Onder de term Cytokines een zeer gedifferentieerde groep van peptiden en eiwitten wordt samengevat die als boodschappersubstanties een significante invloed hebben op de immuunreacties van cellen van het aangeboren en adaptieve immuunsysteem.
De cytokinen omvatten interleukinen, interferonen, tumornecrosefactoren en andere polypeptiden of eiwitten. Cytokinen worden meestal - maar niet uitsluitend - gevormd door cellen van het immuunsysteem en koppelen zich aan speciale receptoren van de verschillende cellen van het immuunsysteem om de noodzakelijke activering van de doelcellen te bereiken.
Wat zijn cytokines?
Het menselijke immuunsysteem bestaat voornamelijk uit twee componenten, het niet-specifieke, genetisch gefixeerde systeem en de adaptieve, verworven immuunafweer.
De genetisch gemanipuleerde component van het immuunsysteem kan binnen enkele minuten reageren. Dit omvat bijvoorbeeld ontstekingsreacties en fagocytose. Adaptieve immuunafweer is veel langzamer in zijn immuunresponsen, maar het voordeel is dat het zich kan aanpassen aan uitdagingen van nieuwe pathogenen waarop het aangeboren immuunsysteem geen antwoord heeft. De cellen van beide delen van het immuunsysteem moeten - vergelijkbaar met politietaken - snel en adequaat reageren op onvoorziene situaties door ziektekiemen te doden of schadelijke stoffen af te breken.
De noodzakelijke aansturing van de betrokken immuuncellen wordt overgenomen door cytokines, die meestal door de immuuncellen zelf worden afgegeven. Dit zijn eiwitten of polypeptiden die als boodschappersubstanties aan specifieke receptoren in de doelwitcellen binden. De cytokinen hoeven de doelcel niet binnen te gaan om de cel te laten reageren zoals vereist. De "boodschap" van een cytokine kan bijvoorbeeld de stimulering van reproductie door deling, proliferatie of de instructie om te differentiëren naar een actief stadium bevatten.
Anatomie en structuur
Immuunresponsen zijn zeer gedifferentieerd en complex, zodat de controle van het immuunsysteem analoog moet bestaan uit gedifferentieerde berichten of instructies.
Aangezien elke boodschappersubstantie slechts één specifieke instructie naar gespecificeerde doelcellen kan verzenden, is het aantal bekende boodschappersubstanties dat tot de cytokinen wordt gerekend erg groot. Vijf verschillende groepen stoffen vormen de klasse van cytokinen. Dit zijn interferonen (IFN), interleukinen (IL), koloniestimulerende factoren (CSF), tumornecrosefactoren (TNF) en chemokinen.
Interferonen, interleukinen en stoffen die tot de kolonie-stimulerende factoren worden gerekend, zijn meestal relatief korte-keten-eiwitten of polypeptiden die worden gevormd uit ongeveer honderd tot zeshonderd aminozuren. De groep chemokinen is opgebouwd uit eiwitten met nog kortere ketens met minder dan 100 tot maximaal 125 aminozuren, zodat het bijna allemaal polypeptiden zijn. Een gemeenschappelijke eigenschap van de cytokinen is dat ze niet de cel hoeven te penetreren om gestimuleerd te worden, maar dat ze alleen aan de speciale receptoren die uit het celmembraan steken, aanmeren om effectief te zijn.
Functie en taken
De afzonderlijke stoffen die tot een van de cytokinegroepen behoren, hebben verschillende functies en taken. Alle activiteiten kunnen echter verband houden met de controle en beïnvloeding van het overgeërfde en het verworven immuunsysteem. Interferonen worden voornamelijk vrijgegeven door leukocyten zoals macrofagen en monocyten. Ze stimuleren cellen om speciale eiwitten te produceren die antivirale en antitumorale eigenschappen hebben en dus een immuunstimulerend effect hebben.
Interleukinen zorgen ervoor dat witte bloedcellen (leukocyten) met elkaar kunnen communiceren om samen met de tumornecrosefactor alfa geconcentreerde afweer- en ontstekingsreacties onder controle te houden. Dit omvat ook systemische effecten zoals het opwekken van koorts en een toename van de permeabiliteit, die in sommige gevallen ook kunnen leiden tot gevaarlijke omstandigheden wanneer bloed het weefsel kan binnendringen vanwege de verhoogde permeabiliteit van de bloedvaten. Koloniestimulerende factoren zijn onder meer groeifactoren voor witte en rode bloedcellen. Stoffen zoals erytropoëtine (EPO), ook wel bekend als een verboden dopingmiddel, en trombopoëtine behoren tot deze.
Tumornecrosefactor is een multifunctionele boodschappersubstantie die voornamelijk wordt afgegeven door macrofagen. TNF kan de activiteiten van verschillende immuuncellen controleren. TNF kan bijvoorbeeld apoptose (celdood) initiëren, maar het kan ook celproliferatie, celdifferentiatie en de afgifte van verdere cytokinen induceren. Chemokinen bestaan uit kleine signaaleiwitten die ervoor kunnen zorgen dat cellen naar de hoogste concentratie chemokinen migreren. Dergelijke migraties zijn te zien op lokale ontstekingsplaatsen met een ophoping van bepaalde immuuncellen.
Uw medicatie vindt u hier
➔ Geneesmiddelen om het afweer- en immuunsysteem te versterkenZiekten
De zeer gedifferentieerde en complexe controle door cytokines suggereert dat er ook mogelijk verkeerde reacties zijn met effecten op het immuunsysteem. De immuunresponsen kunnen bijvoorbeeld te zwak of te sterk zijn, of anders verkeerd gericht.
De stoornissen van het immuunsysteem kunnen endogeen optreden, d.w.z. zonder herkenbare externe invloeden of door de effecten van pathogene kiemen of giftige stoffen. Typische overreacties van het immuunsysteem met milde tot ernstige gezondheidsstoornissen zijn allergische reacties. Een speciale vorm van een allergische immuunreactie is de anafylactische shock, die zich in zeer korte tijd kan uitbreiden van een lokale immuunreactie tot een systemische reactie met een levensbedreigende aandoening door het vrijkomen van grote hoeveelheden ontstekingsboodschappers. .
Even goed bekend als allergische overreacties van het immuunsysteem zijn verkeerd gerichte auto-immuunreacties die gericht zijn op het eigen weefsel van het lichaam omdat de weefselcellen zichzelf niet correct kunnen 'identificeren' en daarom als lichaamsvreemd worden beschouwd of omdat cytokines de cellen niet kunnen classificeren als lichaamseigen vanwege hun eigen defecten. Typische en relatief veel voorkomende auto-immuunziekten zijn reumatoïde artritis en reumatoïde artritis. Er is een verhoogde ophoping van interleukine-1 in de gewrichten, waardoor kraakbeenstof meer wordt afgebroken dan opgebouwd.
Soortgelijke processen kunnen in de botten plaatsvinden als de afbrekende osteoclasten in toenemende mate geactiveerd worden zonder dat de botopbouwende osteoblasten de afbraak kunnen compenseren. Een voorbeeld van verkeerd gerichte immuunreacties veroorzaakt door pathogene kiemen is de verworven immunodeficiëntie AIDS, die wordt geactiveerd door het HIV-virus via een aanval op de T-helpercellen.
