine thể hiện một loạt các chức năng miễn dịch, cả tác động và điều chỉnh, và tác động của chúng ở cấp độ mô và hệ thống sinh học, trong hầu hết các sinh vật nơi chúng được sản xuất, có thể cực kỳ rộng rãi và phức tạp.

Chúng là những tác nhân gây hiệu ứng miễn dịch quan trọng đến mức loại cytokine được tạo ra trong quá trình đáp ứng miễn dịch với bất kỳ kích thích nào ban đầu sẽ xác định liệu phản ứng sẽ là độc tế bào, thể dịch, tế bào hay dị ứng.

Bảo vệ chống lại vi rút

Chúng tham gia sâu vào các quá trình viêm và bảo vệ chống lại các bệnh nhiễm trùng có nguồn gốc virus; chúng tham gia vào việc trình bày các kháng nguyên, trong sự biệt hóa của tủy xương, trong việc kích hoạt và tuyển dụng các tế bào, trong sự biểu hiện của các phân tử kết dính tế bào, v.v.

Do đó, các cytokine không chỉ tham gia vào quá trình bảo vệ miễn dịch của cơ thể mà còn trong các quá trình trao đổi chất, sinh lý và trao đổi chất “bình thường”, do đó tích hợp cả hai khía cạnh của đời sống tế bào và hữu cơ.

Yếu tố tăng trưởng

Nhiều tác giả coi rằng các protein này hoạt động như các yếu tố tăng trưởng, vì các đại diện như yếu tố hoại tử khối u (TNF), lymphokines, interleukin và interferon (IFN) có liên quan tích cực đến sự tăng sinh, chết, biệt hóa và phát triển của tế bào trong bối cảnh cơ thể khác nhau.

Video này cho thấy một hình ảnh động trong đó đại thực bào ăn vi khuẩn và sau đó giải phóng cytokine:

Cytokine và hormone?

Các nhà khoa học khác nhau đưa ra sự tương tự giữa cytokine và hormone, nhưng điều này không hoàn toàn chính xác vì một số lý do quan trọng:

- Hormone được tổng hợp và giải phóng bởi các mô chuyên biệt cao, trong khi cytokine được sản xuất bởi một số lượng lớn các tế bào khác nhau trong cơ thể.

- Hormon là sản phẩm tổng hợp chủ yếu của các tế bào chuyên biệt tạo ra chúng, trong khi các cytokine chỉ đại diện cho một lượng nhỏ các sản phẩm được tổng hợp bởi tế bào.

- Sự biểu hiện của các hormone xảy ra để đáp ứng với các tín hiệu điều khiển nội môi (một số phụ thuộc vào chu kỳ sinh học), nhưng ngược lại, các cytokine chỉ được biểu hiện khi chúng được kích thích đặc biệt bởi các sự kiện "có hại" cho sự sống của tế bào.

Các loại cytokine

Nhiều cytokine ban đầu được mô tả theo chức năng sinh học chính của chúng, nhưng ngày nay chúng được đặc trưng chủ yếu bởi cấu trúc của chúng, vì chúng có thể phát huy nhiều chức năng mà khó có thể tóm tắt trong một đoạn văn ngắn.

Tuy nhiên, sự phân loại hiện tại của các protein này phụ thuộc vào một số thông số: một số đã được xác định theo "thứ tự số" trong khám phá của chúng, theo một số hoạt động chức năng, theo sự tham gia của chúng trong các phản ứng viêm, theo nguồn gốc tế bào chính của nó và theo sự giống nhau về cấu trúc của nó với các phân tử liên quan khác.

Do đó, các thành viên của một "siêu họ" các cytokine có chung các đặc điểm như tương đồng trình tự, hệ thống thụ thể tương hỗ, v.v., mặc dù không nhất thiết phải giống nhau về cấu trúc. Một số gia đình được biết đến:

- Họ TNF - Các thụ thể TNF (Yếu tố hoại tử khối u), bao gồm các cytokine điều hòa miễn dịch như yếu tố hoại tử khối u (TNF), độc tố lympho và một số phối tử tế bào như CD40L (làm trung gian cho sự hoạt hóa của tế bào lympho B và T. ) và FasL hoặc CD95 (thúc đẩy quá trình chết tế bào theo chương trình).

- Họ IL-1 / IL-1 Receptor (Interleukin), một nhóm trong đó cytokine IL-1β, IL-1α, IL-18, IL-33 và IL-36 được phân loại, cũng như các chất đối kháng thụ thể, được gọi là IL-1RA, IL-38 và cytokine chống viêm IL-37 (trung gian các chức năng sinh lý và bảo vệ).

- Họ IL-1 / IL-1 Receptor cũng bao gồm các thụ thể giống Toll (TLR), hoạt động như các phân tử của hệ thống miễn dịch bẩm sinh để nhận biết các mẫu phân tử liên quan đến loài vi sinh vật.

Một số văn bản của tài liệu khoa học liên quan nhóm các cytokine theo vị trí sản xuất của chúng thành "cytokine có nguồn gốc thực bào đơn nhân" và "cytokine có nguồn gốc từ tế bào lympho T". Họ cũng tách chúng ra liên quan đến các phản ứng mà chúng làm trung gian: gây độc tế bào (kháng vi rút và chống ung thư), thể dịch, tế bào hoặc dị ứng; ngoài những chất ức chế miễn dịch.

- Theo phản ứng viêm

Tùy thuộc vào việc chúng có thúc đẩy phản ứng hoặc phản ứng viêm hay không, cytokine được phân loại thành cytokine tiền viêm và cytokine chống viêm.

Các cytokine chống viêm

Quá trình viêm do các cytokine này làm trung gian bao gồm một chuỗi biểu hiện của các sản phẩm gen thường không được biểu hiện ở người khỏe mạnh.

