SITOKIN: FUNGSI, JENIS DAN RESEPTOR - BIOLOGI - 2025

The sitokin atau sitokin adalah protein signaling kecil (beberapa penulis menyebut ini sebagai peptida) yang mengatur banyak fungsi biologis, banyak dari mereka yang berhubungan dengan sistem kekebalan tubuh, hematopoiesis, perbaikan jaringan dan proliferasi sel.

Istilah "sitokin" mengelompokkan sejumlah besar protein yang memiliki karakteristik struktural dan fungsional yang sangat berbeda, dan berarti, kurang lebih, "faktor-faktor yang diproduksi oleh sel", karena sintesisnya tidak terbatas pada satu jenis sel di dalam tubuh.

Proses rilis Ciokine (Sumber: www.scientificaimations.com / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Protein-protein ini diproduksi dan disekresikan dalam konsentrasi tinggi oleh berbagai jenis sel pada hewan dan dapat mempengaruhi sel-sel di sekitarnya, itulah sebabnya mereka dikatakan menggunakan fungsi pensinyalan "parakrin".

Mereka juga dapat bertindak dari jarak jauh dengan menginduksi sekresi faktor terlarut ke dalam aliran darah (fungsi endokrin atau sistemik) dan bahkan dapat bertindak langsung pada sel yang mensintesisnya (fungsi otokrin).

Sitokin dipandang sebagai "simbol" dari bahasa khusus, yang artinya bergantung pada konteks di mana mereka diekspresikan dan dikirim dari satu tempat ke tempat lain.

Sitokin pertama yang dijelaskan adalah limfokin, produk larut yang diproduksi oleh limfosit sebagai respons terhadap antigen poliklonal dan spesifik; ini mewakili kelompok penting dari faktor respon imun.

Fungsi sitokin

Sitokin adalah glikoprotein terlarut (bukan tipe imunoglobulin) berukuran kecil (hingga 40 kDa) yang diproduksi dan dilepaskan oleh berbagai jenis sel di dalam tubuh, mereka dapat memiliki aksi lokal atau jarak jauh, yang mereka lakukan dalam konsentrasi puncak atau nanomolar.

Komunikasi dalam sistem kekebalan

Fungsi sitokin yang paling menonjol adalah partisipasinya dalam komunikasi antara berbagai komponen sistem kekebalan dan pertukaran informasi antara komponen ini dan sel tubuh lainnya (pensinyalan antar sel).

Dengan kata lain, hampir semua fungsi kekebalan bergantung pada aktivitas biologis dari "pembawa pesan" sistemik ini.

Sitokin menunjukkan berbagai fungsi imunologi, baik efektor maupun pengatur, dan pengaruhnya pada tingkat jaringan dan sistem biologis, di sebagian besar organisme tempat diproduksi, bisa sangat luas dan kompleks.

Mereka adalah efektor imunologi yang penting sehingga jenis sitokin yang diproduksi selama respon imun terhadap rangsangan pada awalnya menentukan apakah respon tersebut akan berupa sitotoksik, humoral, seluler, atau alergi.

Pertahanan terhadap virus

Mereka sangat terlibat dalam proses inflamasi dan pertahanan terhadap infeksi yang berasal dari virus; mereka berpartisipasi dalam presentasi antigen, dalam diferensiasi sumsum tulang, dalam aktivasi dan perekrutan sel, dalam ekspresi molekul adhesi seluler, dll.

Dengan demikian, sitokin tidak hanya berpartisipasi dalam pertahanan kekebalan tubuh, tetapi juga dalam proses "normal", fisiologis, dan metabolisme, sehingga mengintegrasikan kedua aspek kehidupan seluler dan organik.

Faktor pertumbuhan

Banyak penulis menganggap bahwa protein ini berperilaku sebagai faktor pertumbuhan, karena perwakilan seperti tumor necrosis factor (TNF), limfokin, interleukin, dan interferon (IFN) secara aktif terkait dengan proliferasi sel, kematian, diferensiasi, dan perkembangan sel. konteks tubuh yang berbeda.

Video ini menunjukkan animasi di mana makrofag mencerna bakteri dan kemudian melepaskan sitokin:

Sitokin dan hormon?

