Prawidłowo funkcjonujące cytokiny zapewniają sprawne i efektywne działanie układu immunologicznego. Ich cechą charakterystyczną jest wielostronność działania. W większości przypadków wykazują one działanie kaskadowe, które polega na wzajemnym wyzwalaniu syntezy innych cytokin. Rozwijający się proces zapalny kontrolowany jest przez wzajemnie wpływające na siebie cytokiny pro- i przeciwzapalne.
Co to są cytokiny?
Cytokiny to duża grupa około 100 białek regulacyjnych, których masa cząsteczkowa wynosi od 15 do 25 kDa (kilodalton to jednostka masy atomowej). Pełnią funkcję mediatorów sygnalizacji międzykomórkowej. Ich cechą charakterystyczną jest przenoszenie informacji między komórkami na niewielkie odległości. Biorą udział w kontroli kluczowych procesów życiowych organizmu. Odpowiadają za inicjację proliferacji, czyli procesu namnażania komórek, a następnie za ich różnicowanie, wzrost, aktywność i śmierć. Cytokiny determinują fazy odpowiedzi immunologicznej typu humoralnego i komórkowego.
Cytokiny mogą być uważane za swego rodzaju hormony układu immunologicznego. Wśród innych właściwości tych białek wyróżnia się m.in.: wpływ na bilans energetyczny organizmu poprzez zmianę łaknienia i poziomu metabolizmu, działanie obniżające nastrój, wpływ na funkcje i strukturę układu krążenia oraz zwiększenie senności.
Szczególną uwagę należy zwrócić na tzw. cytokiny prozapalne i przeciwzapalne. Przewaga tych pierwszych prowadzi do reakcji zapalnej z gorączką, przyspieszeniem częstości oddechu i leukocytozą. Przewaga tych drugich wywołuje odpowiedź przeciwzapalną.
Cechy cytokin
Najważniejsze cechy cytokin to:
- redundancja – zdolność do wywoływania takiego samego efektu,
- plejotropia – zdolność do wpływania na różne typy komórek i wywoływanie w nich odmiennych działań,
- synergizm – współdziałanie,
- indukcja kaskad dodatnich i ujemnych sprzężeń zwrotnych,
- antagonizm – wzajemne blokowanie efektów działania.
Jak działa układ immunologiczny? Dowiesz się tego z naszego filmu
Cytokiny i ich oddziaływanie na inne komórki
Cytokiny oddziałują m.in. na:
- limfocyty B (tzw. limfocyty szpikozależne) – komórki układu odpornościowego odpowiedzialne za humoralną odpowiedź odpornościową, czyli wytwarzanie przeciwciał;
- limfocyty T (tzw. limfocyty grasicozależne) – komórki układu odpornościowego odpowiedzialne za komórkową odpowiedź odpornościową; wytwarzają m.in. limfocyty Th1 i Th2, między którymi obserwuje się antagonizm; Th1 wspierają odpowiedź komórkową, a Th2 odpowiedź humoralną; cytokiny Th1 wpływają ujemnie na rozwój Th2 i odwrotnie;
- komórki NK (tzw. natural killer, czyli naturalni zabójcy) – grupa komórek układu odpornościowego, która jest odpowiedzialna za przebieg zjawiska naturalnej cytotoksyczności (toksyczne działanie na cytokiny, które nie wymaga pobudzenia mechanizmów swoistych w postaci przeciwciał);
- monocyty – elementy morfologiczne krwi nazywane powszechnie jako krwinki białe;
Zobacz nasz film i dowiedz się jak działają monocyty
- makrofagi – stanowią populację komórek w układzie odpornościowym, która pochodzi od prekursorów monocytów krwi; funkcjonują zarówno w procesach odporności wrodzonej, jak i nabytej (adaptacyjnej);
- granulocyty – rodzaj krwinek białych wykazujących właściwości fagocytowe, co należy rozumieć jako zdolność do pochłaniania i niszczenia bakterii, martwych komórek, niektórych wirusów czy kompleksów antygen–przeciwciało.
