Τι είναι οι κυτοκίνες (κυτταροκίνες);

Κυτοκίνες / Κυτταροκίνες

Οι κυτοκίνες (ή ψ) είναι μια ομάδα πεπτιδίων που χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού ώστε να επικοινωνούν μεταξύ τους και με το περιβάλλον τους. Οι μελέτες δείχνουν ότι παίζουν κύριο ρόλο στον έλεγχο της ανοσολογικής αντίδρασης, της φλεγμονής, της αιμοποίησης, της επούλωσης και ρυθμίζουν τη φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων στο σώμα.

Τύποι κυτοκινών

Κάθε κυτοκίνη εκκρίνεται από ένα ειδικό κύτταρο σε αντίδραση έναντι ειδικού ερεθίσματος, που σημαίνει ότι εξυπηρετούν διαφορετικές λειτουργίες στο σώμα, όπως:

• Η διέγερση της παραγωγής των αιμοποιητικών κυττάρων
• Η ενίσχυση της ανάπτυξης, της διατήρησης και της επιδιόρθωσης των ιστών
• Η ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος
• Ο έλεγχος της φλεγμονής μέσω των ιντερφερονών, των ιντερλευκινών, και του παράγοντα νέκρωσης των όγκων (TNFα)

Υπάρχουν πολλά είδη κυτοκινών ανάλογα τον τύπο των κυττάρων από τα οποία παράγονται ή από τις δράσεις που έχουν στο σώμα και περιλαμβάνουν:

• Τις λεμφοκίνες, που παράγονται από τα λεμφοκύτταρα
• Τις μονοκίνες, που παράγονται από τα μονοκύτταρα
• Τις χημειοκίνες, που συνδέονται με την χημειοτακτική δράση
• Τις ιντερλευκίνες, που παράγονται τα λευκοκύτταρα
• Στις κυτοκίνες ανήκουν επίσης οι ιντερφερόνες, οι παράγοντες νέκρωσης όγκων, η ερυθροποιητίνη και οι παράγοντες διέγερσης αποικιών.

Πώς λειτουργούν οι κυτοκίνες;

Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι πολύπλοκο και αποτελείται από διαφορετικούς τύπους ανοσοκυττάρων και πρωτεϊνών που κάνουν διαφορετικές λειτουργίες. Οι κυτοκίνες παίζουν κύριο ρόλο στη φλεγμονή. Τα κύτταρα απελευθερώνουν κυτοκίνες στην κυκλοφορία του αίματος ή άμεσα στους ιστούς. Οι κυτοκίνες εντοπίζονται στα κύτταρα του ανοσοποιητικού και έχουν σχεδιαστεί να στοχεύουν και να συνδέονται σε συγκεκριμένους κυτταρικούς υποδοχείς. Αυτή η αλληλεπίδραση προκαλεί ή διεγείρει συγκριμένες αντιδράσεις από τα κύτταρα στόχους.

Ρόλος των κυτοκινών σε διάφορα νοσήματα

Κατάθλιψη

Στην κεντρική δράση των κυτοκινών μπορεί να οφείλεται η υπερδραστηριότητα που παρατηρείται στον άξονα υποθάλαμου-υπόφυσης-επινεφριδίων που συχνά παρατηρείται σε ασθενείς με καταθλιπτικές διαταραχές. Οι προφλεγμονώδεις κυτοκίνες εμπλέκονται στα χρόνια αυξημένα επίπεδα κορτικοστεροειδών (πχ κορτιζόλης). Σχετικά με την έλλειψη σεροτονίνης που συνδέεται με την κατάθλιψη, οι κυτοκίνες μπορεί να μειώνουν τα επίπεδα σεροτονίνης χαμηλόνοντας τα διαθέσιμα επίπεδα της τρυπτοφάνης (πρόδρομο μόριο της σεροτονίνης) διαμέσου της ενεργοποίησης του ενζύμου IDO.

Κορωνοϊός Covid-19

Στη λοίμωξη από κορωνοϊό θεωρείται πως μια καταιγίδα κυτοκινών εμπλέκεται στο μηχανισμό θρομβώσεων που παρατηρούνται. Η καταιγίδα κυτοκινών είναι η ανεξέλεγκτη απάντηση του ανοσοποιητικού συστήματος, η οποία περιλαμβάνει την συνεχή απελευθέρωση κυτοκινών (κυτταροκινών) και κατεχολαμίνών. Ίδιαίτερα, είναι η ιντερλευκίνη IL6 θεωρείται ως η υπεύθυνη κυττοκίνη για την καταιγίδα κυτταροκινών που παρατηρείται στην λοίμωξη covid-19.

