Sygnalizacja cytokin jest ważną częścią regulacji ludzkiego ciała. Większość cytokin to białka wydzielane przez komórki z komórek glejowych w układzie nerwowym, które są niezbędne do sygnalizacji wewnątrzkomórkowej. Większość cytokin to lokalne regulatory, które ostrzegają i aktywują limfocyty. Niektóre szlaki sygnalizacji cytokin obejmują hormony, takie jak hormon wzrostu i leptyna, hormon kontrolujący magazynowanie tłuszczu.
Układ odpornościowy zależy od sygnalizacji cytokin, aby utrzymać organizm w zdrowiu. Makrofagi i komórki dendrytyczne pochłaniają obce cząsteczki i wysyłają sygnał cytokinowy do pobliskich uśpionych limfocytów. Receptory na limfocytach rozpoznają sygnał i aktywują się. Komórki te są wyspecjalizowane w rozpoznawaniu określonych antygenów. Połączenie makrofagów i aktywacja limfocytów poprzez sygnalizację cytokin pomaga utrzymać organizm w homeostazie — czyli właściwej równowadze wewnętrznej.
Niektóre sygnały cytokinowe nie są lokalne, lecz przemieszczają się na duże odległości w całym ciele. Te cytokiny są czasami klasyfikowane jako hormony. Klasyfikacja ta jednak się zmienia, ponieważ cytokiny nie są wydzielane z gruczołów. Zamiast tego są wydzielane z komórek glejowych układu nerwowego. Te hormony wzrostu są niezbędne do rozwoju embrionalnego.
Cytokiny wiążą się z receptorami na komórkach docelowych i aktywują kaskadę sygnałów międzykomórkowych. Najczęstszym z tych szlaków jest kaskada transdukcji kinazy białkowej. Gdy cytokina zwiąże się z receptorem osadzonym w błonie komórki, nieaktywne kinazy białkowe są aktywowane w procesie znanym jako fosforylacja.
Fosforan jest usuwany z cząsteczki adenozynotrifosforanu (ATP) i przyłączany do nieaktywnej kinazy białkowej. Ta aktywna obecnie kinaza białkowa fosforyluje inną nieaktywną cząsteczkę kinazy białkowej. Kaskada trwa, wzmacniając sygnał w miarę upływu czasu. W końcu sygnał dociera do białka, które wywołuje odpowiedź komórkową.
Inną odpowiedzią międzykomórkową, która może być aktywowana przez sygnalizację cytokin, jest szlak sygnalizacyjny białka G. Cytokina przyłącza się do receptora sprzężonego z białkiem G na zewnątrz komórki, a cząsteczka difosforanu guanozyny (GDP) ulega fosforylacji. To aktywuje enzym, który kontroluje odpowiedź komórkową.
Sygnalizacja cytokin może zostać zahamowana. Inhibitory kompetycyjne mogą wiązać się z receptorem na komórce docelowej cytokiny. Większość tłumienia sygnalizacji przez cytokiny jest wynikiem hamowania przez sprzężenie zwrotne. Kiedy produkt szlaku stanie się przytłaczający, zablokuje wiązanie cytokiny z receptorem. To zamyka ścieżkę i nie powstaje więcej produktu.