Cytokiny prozapalne i przeciwzapalne – czym są, charakterystyka, funkcje

Czym są cytokiny?

Cytokiny to liczna grupa ponad 100 białek regulacyjnych o właściwościach immunomodulujących. Podstawowy podział uwzględnia cytokiny prozapalne i przeciwzapalne. Te pierwsze generują rozwój stanu zapalnego, zaś te drugie – ograniczają procesy zapalne. Cytokiny są najliczniej reprezentowane przez interleukiny, czynnik martwicy nowotworów TNF-α oraz interferon γ. Interleukiny to związki zaliczane do cytokin prozapalnych. Ich rola w organizmie sprowadza się przede wszystkim do regulowania przebiegu odpowiedzi immunologicznej.

Związki te indukują odpowiedź zapalną. Lokalna przewaga cytokin prozapalnych (w tym interleukin) nad cytokinami przeciwzapalnymi prowadzi do rozwoju stanu zapalnego. Oznaczanie poziomu interleukin znajduje zastosowanie w ocenie ciężkości zakażeń i stanów zapalnych oraz w diagnostyce sepsy. Badanie interferonu gamma stosowane jest w diagnostyce utajonych zakażeń gruźlicą, zaś TNF-alfa w diagnostyce chorób autoimmunologicznych czy sepsy.

Czytaj również: Niska hemoglobina – przyczyny

Cytokiny – funkcja w organizmie

Cytokiny prozapalne są syntetyzowane przez granulocyty, zwłaszcza limfocyty oraz monocyty, a także komórki NK. Wydzielanie cytokin jest procesem kaskadowym. W odpowiedzi na bodziec indukujący dochodzi najczęściej do pobudzenia syntezy jednej cytokiny, a ta – na drodze regulowania ekspresji specyficznych receptorów – pobudza syntezę kolejnych cytokin.

Jednocześnie wydzielane są cytokiny o działaniu antagonistycznym, co pomaga w regulowaniu procesu zapalnego. Interleukiny wytwarzane przez limfocyty określane są mianem limfokin, zaś przez interleukiny wydzielane przez monocyty to monokiny. Interleukiny oddziałują na komórki docelowe za pośrednictwem specjalnych receptorów zlokalizowanych na powierzchni komórek.

Interleukina 1

Interleukina 1 to grupa cytokin obejmująca m.in. interleukiny IL-1alfa, IL-1 beta, IL-18. Interleukiny te indukują pobudzanie procesów zapalnych na drodze aktywacji limfocytów T, bazofilów, eozynofilów oraz komórek NK. Ponadto interleukina 1 pobudza syntezę innych interleukin, zwłaszcza IL-6 i IL-8. Interleukiny 1 wykazują aktywność m.in. w skórze, krwi, mózgu, mięśniach, macicy, szpiku, płucach czy migdałkach. Syntetyzowane są przez limfocyty, monocyty, neutrofile, keranocyty, komórki śródbłonka oraz komórki glejowe.

Interleukina 6

Interleukina 6 to związek warunkujący proliferację komórek, ich migrację oraz wzrost i różnicowanie, a także procesy apoptozy. Ponadto udowodniono udział IL-6 w indukowaniu przerzutów nowotworowych. Udział interleukiny w procesie zapalnym sprowadza się do stymulowania różnicowania limfocytów B, aktywacji limfocytów T oraz stymulowania produkcji białek ostrej fazy. IL-6 syntetyzowana jest przez śródbłonek, adipocyty, mięśnie szkieletowe.

Interleukina 8

Interleukina 8 to czynnik chemotaktyczny warunkujący migrację makrofagów, limfocytów oraz neutrofilów. Jej udział w procesie nowotworzenia sprowadza się do stymulowania angiogenezy nowotworu. Związek ten syntetyzowany jest przede wszystkim przez mięśnie szkieletowe, śródbłonek oraz monocyty.

Interleukina 18 i 2

Interleukina 18 to związek indukujący syntezę interferonu gamma, a za syntezę IL-18 odpowiadają adipocyty, osteoblasty, komórki mięśniowe, komórki nabłonka i makrofagi.

Interleukina 2 stymuluje aktywność limfocytów B, stanowi czynnik wzrostu dla limfocytów T oraz komórek NK.