Berbagai ilmuwan membuat analogi antara sitokin dan hormon, tetapi ini tidak sepenuhnya benar karena beberapa alasan penting:

- Hormon disintesis dan dilepaskan oleh jaringan yang sangat terspesialisasi, sedangkan sitokin diproduksi oleh sejumlah besar sel berbeda di dalam tubuh.

- Hormon adalah produk sintetis utama dari sel khusus yang memproduksinya, sedangkan sitokin hanya mewakili sejumlah kecil produk yang disintesis oleh sel.

- Ekspresi hormon terjadi sebagai respons terhadap sinyal kontrol homeostatis (beberapa di antaranya bergantung pada siklus sirkadian), tetapi sitokin, di sisi lain, hanya diekspresikan ketika secara khusus dirangsang oleh peristiwa yang "berbahaya" bagi kehidupan sel.

Jenis sitokin

Banyak sitokin pada awalnya dideskripsikan sesuai dengan fungsi biologis utamanya, tetapi saat ini sitokin terutama dicirikan oleh strukturnya, karena sitokin dapat menggunakan beragam fungsi yang sulit untuk diringkas dalam julukan singkat.

Namun, klasifikasi terkini dari protein-protein ini bergantung pada beberapa parameter: beberapa telah diidentifikasi menurut "urutan numerik" penemuannya, menurut beberapa aktivitas fungsional, menurut partisipasinya dalam respons inflamasi, menurut asal seluler utamanya dan menurut kemiripan strukturalnya dengan molekul terkait lainnya.

Dengan demikian, anggota dari "keluarga super" dari sitokin memiliki karakteristik yang sama seperti homologi urutan, sistem reseptor timbal balik, dll., Meskipun tidak harus memiliki kesamaan struktural. Beberapa keluarga dikenal:

- Keluarga TNF - Reseptor TNF (Tumor Necrosis Factor), yang meliputi sitokin imunoregulasi seperti faktor nekrosis tumor (TNF), limfotoksin dan beberapa ligan seluler seperti CD40L (memediasi aktivasi limfosit B dan T ) dan FasL atau CD95 (mendorong kematian sel terprogram).

- Keluarga Reseptor IL-1 / IL-1 (Interleukin), sebuah kelompok dimana sitokin IL-1β, IL-1α, IL-18, IL-33 dan IL-36 diklasifikasikan, serta antagonis reseptor, dikenal sebagai IL-1RA, IL-38 dan sitokin antiinflamasi IL-37 (memediasi fungsi fisiologis dan pertahanan).

- Keluarga Reseptor IL-1 / IL-1 juga mencakup reseptor Toll-like (TLRs), yang bertindak sebagai molekul sistem kekebalan bawaan untuk mengenali pola molekuler yang terkait dengan spesies mikroba.

Teks tertentu dari kelompok literatur ilmiah terkait sitokin menurut lokasi produksinya menjadi "sitokin turunan fagosit mononuklear" dan "sitokin turunan limfosit T". Mereka juga memisahkannya dalam kaitannya dengan respons yang dimediasi: sitotoksik (antivirus dan antikanker), humoral, seluler, atau alergi; selain yang bersifat imunosupresif.

- Menurut respon inflamasi

Bergantung pada apakah mereka mendorong reaksi atau respons inflamasi atau tidak, sitokin diklasifikasikan menjadi sitokin pro-inflamasi dan sitokin anti-inflamasi.

Sitokin pro-inflamasi

Peradangan yang dimediasi oleh sitokin ini terdiri dari rangkaian ekspresi produk gen yang biasanya tidak diekspresikan pada manusia yang sehat.

Meskipun endotoksin tertentu dan produk "inflamasi" lainnya mampu memicu ekspresi gen "pro-inflamasi" ini, sitokin IL-1 dan TNF, dan bahkan interferon IFN-γ, sangat efektif dalam stimulasinya, oleh karena itu yang dikatakan sebagai sitokin pro-inflamasi utama.

Struktur inferteron beta manusia (Sumber: via Wikimedia Commons)

Terlepas dari apakah proses inflamasi dipicu oleh infeksi, trauma, iskemia, sel T yang teraktivasi, atau beberapa toksin, kedua molekul ini bekerja secara sinergis untuk memulai aliran mediator inflamasi.

Sitokin anti inflamasi

Sebaliknya, protein-protein ini menghalangi proses respons inflamasi atau menekan intensitas terjadinya. Bagian dari kelompok ini adalah interleukin IL-4, IL-10, IL-13 dan transforming growth factor (TGF) -β (yang menghalangi produksi IL-1 dan TNF).

