Citocinas

Definição

As citocinas são um grande grupo de proteínas, peptídeos ou glicoproteínas secretadas por células específicas do sistema imunológico.

As citocinas são uma categoria de moléculas sinalizadoras que mediam e regulam a imunidade, a inflamação e a hematopoiese.

As citocinas são produzidas em todo o corpo por células de diversas origens embriológicas.

Citocina é um nome geral; outros nomes são definidos com base em sua função presumida, célula de secreção ou alvo de ação. Por exemplo, citocinas produzidas por linfócitos também podem ser referidas como linfocinas.

Muitas das linfocinas também são conhecidas como interleucinas (ILs), uma vez que não são apenas secretadas pelos leucócitos, mas também são capazes de afetar as respostas celulares dos leucócitos.

As citocinas secretadas por monócitos ou macrófagos são denominadas monocinas.

E quimiocinas são citocinas com atividades quimiotáticas.

As citocinas e seus receptores exibem uma afinidade muito alta entre si. Devido a essa alta afinidade, as concentrações picomolares de citocinas podem mediar um efeito biológico.

Uma citocina específica pode exibir:

Ação autócrina pela ligação ao receptor na membrana da mesma célula que o secretou.
Ação parácrina que se liga aos receptores em uma célula-alvo muito próxima da célula produtora.
Atividade endócrina, viajando pela circulação e atuando nas células-alvo em partes distantes do corpo.

O que é

As citocinas são um grupo de proteínas envolvidas no sistema imunológico inato e adaptativo.

Muitos tipos de células no corpo – não apenas as células do sistema imunológico – podem produzir citocinas, e a produção geralmente é estimulada pela presença de um antígeno.

As citocinas transmitem sinais de uma célula para outra, alteram o comportamento celular de várias maneiras e regulam a resposta imune do corpo a uma ameaça em potencial – que pode ser um patógeno, como vírus, bactéria ou parasita ou toxina.

Em alguns casos, a produção inadequada de citocinas ocorre em resposta a algo inofensivo, resultando em uma reação alérgica. Geralmente, as proteínas das citocinas não são armazenadas prontas, mas são sintetizadas quando necessário.

O papel dessas proteínas na resposta imune é complexo.

Uma única citocina pode influenciar vários tipos diferentes de células e pode executar mais de uma função, enquanto várias citocinas diferentes podem desempenhar a mesma função.

Diferentes tipos de células podem responder diferentemente à mesma citocina e as citocinas podem interagir entre si de várias maneiras – por exemplo, uma pode inibir os efeitos da outra; dois juntos podem produzir um efeito sinérgico; e uma citocina pode estimular a produção de outras.

As citocinas podem influenciar a célula que as produziu – conhecidas como autócrinas – ou podem influenciar as células próximas – conhecidas como parácrinas. Menos comumente, elas podem influenciar as células a alguma distância da corrente sanguínea – conhecidas como endócrinas.

Um número de citocinas diferentes está envolvido com o sistema imunológico inato. As quimiocinas influenciam o movimento das células imunes por quimiotaxia e podem atrair essas células para locais de lesão ou infecção.

O fator de necrose tumoral alfa (TNF-a), interleucina 1 (IL-1) e interleucina 6 (IL-6), conhecidos coletivamente como pirógenos endógenos, causam febre e uma resposta inflamatória à infecção por influenciar o controle de temperatura no hipotálamo e promover a quebra de gordura e proteína para gerar calor; eles também estimulam a produção de quimiocinas.

Os interferões têm uma variedade de funções, incluindo a prevenção da replicação viral e a ativação de macrófagos e células NK. A interleucina 10 (IL-10), em contraste, tem um efeito essencialmente inibitório na resposta imune.

Outros tipos de citocinas desempenham um papel no sistema imunológico adaptativo. As interleucinas 2, 4 e 5 (IL-2, IL-4 e IL-5) estimulam o crescimento e o desenvolvimento de uma variedade de células imunes.

O fator de crescimento transformador beta (TGF-ß) é principalmente inibitório em função, afetando a multiplicação de várias células imunes e também reduz a febre ao bloquear a ação de pirógenos endógenos.

O interferon gama (IFN-?) é ativo nas respostas imunes inata e adaptativa.

Na medula óssea, outro grupo de citocinas desempenha um papel importante. Esse grupo estimula a hematopoese – o crescimento e o amadurecimento dos leucócitos da medula óssea em diferentes tipos.

Exemplos são interleucinas 3 e 7 (IL-3 e IL-7) e fatores estimuladores de colônias (LCR).

Embora essas proteínas desempenhem um papel vital na coordenação da resposta imune para eliminar ameaças, às vezes podem agravar condições causadas por patógenos ou causar a própria doença.

