Cytokiny – co to jest? O czym informuje ich obecność?

Cytokiny to białka, które pozwalają układowi odpornościowemu przekazywać sygnały na temat zidentyfikowanego zagrożenia do komórek organizmu. Oddziałując na inne komórki, wzmagają stan zapalny lub go redukują. Niekiedy jednak na skutek zakażenia cytokiny wyrzucane są w sposób niekontrolowany, co może doprowadzić do sepsy – to stan zagrażający życiu.

Czym są cytokiny? 

Cytokiny to liczna grupa niskocząsteczkowych białek. Mimo bardzo niskich stężeń, za pomocą receptorów błonowych są w stanie regulować funkcje komórek organizmu, w tym ich wzrost, różnicowanie, migracje i kontrolowaną destrukcję (apoptozę). Nie są wytwarzane przez gruczoły wydzielania wewnętrznego (tarczycę, trzustkę, przytarczyce, jajniki i jądra, nadnercza, grasicę, szyszynkę, przysadkę mózgową) tak jak ma to miejsce w przypadku hormonów. Cytokiny są produkowane przez komórki takie jak makrofagi, leukocyty (białe krwinki) czy fibroblasty. 

Cytokiny mogą oddziaływać na siebie wzajemnie, stymulując bądź hamując produkcję. Mało tego, różne cytokiny mogą mieć takie samo działanie lub wywoływać różne efekty biologiczne. Ta aktywność jest warunkowana m.in. przez źródło cytokin, a także typ komórek, na które oddziałują. 

Cytokiny odgrywają kluczową rolę w reakcjach odpornościowych, zapalnych, a także w rozwoju i regeneracji. Rolę tę poznano dzięki dwóm przełomowym okryciom. Mowa tu o rozpoznaniu przez Isaacsa i Lindenmanna interferonu-α (nazywanego skrótowo: INF-α) w 1957 r. i identyfikacji interferonu-γ (nazywanego skrótowo: INF-γ) przez Blooma i Bennetta w 1966 r.

Rodzaje cytokin 

Wedle dostępnej wiedzy, cytokiny obejmują ponad dwieście różnych czynników o rozmaitym pochodzeniu i odmiennych funkcjach. Wśród najlepiej poznanych i najwcześniej zidentyfikowanych cytokin wyróżnić należy: 

• interleukiny (IL) – uczestniczą w regulowaniu odpowiedzi układu immunologicznego dzięki zdolności do przekazywania sygnału pomiędzy komórkami tego układu, 
• interferony (INF) – odpowiedzialne za uruchamianie mechanizmów obronnych układu immunologicznego dzięki regulacji komunikacji pomiędzy komórkami tego układu, 
• czynnik wzrostu granulocytów (G-SFS) i czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagów (M-CFS) – odpowiadają za różnicowanie komórek macierzystych hemopoetycznych, a więc tych, których rolą jest produkcja wszystkich innych komórek krwi. 

Najczęściej stosowany jest jednak podział cytokin ze względu na ich funkcje. Wówczas wyróżnia się: 

• cytokiny prozapalne (np. interleukiny prozapalne IL-1, IL4 oraz czynnik martwicy nowotowór TNF), 
• cytokiny proangiogenne, 
• cytokiny inhibitorowe, 
• cytokiny hematopoetyczne, 
• cytokiny chemotaktyczne.

Jaka jest rola cytokin w organizmie? 

Cytokiny są w stanie oddziaływać na komórki organizmu dzięki zlokalizowanym powierzchniowo receptorom – przyczepiają się do nich. Tak przekazywany jest sygnał do jądra komórkowego. Z jednej strony aktywność cytokin jest pożądana, ponieważ moduluje odpowiedź organizmu na pojawiające się w nim patogeny. Z drugiej strony, cytokiny odpowiadają za rozwój wielu chorób, w tym także o charakterze nowotworowym. 

Cytokiny mogą mieć postać czynnika prozapalnego (IL-1, IL-15, IL-8, TNF-α, IFN-y). Wówczas inicjują proces zapalny, będący reakcją organizmu na działanie patogenów. Aktywują się m.in. przy zakażeniach bakteryjnych, a także przy zawale mięśnia sercowego oraz w przebiegu niektórych chorób nowotworowych. Natomiast rolą cytokin przeciwzapalnych (IL-10, IL-4, IL-13, IFN-α, Transformujący Czynnik Beta zwany TGF-P) jest hamowanie syntezy cytokin nasilających proces zapalny. Powstają zawsze później i wygłuszają reakcję obronną organizmu.

Jak sprawdzić poziom cytokin? 

Profil cytokin stanu zapalnego możesz sprawdzić, wykonując badanie laboratoryjne. Wystarczy próbka krwi, aby określić obecność cytokin IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, TNF-α. W jakim celu wykonuje się to badanie? Lekarz może ci je zalecić, jeśli będzie chciał poznać nasilenie stanu zapalnego w twoim organizmie. Ma to szczególne znaczenie w przypadku podejrzenia sepsy, po operacjach, wykonanych przeszczepach organów czy ciężko przebiegających zakażeniach.

Co to jest burza cytokinowa? 

Burza cytokinowa jest patologiczną reakcją układu immunologicznego, który uległ deregulacji na skutek zakażenia organizmu. Wówczas cytokiny wyrzucane w są w niekontrolowanej ilości, co wzmaga działanie układu odpornościowego. Obserwuje się wówczas: 

• wysokie stężenie cytokin we krwi, 
• ostry układowy odczyn zapalny,  
• zaburzenie pracy narządów wewnętrznych. 

Objawy burzy cytokinowej są nieswoiste, podobne do infekcji. Pojawia się zwykle: 

• wysoka gorączka, 
• bóle głowy, mięśni i stawów, 
• zmęczenie, 
• utrata apetytu, 
• wysypka, 
• biegunka, 
• zaburzenia neuropsychiczne. 

Zmiany są wywoływane przede wszystkim przez IL-18, IFNγ, sFasL i ICAM-1. Przy tej nieprawidłowości cytokiny zaczynają uszkadzać zdrowe tkanki oraz narządy. Początkowo mało niepokojące objawy szybko przeistaczają się w rozsianą zakrzepicę, niewydolność oddechową, obstrukcję naczyń krwionośnych, uszkodzenia nerek i wątroby, aż wreszcie wstrząs naczynioruchowy i śmierć. 

Bibliografia 

1. Adler G., Cytokiny w początkowych etapach odpowiedzi odpornościowej, Reumatologia 2009, vol. 47, nr 4, s. 230-235.
2. Chechlińska M., Rola cytokin w procesach nowotworzenia, Nowotwory. Journal of Oncology 2003, vol. 53, nr 6, s. 648-659. 
3. Koj A., Niektóre cytokiny przeciwzapalne: własności i mechanizm działania, Postępy Biologii Komórki 2001, t. 28, supl. 16, s. 5-13.