Ada juga IL-6 - diproduksi oleh sel B, sel T dan monosit - dan IL-11 - diproduksi oleh sel stroma dan fibroblas.

Berdasarkan uraian di atas, dikatakan bahwa perkembangan suatu penyakit (baik dalam jangka pendek maupun panjang) sebagian besar bergantung pada "keseimbangan" antara efek sitokin proinflamasi dan antiradang.

Faktanya, beberapa penelitian menunjukkan bahwa kerentanan terhadap penyakit tertentu ditentukan secara genetik oleh keseimbangan ekspresi gen yang mengkode dua jenis sitokin.

Kondisi patologis berkembang, kemudian, ketika mediator anti-inflamasi memberikan kontrol yang tidak cukup untuk memblokir aktivitas pro-inflamasi (pada penyakit yang dikendalikan oleh sistem kekebalan) atau ketika kontrol berlebihan dan akhirnya menghambat respons imun, menyebabkan inang risiko infeksi sistemik.

Penerima

Bagian penting dari fungsi sitokin adalah interaksi dan hubungannya dengan pasangan reseptor (interaksi reseptor ligan).

Beberapa penulis mengklasifikasikan sitokin menurut jenis reseptor yang diikatnya, yang dapat berupa:

- Tipe I (dari keluarga hematopoietin)

- Tipe II (dari keluarga interferon)

- Keluarga reseptor protein TNF (faktor nekrosis tumor)

- Reseptor IL-1

- Reseptor tipe tol

- Reseptor IL-17

- Reseptor tirosin kinase

- Keluarga transformasi faktor pertumbuhan reseptor serine kinase

Tipe I (dari keluarga hematopoietin)

Hormon (eritropoietin (EPO), trombopoietin (TPO) dan leptin), dan sitokin seperti faktor perangsang koloni granulosit (G-CSFs), agen stimulasi koloni granulosit makrofag (GM-CSF) dan interleukin IL-2 hingga IL-7, IL-9, IL-11 hingga IL-13, IL-15, IL-21, IL-23, IL-27, IL- 31 dan IL-35.

Sitokin "tipe I" ini dicirikan oleh kesamaan yang mereka bagi dalam urutannya, karena masing-masing berisi empat heliks alfa antiparalel dengan dua koneksi atau loop, satu pendek dan satu panjang, yang secara struktural "diatur" dalam konfigurasi "up-up. Dan "down-down".

Tipe II (dari keluarga interferon)

Reseptor ini terikat oleh interferon IFN-α / β, IFN-γ, interleukin IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26 dan IL-28 ke IL- 30.

Mereka adalah heterodimer yang terdiri dari dua subunit yang dikenal sebagai IFNAR1 dan IFNAR2, yang memiliki kesamaan dengan beberapa urutan motif pada reseptor tipe I. Mereka bekerja terutama dengan sitokin antivirus.

IL-1 dan Reseptor seperti Tol (TLR)

Mereka terkait dengan respons yang dipicu oleh interleukin IL-1α / β, IL-18, IL-33, dan IL-36 terhadap IL-38.

Transformasi faktor pertumbuhan keluarga reseptor serine kinase

Keluarga reseptor sitokin ini terkait dengan respons protein TGF-β1, TGF-β2, dan TGF-β3, yang diproduksi oleh sel T, makrofag, dan sel lain di dalam tubuh.

Referensi

1. Borish, LC, & Steinke, JW (2003). 2. Sitokin dan kemokin. Jurnal Alergi dan Imunologi Klinis, 111 (2), S460-S475.
2. Cavaillon, JM (1994). Sitokin dan makrofag. Biomedis & farmakoterapi, 48 (10), 445-453.
3. Dinarello, CA (2000). Sitokin proinflamasi. Dada, 118 (2), 503-508.
4. Nathan, C., & Sporn, M. (1991). Sitokin dalam konteks. Jurnal biologi sel, 113 (5), 981-986.
5. Opal, SM, & DePalo, VA (2000). Sitokin anti inflamasi. Dada, 117 (4), 1162-1172.
6. O'Shea, JJ, Gadina, M., & Siegel, RM (2019). Sitokin dan reseptor sitokin. Dalam Imunologi Klinis (hlm. 127-155). Repositori Isi Saja!.