Οι κυτοκίνες είναι μικρές πρωτεΐνες που εκκρίνονται από ορισμένα κύτταρα για να ρυθμίσουν την ανοσία και τη φλεγμονή μέσα στο σώμα. Δρουν στα κύτταρα-στόχους τους δεσμεύοντας σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες που βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη, που ονομάζονται υποδοχείς. Κάθε κυτοκίνη μπορεί να συνδεθεί μόνο με έναν συγκεκριμένο υποδοχέα κυτοκίνης, ο οποίος ρυθμίζει τις δραστηριότητες τόσο των κυτοκινών όσο και των κυττάρων που επηρεάζονται.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι κυτοκινών και υποδοχέων κυτοκίνης. Ταξινομούνται με βάση τον τύπο του κυττάρου που παράγει τις κυτοκίνες και τη δομή και τη λειτουργία τόσο της κυτοκίνης όσο και του υποδοχέα κυτοκίνης. Η μεγαλύτερη κατηγορία κυτοκινών διεγείρει τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των διαφορετικών κυττάρων που εμπλέκονται σε μια ανοσολογική απόκριση. Αποτελείται κυρίως από κυτοκίνες ιντερλευκίνης (IL). Αυτές οι κυτοκίνες παράγονται από έναν τύπο λευκοκυττάρου, έναν τύπο λευκών αιμοσφαιρίων, και ενεργοποιούν ένα άλλο λευκοκύτταρο.
Η δομή τόσο της κυτοκίνης όσο και του υποδοχέα κυτοκίνης είναι εξαιρετικά ειδική, επομένως μόνο ένα είδος κυτοκίνης μπορεί να συνδεθεί σε έναν υποδοχέα κυτοκίνης. Αυτό δεν σημαίνει ότι η παραγωγή και η ενεργοποίηση κυτοκίνης είναι τόσο συγκεκριμένη. Ορισμένα κύτταρα παράγουν διαφορετικούς τύπους κυτοκινών και ορισμένα κύτταρα-στόχοι έχουν περισσότερα από ένα είδη υποδοχέων κυτοκίνης στη μεμβράνη τους, ώστε να μπορούν να διεγερθούν από περισσότερα από ένα είδη κυτοκινών.
Όταν μια κυτοκίνη δεσμεύεται στον αντίστοιχο υποδοχέα της, ο υποδοχέας ενεργοποιείται. Συνήθως, αυτό σημαίνει ότι ένας δευτερεύων αγγελιοφόρος μέσα στο κύτταρο διεγείρεται από τον υποδοχέα κυτοκίνης. Ο δευτερεύων αγγελιοφόρος προκαλεί τότε τις αντιδράσεις που κάνουν το κύτταρο να αλλάξει τη συμπεριφορά του. Οι κοινές αποκρίσεις ενός κυττάρου στη διέγερση κυτοκίνης περιλαμβάνουν την αύξηση ή τη μείωση της έκφρασης των υποδοχέων πρωτεΐνης στην κυτταρική μεμβράνη, την έκκριση μορίων, τα οποία θα μπορούσαν να είναι άλλες κυτοκίνες, και την κυτταρική ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό.
Η δραστηριότητα της κυτοκίνης μπορεί να αποκλειστεί από ανταγωνιστικά μόρια. Αυτά τα μόρια μπορούν να μειώσουν την αποτελεσματικότητα των κυτοκινών με έναν από τους δύο τρόπους. Πρώτον, ο ανταγωνιστής μπορεί να συνδεθεί με την ίδια την κυτοκίνη. Αυτό με τη σειρά του θα αναγκάσει την κυτοκίνη να αλλάξει το σχήμα της, ώστε να μην μπορεί πλέον να συνδεθεί με τον υποδοχέα της κυτοκίνης. Καθώς η κυτοκίνη δεν μπορεί πλέον να συνδεθεί με το μόριο του υποδοχέα, η ανοσολογική απόκριση σταματά.
Δεύτερον, οι ανταγωνιστές μπορεί να έχουν παρόμοιο, σχεδόν ίδιο σχήμα με την κυτοκίνη. Όταν ένας ανταγωνιστής έχει το ίδιο σχήμα με μια κυτοκίνη, τότε μπορεί να συνδεθεί με τον υποδοχέα κυτοκίνης. Όταν ένας ανταγωνιστής δεσμεύεται στον υποδοχέα, τότε εμποδίζει τη δέσμευση της κυτοκίνης εκεί. Αν και ο ανταγωνιστής είναι συνδεδεμένος με το μόριο του υποδοχέα στην επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης, δεν ενεργοποιεί τον υποδοχέα και έτσι δεν διεγείρεται ούτε το κύτταρο-στόχος.