Was ist ein Zytokin?
Zytokine sind eine Gruppe von Proteinen, die am angeborenen und adaptiven Immunsystem beteiligt sind. Viele Arten von Zellen im Körper - nicht nur Zellen des Immunsystems - können Zytokine produzieren, und die Produktion wird im Allgemeinen durch die Anwesenheit eines Antigens stimuliert. Zytokine transportieren Signale von einer Zelle zur anderen, verändern das Zellverhalten auf unterschiedliche Weise und regulieren die Immunantwort des Körpers auf eine potenzielle Bedrohung - die ein Krankheitserreger wie ein Virus, ein Bakterium, ein Parasit oder ein Toxin sein kann. In einigen Fällen erfolgt eine unangemessene Zytokinproduktion als Reaktion auf etwas Unbedenkliches, was zu einer allergischen Reaktion führt. In der Regel werden Cytokinproteine nicht fertig gelagert, sondern bei Bedarf synthetisiert.
Die Rolle dieser Proteine bei der Immunantwort ist komplex. Ein einziges Zytokin kann mehrere unterschiedliche Zelltypen beeinflussen und mehr als eine Funktion erfüllen, während mehrere unterschiedliche Zytokine dieselbe Funktion erfüllen können. Verschiedene Zelltypen können unterschiedlich auf dasselbe Zytokin reagieren und Zytokine können auf verschiedene Weise miteinander interagieren - zum Beispiel könnte einer die Wirkungen eines anderen hemmen; zwei zusammen könnten einen synergistischen Effekt erzeugen; und ein Zytokin kann die Produktion anderer stimulieren. Zytokine können die Zelle beeinflussen, die sie produziert hat - diese werden als autokrine Zellen bezeichnet - oder sie können nahe gelegene Zellen beeinflussen - diese werden als parakrine Zellen bezeichnet. Seltener können sie Zellen beeinflussen, die über die Blutbahn in einiger Entfernung liegen - diese werden als endokrine Zellen bezeichnet.
Am angeborenen Immunsystem sind verschiedene Zytokine beteiligt. Chemokine beeinflussen die Bewegung von Immunzellen durch Chemotaxis und können diese Zellen an Orte mit Verletzungen oder Infektionen ziehen. Tumornekrosefaktor alpha (TNF-α), Interleukin 1 (IL-1) und Interleukin 6 (IL-6), die zusammen als endogene Pyrogene bezeichnet werden, verursachen Fieber und eine entzündliche Reaktion auf Infektionen, indem sie die Temperaturkontrolle im Hypothalamus beeinflussen und den Abbau fördern aus Fett und Eiweiß, um Wärme zu erzeugen; Sie stimulieren auch die Produktion von Chemokinen. Interferone haben eine Vielzahl von Funktionen, einschließlich der Verhinderung der Virusreplikation und der Aktivierung von Makrophagen und NK-Zellen. Im Gegensatz dazu hat Interleukin 10 (IL-10) eine im Wesentlichen hemmende Wirkung auf die Immunantwort.
Andere Arten von Zytokinen spielen eine Rolle im adaptiven Immunsystem. Interleukine 2, 4 und 5 (IL-2, IL-4 und IL-5) stimulieren das Wachstum und die Entwicklung einer Vielzahl von Immunzellen. Der transformierende Wachstumsfaktor Beta (TGF-β) ist hauptsächlich funktionshemmend und beeinflusst die Vermehrung verschiedener Immunzellen. Er verringert auch das Fieber, indem er die Wirkung endogener Pyrogene blockiert. Interferon Gamma (IFN-γ) ist sowohl in der angeborenen als auch in der adaptiven Immunantwort aktiv.
Im Knochenmark spielt eine weitere Gruppe von Zytokinen eine wichtige Rolle. Diese Gruppe stimuliert die Hämatopoese - das Wachstum und die Reifung von Knochenmarkleukozyten zu verschiedenen Typen. Beispiele sind Interleukine 3 und 7 (IL-3 und IL-7) und Koloniestimulierende Faktoren (CSF).
Obwohl diese Proteine eine wichtige Rolle bei der Koordinierung der Immunantwort spielen, um Bedrohungen zu eliminieren, können sie manchmal durch Krankheitserreger verursachte Zustände verschlimmern oder selbst Krankheiten verursachen. Eine übermäßige Produktion von Zytokinen, möglicherweise als Reaktion auf einen neuen und unbekannten Erreger, kann zu einem sogenannten Zytokinsturm führen, der schwere und lebensbedrohliche Entzündungen des Gewebes verursachen kann. Es wurde vermutet, dass die hohe Sterblichkeitsrate während der Influenza-Pandemie von 1918 eher auf diesen Effekt als auf die direkten Auswirkungen des Virus selbst zurückzuführen war. Andere verwandte Probleme sind toxischer Schock, Allergien und Autoimmunerkrankungen. Einige Krebszellen produzieren Zytokine, die ihr Wachstum stimulieren.