Rola pozostałych cytokin prozapalnych w organizmie

Czynnik martwicy nowotworów TNF-α (kachektyna) to cytokina przeciwzapalna syntetyzowana przez monocyty i makrofagi, a także komórki tłuszczowe, fibroblasty czy keranocyty. Ta cytokina odpowiada przede wszystkim za stymulowanie fagocytozy, pobudzenie syntezy białek ostrej fazy, a także wykazuje działanie cytotoksyczne względem komórek nowotworowych.

Dowiedz się więcej o czynniku martwicy nowotworu.

Cytokiny przeciwzapalne – rola w organizmie

Cytokiny przeciwzapalne to związki hamujące syntezę cytokin prozapalnych. Najważniejsze cytokiny przeciwzapalne to IL-4, IL-6, IL-10, IL-1 oraz IL-13. Związki te odpowiadają za inhibicję aktywności makrofagów, monocytów i limfocytów.

Kiedy oznaczać poziom interleukin, TNF-α oraz interferonu γ?

Poziom interleukin we krwi może być oznaczany w celu rozpoznawania stanów zapalnych, oceny ich nasilenia oraz monitorowania odpowiedzi na leczenie. Najczęstsze wskazania do wykonania badania interleukin to:

• diagnostyka sepsy, zwłaszcza u noworodków (szczególnie IL-6);
• monitorowanie pacjentów po rozległych zabiegach operacyjnych w celu oszacowania ryzyka zakażenia pooperacyjnego;
• ocena ciężkości zakażeń bakteryjnych;
• ocena ryzyka odrzucenia przeszczepionego narządu;
• ocena przyczyn nawracających poronień.

Cytokiny badanie cena liczona jest za profil cytokin stanu zapalnego – IL-1beta, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, TNF-alfa to koszt około 300 złotych.

Cytokiny a ciąża i poronienia – badanie proporcji

W przypadku nawrotowych poronień oraz przygotowania do zabiegu in vitro wykonywane jest ponadto oznaczenie równowagi cytokin Th1 do Th2. Wzajemny stosunek poszczególnych interleukin i innych cytokin, syntetyzowanych odpowiednio przez limfocyty Th1 oraz Th2 określać może ryzyko wystąpienia komplikacji położniczych. Mowa m.in. o poronieniach, stanie rzucawkowym, nadciśnieniu ciążowym.

Ocena proporcji cytokin Th1/Th2 wykonywane jest z wykorzystaniem cytometrii przepływowej, zaś oznaczanie poziomu poszczególnych interleukin – metodą cytometrii przepływowej z wykorzystaniem testów ELISPOT oraz metodą real-time PCR. Materiałem do badania najczęściej jest próbka krwi żylnej, a także płyn stawowy oraz płyn mózgowo-rdzeniowy.

Badanie TNF-α wykorzystywane jest w diagnostyce sepsy, schorzeń autoimmunologicznych, rozmaitych chorób infekcyjnych oraz w odrzuceniu przeszczepu. Natomiast interferon gamma badany jest w diagnostyce utajonych zakażeń gruźlicą. Wówczas wykonywany jest test wydzielania interferonu gamma.

Wzrost poziomu cytokin prozapalnych wskazywać może na proces zapalny, autoimmunologiczny, ostre lub przewlekłe zakażenia. Ponadto cytokiny powyżej normy spotykane są w przebiegu chorób nowotworowych, masywnych uszkodzeń tkanek czy procesów gojenia się ran.

Cytokiny – leczenie, jako leki

Niektóre cytokiny wykorzystywane mogą być w terapii niektórych schorzeń. Interferon alfa to lek stosowany w farmakoterapii wirusowego zapalenia wątroby typu B oraz C. Inne zastosowanie interferonu w terapii to leczenie szpiczaka mnogiego, białaczek i chłoniaków, czerniaka oraz raka nerki. Natomiast interferon beta znajduje zastosowanie w leczeniu stwardnienia rozsianego. Interferon gamma jest rzadko stosowany jako uzupełnienie terapii wrodzonej choroby ziarniniakowej.

Niektóre interleukiny znajdują zastosowanie w immunoterapii nowotworów, ponadto interleukina 2 stosowana jest w leczeniu zakażenia wirusem HIV.