Σημειώνουμε εδώ πως νέες μελέτες δείχνουν ότι η βιταμίνη Β6 (η οποία έχει αντιθρομβωτικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες) μπορεί να μειώνει τις πιθανότητες καταιγίδας κυτοκινών στη λοίμωξη από covid-19 (και πως η ασπιρίνη επίσης μειώνει τη θνητότητα από κορωνοϊό λόγω προστασίας από τις θρομβώσεις). Θα είναι σε θέση να μετριάσει τα συμπτώματα πριν εξελιχθούν σε σοβαρά και αυτό είναι πολύ σημαντικό .

Βρογχικό άσθμα

Το βρογχικό άσθμα είναι μια φλεγμονώδης νόσος των αεραγωγών και συνδέεται με την υπερβολική δραστηριότητα των βρόγχων και την αναστρέψιμη απόφραξη των αεραγωγών. Η IL-4 είναι η κυτοκίνη κλειδί στο άσθμα και στη διαφοροποίηση των Th2 κυττάρων. Διεγείρει την παραγωγή βλέννης και ινοβλαστών και έτσι εμπλέκεται στην παθογένεση των αεραγωγών.

Αλλεργικό άσθμα

Όταν ένα Τ-κύτταρο αναγνωρίσει ένα αντιγόνο ενεργοποιείται η παραγωγή μακροφάγων, δενδριτικών κύτταρων κ.ά. και η έκκριση Τ2 βοηθητικών κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα επηρεάζουν την παραγωγή των κυτοκινών IL-4, IL-5, IL-9 και IL-13. Μεταξύ αυτών των κυτοκινών η IL-4, IL-9 και η IL-13 συνδέονται στα β-λεμφοκύτταρα και διεγείρουν την παραγωγή των IgE αντισωμάτων. Η IL-5 και η IL-9 δρουν στα ηωσινόφιλα οδηγώντας στην ενεργοποίηση, την ωρίμανση και τη διαφοροποίηση τους και τελικά οδηγούν σε βλάβη στον ιστό.

Χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια

Οι κυτοκίνες απελευθερώνονται από τα Τ–κύτταρα ώστε να ρυθμιστεί η φλεγμονή. Η IL-4 είναι πολύ σημαντική για την διαφοροποίηση των Th2 κυττάρων και ίσως να είναι σημαντική για την αρχική ευαισθητοποίηση στα αλλεργιογόνα. Η IFN-γ είναι η κύρια κυτοκίνη της φλεγμονής. Η αυξημένη έκφραση της IL-18 σχετίζεται με σοβαρή νόσο.

HIV

Η λοίμωξη από τον HIV οδηγεί σε αποδιοργάνωση των κυτοκινών που παράγονται από τον οργανισμό. Ο πιο σημαντικός ρόλος των κυτοκινών είναι η ρύθμιση της ομοιόστασης του ανοσοποιητικού συστήματος. Η έκκριση κυτοκινών όπως IL-2 και η IFN-γ από τα Th1 κύτταρα μειώνεται , ενώ η παραγωγή των κυτοκινών IL-4, IL-10 και των  προφλεγμονώδων κυτοκινών όπως η IL-1, η IL-6, η IL-8 και ο TNF-α από τα Th2 κύτταρα αυξάνεται όταν υπάρχει λοίμωξη από τον HIV. Ο TNF-α, ο TNF-β, η IL-1 και η IL-6 διεγείρουν την αντιγραφή του HIV στα Τ-κύτταρα. Αυτό το προφίλ κυτοκινών δεν είναι φυσιολογικό, παρεμβαίνει στην ανοσία και συμβάλλει στην παθογένεση της νόσου.

Ρευματοειδής αρθρίτιδα

Αυτό είναι ένα χρόνιο αυτοάνοσο νόσημα που εκδηλώνεται με δυσκαμψία και πόνο στις αρθρώσεις. Πολλές κυτοκίνες συμβάλλουν στα πρώιμα γεγονότα της ρευματοειδούς αρθρίτιδας. Η IL-8 είναι η κύρια χημειοκίνη που εμπλέκεται στη ρευματοειδή αρθρίτιδα. Οι χημειοκίνες στη ρευματοειδή αρθρίτιδα παράγονται κυρίως από τα μακροφάγα και τους ινοβλάστες.