A produção excessiva de citocinas, talvez em resposta a um patógeno novo e desconhecido, pode resultar no que é conhecido como tempestade de citocinas, que pode causar inflamação grave e potencialmente fatal dos tecidos.

Foi sugerido que a alta taxa de mortalidade durante a pandemia de influenza de 1918 se deveu a esse efeito, e não aos efeitos diretos do próprio vírus.

Outros problemas relacionados incluem choque tóxico, alergias e doenças auto-imunes. Algumas células cancerígenas produzem citocinas que ajudam a estimular seu crescimento.

Função

Como proteínas produzidas pelos glóbulos brancos, as citocinas desempenham várias funções importantes que permitem ao corpo operar em níveis ideais.

Eles são frequentemente criados em resposta à presença de algum tipo de infecção bacteriana.

Os glóbulos brancos liberam proteínas que funcionam como neurotransmissores para transmitir mensagens por todo o sistema nervoso.

Na verdade, existem vários tipos diferentes de citocinas, entre elas lumphokines, interleucinas e interferons.

Como as citocinas são essencialmente mensageiras químicas, elas podem ajudar a regular a natureza e a intensidade da resposta do sistema imunológico do corpo. Tomando pistas dos sinais transmitidos por essas proteínas, o sistema imunológico seria capaz de estimular a produção dos produtos químicos necessários para combater a infecção e tomar outras medidas para suprimir a disseminação de bactérias nocivas.

Um exemplo de como as citocinas influenciam o sistema imunológico é que o estímulo dessas proteínas pode fazer com que o sistema imunológico aumente temporariamente a produção de células T para combater uma infecção e depois sinalize para que o excesso de produção cesse quando a bactéria é controlada.

Como compostos de sinalização, as citocinas mantêm a comunicação celular funcionando o tempo todo.

Os hormônios são outro aspecto importante da função das citocinas. A regulação dos hormônios do crescimento é uma parte importante da manutenção da saúde equilibrada, e as proteínas fazem sua parte para garantir que ocorra uma taxa aceitável de crescimento, sem criar problemas que possam causar mau funcionamento dos sistemas endócrinos.

Os peptídeos na corrente sanguínea ajudam a manter o equilíbrio, carregando as mensagens e respostas apropriadas pelo sistema.

Devido ao papel que as citocinas desempenham na batalha contra infecções, os pesquisadores tentam fabricá-las em laboratório.

A base da pesquisa tem a ver com o tratamento de pessoas cujos sistemas imunológicos foram comprometidos por circunstâncias relacionadas ao HIV.

Replicar as condições do HIV e depois estimular artificialmente a produção de citocinas pode levar a opções que eventualmente ajudarão a restaurar a produtividade dos sistemas imunológicos danificados.

Embora as citocinas sejam um processo essencial dentro do corpo, elas também podem produzir algum efeito colateral indesejável. Excesso de estimulação deles pode levar a inflamação das articulações, surtos de febre e uma sensação geral de dor que pode ir e vir. Geralmente, os efeitos colaterais são de curta duração e desaparecem rapidamente à medida que a produção das proteínas diminui.

Qual é o papel das citocinas?

Embora exista algum debate sobre exatamente que tipo de produto químico produzido pelo corpo constitui uma citocina, existe um consenso geral entre os bioquímicos médicos em relação a sua função.

O papel principal das citocinas inclui regulação e comunicação. As citocinas são frequentemente produzidas pelo corpo em reação a condições de desequilíbrio, incluindo doenças e traumas físicos, e é uma tentativa de organizar outras partes do corpo para ajudar a restaurar o equilíbrio adequado.

Certamente há concordância de que citocinas são proteínas.

Um papel principal das citocinas é essencialmente regulador e, nesse sentido, elas têm uma estreita semelhança funcional com os hormônios.

Estes últimos, no entanto, são secretados por glândulas discretas especializadas, enquanto as citocinas são secretadas por tecidos mais generalizados espalhados por todo o corpo. Isso inclui as células do sistema imunológico, as chamadas células gliais do sistema nervoso, e as células da parede interna e da parede externa que formam e protegem os órgãos. A maioria dos hormônios também tem efeitos em todo o sistema, enquanto a maioria das citocinas tem apenas um efeito específico e intencional.

Os bioquímicos identificaram e classificaram uma grande variedade de compostos, cada um um regulador exclusivo de funções específicas do corpo. Uma função reguladora é a de modulação, feedback e reação, para cima ou para baixo, para manter o equilíbrio saudável adequado. Um dos mais importantes é o sistema imunológico do corpo, e duas de suas principais citocinas são interleucinas e interferons. No caso de infecção ou trauma, esses sinais de estresse inundam a corrente sanguínea. Alguns pesquisadores médicos definem o papel das citocinas como agentes imunomoduladores.