Mặc dù một số nội độc tố và các sản phẩm “gây viêm” khác có khả năng kích hoạt sự biểu hiện của các gen “gây viêm” này, các cytokine IL-1 và TNF, và thậm chí IFN-interferon, đặc biệt hiệu quả trong việc kích thích chúng, do đó được cho là các cytokine gây viêm chính.

Cấu trúc của địa ngục beta ở người (Nguồn: qua Wikimedia Commons)

Bất kể quá trình viêm được kích hoạt bởi nhiễm trùng, chấn thương, thiếu máu cục bộ, tế bào T hoạt hóa hoặc một số độc tố, hai phân tử này hoạt động hiệp đồng để bắt đầu dòng chảy các chất trung gian gây viêm.

Các cytokine chống viêm

Ngược lại, những protein này ngăn chặn quá trình phản ứng viêm hoặc ngăn chặn cường độ mà nó xảy ra. Một phần của nhóm này là các interleukin IL-4, IL-10, IL-13 và yếu tố tăng trưởng biến đổi (TGF) -β (ngăn chặn việc sản xuất IL-1 và TNF).

Ngoài ra còn có IL-6 - được sản xuất bởi tế bào B, tế bào T và bạch cầu đơn nhân - và IL-11 - được sản xuất bởi tế bào mô đệm và nguyên bào sợi.

Dựa trên những điều trên, người ta cho rằng sự phát triển của bệnh (trong ngắn hạn hay dài hạn) phụ thuộc phần lớn vào sự “cân bằng” giữa tác dụng của các cytokine chống viêm và chống viêm.

Trên thực tế, một số nghiên cứu cho rằng tính nhạy cảm với một số bệnh được xác định về mặt di truyền bởi sự cân bằng trong biểu hiện của các gen mã hóa hai loại cytokine.

Khi đó, tình trạng bệnh lý tiến triển, khi các chất trung gian chống viêm cung cấp sự kiểm soát không đủ để ngăn chặn hoạt động tiền viêm (trong các bệnh do hệ thống miễn dịch kiểm soát) hoặc khi sự kiểm soát bị phóng đại và kết thúc ức chế phản ứng miễn dịch, khiến vật chủ có nguy cơ nhiễm trùng toàn thân.

Người nhận

Một phần thiết yếu trong chức năng của bất kỳ cytokine nào là sự tương tác và liên kết của nó với một cặp thụ thể (tương tác phối tử-thụ thể).

Một số tác giả phân loại cytokine theo loại thụ thể mà chúng gắn vào, có thể là:

- Loại I (thuộc họ tạo máu)

- Loại II (thuộc họ interferon)

- Họ thụ thể của protein TNF (yếu tố hoại tử khối u)

- Các thụ thể IL-1

- Máy thu phí

- Các thụ thể IL-17

- Các thụ thể tyrosine kinase

- Họ serine kinase thụ thể yếu tố tăng trưởng biến đổi

Loại I (thuộc họ tạo máu)

Hormone (erythropoietin (EPO), thrombopoietin (TPO) và leptin), và các cytokine như các yếu tố kích thích thuộc địa tế bào hạt (G-CSFs), các tác nhân kích thích khuẩn lạc bạch cầu hạt đại thực bào (GM-CSFs) và các interleukin IL-2 đến IL-7, IL-9, IL-11 đến IL-13, IL-15, IL-21, IL-23, IL-27, IL- 31 và IL-35.

Các cytokine "loại I" này được đặc trưng bởi sự giống nhau mà chúng chia sẻ trong trình tự của chúng, vì mỗi cytokine chứa bốn xoắn alpha đối song song với hai kết nối hoặc vòng lặp, một ngắn và một dài, được cấu trúc "sắp xếp" theo "cấu hình up-up". ”Và“ down-down ”.

Loại II (từ họ interferon)

Các thụ thể này được liên kết bởi interferon IFN-α / β, IFN-γ, interleukins IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26 và IL-28 với IL- 30.

Chúng là các dị phân tử bao gồm hai tiểu đơn vị được gọi là IFNAR1 và IFNAR2, có chung điểm tương đồng với một số trình tự mô típ trong các thụ thể loại I. Chúng hoạt động chủ yếu với các cytokine kháng vi-rút.

IL-1 và các thụ thể giống Toll (TLR)

Chúng liên quan đến các đáp ứng được kích hoạt bởi interleukin IL-1α / β, IL-18, IL-33 và IL-36 đối với IL-38.

Biến đổi thụ thể yếu tố tăng trưởng họ serine kinase

Họ thụ thể cytokine này liên quan đến phản ứng của các protein TGF-β1, TGF-β2 và TGF-β3, được sản xuất bởi tế bào T, đại thực bào và các tế bào khác trong cơ thể.

Người giới thiệu

1. Borish, LC, & Steinke, JW (2003). 2. Cytokine và chemokine. Tạp chí Dị ứng và Miễn dịch học Lâm sàng, 111 (2), S460-S475.
2. Cavaillon, JM (1994). Cytokine và đại thực bào. Y sinh & dược trị liệu, 48 (10), 445-453.
3. Dinarello, CA (2000). Các cytokine tiền viêm. Ngực, 118 (2), 503-508.
4. Nathan, C., & Sporn, M. (1991). Cytokine trong ngữ cảnh. Tạp chí sinh học tế bào, 113 (5), 981-986.
5. Opal, SM và DePalo, VA (2000). Các cytokine chống viêm. Ngực, 117 (4), 1162-1172.
6. O'Shea, JJ, Gadina, M., & Siegel, RM (2019). Cytokine và thụ thể cytokine. Trong Miễn dịch học lâm sàng (trang 127-155). Chỉ Kho nội dung !.