Interleukiny

Interleukiny tworzą podgrupę cytokin, komórkowych substancji przekaźnikowych, które kontrolują układ odpornościowy. Interleukiny to krótkołańcuchowe hormony peptydowe zawierające od 75 do 125 aminokwasów. Głównie kontrolują miejscowe wykorzystanie leukocytów w miejscach zapalenia, ale mogą również wywoływać skutki ogólnoustrojowe, takie jak wywoływanie gorączki.

Co to są interleukiny?

Interleukiny (IL) to krótkołańcuchowe hormony peptydowe zawierające od 75 do 125 aminokwasów. Tworzą jedną z kilku podklas cytokin, które kontrolują układ odpornościowy. Jako substancja przekaźnikowa, interleukiny mają podobny zakres zastosowań jak interferony, które również tworzą podklasę cytokin.

Jednak interleukiny są szczególnie wyspecjalizowane w kontrolowaniu leukocytów. Niektóre interleukiny wykazują również działanie ogólnoustrojowe, na przykład mogą wywołać gorączkę, podczas gdy interferony są bardziej wyspecjalizowane w obronie przed wirusami i mają właściwości przeciwnowotworowe. W przeciwieństwie do neuroprzekaźników, interleukiny i interferony specjalizują się w komunikacji z komórkami układu odpornościowego między sobą oraz z komórkami tkankowymi. Ich główne działanie następuje zazwyczaj lokalnie w tkance.

Aby komunikować się z komórkami układu odpornościowego lub z komórkami tkankowymi, interleukiny nie muszą wnikać do komórek; po prostu łączą się z określonymi receptorami w komórkach, co jest wystarczające do wywołania proliferacji, różnicowania i uaktywnienia komórek odpornościowych.

Funkcja, efekt i zadania

Każda z ponad 40 różnych interleukin wykonuje określone zadanie. Ogólnie rzecz biorąc, interleukiny kontrolują wykorzystanie leukocytów, ale także do pewnego stopnia wykorzystanie komórek pomocniczych T, monocytów i makrofagów oraz innych komórek odpornościowych.

Do podstawowych zadań należy pobudzenie komórek układu odpornościowego do dojrzewania, wzrostu i podziału, czyli w razie potrzeby do namnażania. Obejmuje to również proces odwrotny, odwrócenie pewnych reakcji immunologicznych. Interleukina-1 może wywołać gorączkę, jeśli zostaną spełnione określone warunki. IL-1, wraz z IL-6 i czynnikiem martwicy nowotworu, jest jednym z tzw. Pirogenów. IL-2 specjalizuje się w stymulacji, proliferacji i różnicowaniu limfocytów T pomocniczych, limfocytów B i komórek NK. Najważniejszym zadaniem IL-3 jest emitowanie bodźców stymulujących, które umożliwiają pewnym pluripotencjalnym komórkom macierzystym dojrzewanie do erytrocytów, granulocytów lub innych komórek układu odpornościowego.

IL-4 ma także zdolność przekazywania bodźców do proliferacji i różnicowania limfocytów T, ale jednocześnie działa hamująco na aktywność makrofagów. Dlatego IL-4 ma również działanie przeciwzapalne. Komórki docelowe niektórych interleukin mogą być komórkami zrębu lub fibroblastami, jak również wszystkimi typami komórek należących do układu odpornościowego, jak ma to miejsce w przypadku IL-17. Aby modulować procesy zapalne w skórze, interleukina-20 prawdopodobnie bezpośrednio kontroluje odpowiedź immunologiczną keratynocytów w najwyższej warstwie skóry.

Kilka interleukin, takich jak IL-28 i IL-29, rozpoznaje linie komórkowe zakażone wirusami. IL-24 jest prawdopodobnie jedyną interleukiną, która może rozpoznawać komórki nowotworowe i ma działanie hamujące rozwój nowotworu poprzez hamowanie wzrostu i wywoływanie apoptozy komórek, czyli samo-indukowanej śmierci komórki.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Większość interleukin jest uwalniana przez komórki o znaczeniu immunologicznym, głównie w obszarze międzykomórkowym, gdzie mogą one łączyć się z komórkami wydzielającymi lub innymi komórkami układu odpornościowego. Tylko w kilku wyjątkowych przypadkach wyspecjalizowane interleukiny zajmują receptory na komórkach nienależących do układu odpornościowego.

Wyjątkiem jest na przykład IL-33, która jest uwalniana w płucach i skórze, może łączyć się z receptorami z rodziny IL-1. Podobnie jak w przypadku IL-4, IL-5 i IL-13, komórki docelowe to głównie limfocyty T, aw niektórych przypadkach także eozynofile i komórki tuczne. W zasadzie komunikacja między komórkami jest na pierwszym planie z interleukinami. Chodzi przede wszystkim o komunikację na małą skalę, skuteczną lokalnie, dzięki której w wyjątkowych przypadkach uzyskuje się efekty systemowe. Niektóre interleukiny są podobne do czynników wzrostu, ponieważ ich wpływ na limfocyty T, monocyty i limfocyty jest porównywalny z czynnikami wzrostu.

Ze względu na dużą dynamikę, która wynika ze zmieniających się wymagań wobec układu odpornościowego, określenie wartości referencyjnej lub optymalnej wartości jej występowania w organizmie nie ma sensu. Mogą jednak pojawić się problemy z powodu zmniejszonego lub nadmiernego wydzielania, jak obserwuje się na przykład w reakcjach alergicznych.

Choroby i zaburzenia

Bardzo złożone współdziałanie poszczególnych elementów układu odpornościowego powoduje wiele możliwych zaburzeń, osłabienie odpowiedzi immunologicznej lub nadmierną reakcję na określone wyzwania, które mogą prowadzić do łagodnych do ciężkich objawów.

W niektórych przypadkach jednak wydzielanie cytokin nie jest zaburzone, a raczej problem dotyczy zaburzonych receptorów, do których nie mogą dokować interleukiny i inne cytokiny. Odpowiedź immunologiczna na zapalenie tkanki jest zdominowana przez IL-1. Jako substancja sygnałowa sprzyjająca stanom zapalnym jej aktywność może być patologicznie zwiększona, tak że nie tylko martwa tkanka ciała jest fagocytowana i transportowana, ale także atakowane są zdrowe komórki i choroby stawów, takie jak reumatyzm i choroba zwyrodnieniowa stawów. W takich przypadkach pomocny może być antagonista IL-1, który hamuje odpowiedź immunologiczną IL-1.

Antagoniści IL-1 mogą być również wykorzystywani w innych chorobach autoimmunologicznych, takich jak choroba Crohna, stwardnienie rozsiane i łuszczyca. Ponieważ interleukiny składają się ze stosunkowo krótkołańcuchowych białek lub polipeptydów, większość z nich może również przenikać przez barierę krew-mózg. W niektórych przypadkach transportem zajmują się wyspecjalizowane astrocyty. Nawet jeśli nie ma bezpośredniej specyficzności poszczególnych interleukin w odniesieniu do schizofrenii i depresji, można znaleźć wyraźne powiązania, na przykład, między nadmiernym wydzielaniem IL-2 w schizofrenii i IL-6 w depresji. Interleukiny i inne cytokiny wywierają silny wpływ na neuroprzekaźniki, takie jak dopamina, serotonina, adrenalina, noradrenalina i inne.