Um papel fundamental das citocinas é também a comunicação química com outras células remotas do corpo, sinalizando ou ativando-as a desempenhar suas respectivas funções e regular sua função.

A maioria das citocinas é específica do alvo; sua proteína é estruturada precisamente para corresponder à estrutura da parede da célula que está tentando sinalizar.

O inverso não é necessariamente verdadeiro; citocinas diferentes podem atingir a mesma célula e desencadear a mesma reação.

Acredita-se também que as citocinas tenham um papel no início de alguns estágios do desenvolvimento fetal.

Normalmente, quando essas proteínas encontram uma correspondência e se prendem ao alvo, elas fazem com que a célula altere seu funcionamento normal e estável de alguma maneira.

Geralmente, a instrução é simplesmente aumentar ou suprimir a taxa metabólica da célula, mas o papel das citocinas também pode ser instruir as células remotas a realizar tarefas além de seus limites normais.

Alguns parecem simplesmente iniciar uma cadeia ou cascata de reações celulares. Por exemplo, uma célula alvo pode ser instruída a produzir outra citocina diferente, uma espécie de bastão de comunicação celular.

Entre as citocinas mais estudadas estão as interleucinas que visam principalmente e influenciam os glóbulos brancos, ou leucócitos.

Eles são produzidos por um tipo benigno, mas importante, de glóbulos brancos chamados células T-helper, dos quais existem dois tipos diferentes, chamados Th1 e Th2.

Uma classe de interleucinas é responsável pelo crescimento e proliferação de células T, o glóbulo branco que procura destruir agressivamente agentes invasores na corrente sanguínea, bem como células nativas do corpo que se tornaram anormais, como por infecção viral ou câncer.

Outra classe de interleucinas atrai ainda outro tipo de glóbulo branco especialmente potente chamado Natural Killer, ou células NK.

Resumo

Citocina, qualquer um de um grupo de proteínas pequenas e de vida curta que são liberadas por uma célula para regular a função de outra célula, servindo assim como mensageiros químicos intercelulares.

As citocinas efetuam alterações no comportamento celular que são importantes em vários processos fisiológicos, incluindo reprodução, crescimento e desenvolvimento e reparo de lesões. No entanto, eles provavelmente são mais conhecidos pelos papéis que desempenham na defesa do sistema imunológico contra organismos causadores de doenças.

Como parte da resposta imune, as citocinas exercem sua influência sobre vários glóbulos brancos (leucócitos), incluindo linfócitos, granulócitos, monócitos e macrófagos.

As citocinas produzidas pelos leucócitos são às vezes chamadas interleucinas, enquanto as produzidas pelos linfócitos podem ser chamadas de linfocinas.

As citocinas normalmente não são armazenadas na célula, mas são sintetizadas “sob demanda”, geralmente em resposta a outra citocina. Uma vez secretada, a citocina se liga a uma molécula de proteína específica, chamada receptor, na superfície da célula alvo, um evento que desencadeia uma cascata de sinalização dentro dessa célula. O sinal finalmente chega ao núcleo, onde os efeitos da citocina se manifestam nas alterações na transcrição de genes e na expressão de proteínas – ou seja, genes que codificam proteínas podem ser ativados ou desativados, e a produção de proteínas pode ser estimulada ou inibida.

Muitas citocinas diferentes foram identificadas e suas atividades, pelo menos em parte, são conhecidas.

Em alguns casos, uma citocina pode interagir com uma variedade de tipos diferentes de células e provocar respostas diferentes de cada célula. Em outros casos, citocinas diferentes podem provocar a mesma resposta de uma célula.

Sabe-se que algumas citocinas induzem ou aumentam as atividades de outras citocinas e, às vezes, suas interações ocorrem através de um efeito em cascata; no entanto, a regulamentação e a cooperação entre esses vários sinais químicos ainda permanecem incertas em muitos casos.

A classificação das citocinas é problemática porque ainda há muito a ser aprendido sobre elas, mas elas podem ser divididas em cinco categorias: interleucinas, interferons, fatores estimuladores de colônias, fatores de necrose tumoral e fatores de crescimento.

Como as citocinas são conhecidas por desempenhar um papel importante em muitos processos de doenças, elas têm o potencial de serem usadas no tratamento de uma variedade de distúrbios. Por exemplo, os médicos monitoram os níveis de citocinas no sangue para avaliar a progressão e a atividade de certos estados inflamatórios, como choque séptico.

Medir a produção de citocinas também é útil para determinar a imunocompetência de um indivíduo ou a capacidade de combater a infecção.

As citocinas são usadas como agentes terapêuticos no tratamento de pessoas com câncer e distúrbios de imunodeficiência e aquelas submetidas a transplante de órgãos.

Citocinas em conjunto com certas vacinas podem aumentar a eficácia das vacinas.

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