Κυτοκίνες και εγκέφαλος

Ποικίλες κυτοκίνες και οι υποδοχείς τους εκφράζονται και εκκρίνονται φυσιολογικά στον εγκέφαλο και τα επίπεδα τους μπορεί να ποικίλλουν στα αστροκύτταρα και στη μικρογλοία. Με την πάροδο του χρόνου αυξάνεται η έκφραση κάποιων κυτοκινών. Η αυξημένη έκφραση της IL-1 παρατηρείται όσο αυξάνεται η ηλικία. Τα αυξημένα επίπεδα συγκεκριμένων κυτοκινών μπορεί να οδηγήσουν σε αυξημένο κίνδυνο για την εμφάνιση νευροεκφυλιστικών νοσημάτων, όπως η άνοια.

Σκλήρυνση κατά πλάκας

Η σκλήρυνση κατά πλάκας είναι ένα αυτοάνοσο νευροεκφυλιστικό νόσημα της λευκής ουσίας του κεντρικού νευρικού συστήματος. Ο νευροεκφυλισμός είναι συνέπεια της απομυελίνωσης που δημιουργεί τις χαρακτηριστικές πλάκες στη λευκή ουσία. Η IL-6 και η IFN-γ προκαλούν μια φλεγμονώδη αντίδραση στη λευκή ουσία του εγκεφάλου που οδηγεί στο σχηματισμό πλακών. Ο TGF-β εμπλέκεται στην καταστολή της φλεγμονής αργότερα, στο χρόνιο στάδιο της νόσου.

Νόσος Alzheimer

Η άνοια Alzheimer είναι η πιο γνωστή μορφή άνοιας που παρατηρείται στους ηλικιωμένους. Χαρακτηρίζεται από προοδευτικά ελλείμματα μνήμης, γνωστικές ελλείψεις και αλλαγές στην προσωπικότητα. Οι προφλεγμονώδεις κυτοκίνες όπως η IL-1α και η IL-1β , έχουν βρεθεί στον εγκέφαλο των ατόμων με νόσο Alzheimer. Οι μελέτες δείχνουν ότι ο TGF-β εμπλέκεται στην παθογένεση της νόσου.

Άλλα νοσήματα

Η IL-23 εμπλέκεται στην παθογένεση της ψωρίασης και της ψωριασικής αρθρίτιδας. Το δέρμα στην ψωρίαση χαρακτηρίζεται από σοβαρή φλεγμονή και υπερπολλαπλασιασμό, των φτωχά διαφοροποιημένων κερατινοκυττάρων. Η IL-17 και η IL-22 οδηγούν στον υπερπολλαπλασιασμό των κερατινοκυττάρων και των χονδροκυττάρων που οδηγούν σε κυτταρικό πολλαπλασιασμό και φλεγμονή στο δέρμα και στις αρθρώσεις.

Ο TNF-α στα μονοκύτταρα συνδέεται με το εγκεφαλικό επεισόδιο. Ο αριθμός των μονοκυττάρων είναι πολύ αυξημένος σε ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο.

Ο VEGF παίζει σημαντικό ρόλο στη φλεγμονώδη αντίδραση στην αθηροσκλήρωση, τη σηψαιμία και τη ρευματοειδή αρθρίτιδα. Ο VEGF προκαλεί την παραγωγή των προφλεγμονωδών κυτοκινών IL-6, IL-8 στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Αυτό δίνει μια νέα διάσταση στο μηχανισμό της προφλεγμονώδους δράσης του VEGF σε διάφορα νοσήματα.

Το ψυχολογικό στρες διεγείρει την παραγωγή της κορτιζόλης και της αντιφλεγμονώδους κυτοκίνης IL-10 και της ομόλογης IL-19 μέσω ενεργοποίησης των β-αδρενεργικών υποδοχέων, και ίσως να είναι οι μεσολαβητές-κλειδιά  στην ανοσοκαταστολή που προκαλεί το στρες. Οι μελέτες δείχνουν ότι το στρες ενισχύει την παραγωγή των ανοσοκατασταλτικών κυτοκινών και αυτό επηρεάζει το φυσιολογικό μηχανισμό του στρες.