Cytokiny prozapalne
Cytokiny prozapalne, czy też zapalne, zaangażowane są w regulację odpowiedzi immunologicznej i hematopoezę (proces wytwarzania i różnicowania się elementów morfotycznych krwi) oraz inicjują rozwój reakcji zapalnej. Nazywane są często immunotransmiterami. Do najważniejszych cytokin prozapalnych należą m.in.:
- TNF (tumor necrosis factor), czyli czynnik martwicy nowotworu, określany niegdyś jako kachektyna. Pod nazwą tą kryje się grupa białek, które determinują zwłaszcza aktywność limfocytów. Mogą wywoływać apoptozę, czyli naturalny proces zaprogramowanej śmierci komórek nowotworowych. Wyróżnia się TNF-α i TNF-β.
- IL-1, czyli interleukina 1. Jest jednym z głównych regulatorów reakcji zapalnej immunologicznej. Bierze udział zwłaszcza w reakcjach zapalnych jelit. Wśród jej 10 odmian wyróżnia się głównie: IL-1α, IL-1β, IL-1γ. Opisywana jest obecnie jako interleukina 18.
- IL-6, czyli interleukina 6, która ma działanie plejotropowe, czyli wielokierunkowe. Jej stężenie zwiększa się w surowicy chorych na wrzodziejące zapalenie jelita grubego. Pobudza krwiotworzenie, wykazując synergizm z interleukiną 3. Stymuluje różnicowanie limfocytów B do komórek plazmatycznych.
Cytokiny przeciwzapalne
Cytokiny przeciwzapalne zmniejszają odpowiedź zapalną poprzez hamowanie wytwarzania cytokin prozapalnych przez monocyty i makrofagi, a zwłaszcza IL-1, IL-6, IL-8. Wśród najważniejszych cytokin przeciwzapalnych wymienia się m.in. IL-10, czyli interleukinę 10 (czynnik hamujący syntezę cytokin), IL-13, czyli interleukinę 13, a także IL- 4, czyli interleukinę 4, która w wyniku indukcji wydzielania cytokin wpływających na krwiotworzenie ma dodatni wpływ na wytwarzanie krwinek.
Chcesz wiedzieć z czego składa się krew? Zobacz nasz film
Bibliografia:
1. Gołąb J., Jakóbisiak M., Lasek W., Stokłosa T., Immunologia, Warszawa, PWN, 2011.
2. Kontny E., Maśliński W., Limfocyty B – funkcje fizjologiczne i udział w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów, „Reumatologia”, 2003, 44(3), s. 150–161.
3. Sudoł‑Szopińska I., Kontny E., Zaniewicz‑Kaniewska K. i wsp., Rola czynników zapalnych i tkanki tłuszczowej w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów i choroby zwyrodnieniowej stawów. Część I: Reumatoidalna tkanka tłuszczowa, „Journal of Ultrasonography”, 2013, 13, s. 192–201.
4. Czarny-Działak M., Majcherska-Kwietniak A., Czy IL-17 ma znaczenie patogenetyczne i rokownicze w ostrym zapaleniu trzustki?, „Studia Medyczne Akademii Świętokrzyskiej”, 2004, 2, s. 145–150.
5. Baraniak J., Kania M., Wybrane surowce zielarskie o działaniu przeciwbólowym, przeciwzapalnym i przeciwreumatycznym, „Postępy Fitoterapii”, 2011, 2, s. 94-99.
6. Andrzejczak D., Czarnecka E., Wpływ alkoholu etylowego na poziom cytokin, „Postępy Psychiatrii i Neurologii”, 2005, 14(3), s. 223–227.
7. Polińska B., Matowicka-Karna J., Kemona H., Cytokiny w nieswoistych zapalnych chorobach jelit, „Postępy Higieny i Medycyna Doświadczalnej”, 2009, 63, s. 389–394.
8. Ufnal M., Wolynczyk-Gmaj D., Mózg i cytokiny – wspólne podłoże depresji, otyłości i chorób układu krążenia?, „Postępy Higieny i Medycyna Doświadczalnej”, 2011, 65, s. 228–235.