Tsütokiinid

Tsütokiinid (inglise keeles cytokines) on selgrootutel ja selgroogsetel loomadel tuumaga rakkude poolt komplekteeritavate ja vabastatavate mitmesuguste väikesemolekuliliste lahustuvate valkude või glükoproteiinide koondnimetus, mis vahendavad lühiajaliselt ja lokaalselt erinevaid bioloogilisi toimeid ja rakkudevahelist informatsiooni.

Tsütokiinidesarnaseid valke on tuvastatud ka bakteritel ja viirustel.

Tsütokiinid on erineva keemilise koostisega. Igale tsütokiinile vastab kindel tsütokiini retseptor. Need võivad võrgustikke moodustada.

Tsütokiine komplekteerivad eri liiki rakud, kuid enim on uuritud lümfoid(-immuun)süsteemile toimet avaldavaid tsütokiine, mis reguleerivad immuunrakkude kasvu, diferentseerumist, aktivatsiooni ja immuunvastust.

Tsütokiine komplekteeritakse ja vabastatakse ka kasvajarakkude poolt kasvaja mikrokeskkonnas.

Tsütokiine toodetakse ka biotehnoloogilisel teel ja neid kasutatakse mitmete bioloogiliste ravimite koosseisus.

Rakkudevahelise informatsiooni vahendamise käigus toimuvat tsütokiinide vabanemist mõjutavad ka parasiidid, bakterid, närvirakkude kasvufaktor, viirused jm. Tsütokiinide leidumine veres on esimeseks laboratoorseks tunnuseks, et organism on viirusega nakatunud.

Immuunsüsteemi aktivatsioonil osaleb hulgaliselt tsütokiine, kusjuures üks tsütokiin võib eri rakkudele erinevat toimet ja mitu tsütokiini võivad ühesugust toimet avaldada.

Tsütokiinide tüübid

Tsütokiinide põhilised rühmad on interferoonid, interleukiinid, kasvaja nekroosifaktorid, kolooniaid stimuleerivad faktorid ja kemokiinid, lümfokiinid ning kasvutegurid.

Tsütokiinid ja nendega seotud faktorid liigitatakse ka järgmiselt:

• anti-inflammatoorsed tsütokiinid (IL-10, TGFβ, IL-1Ra, IL-13, PGE2, PGJ2)
• proinflammatoorsed tsütokiinid (TNF, IL-1β, IL-6, IL12/IL-18, IL-4, IFN-γ)
• regulatoorsed tsütokiinid.

Kesknärvisüsteemis

Kesknärvisüsteemi rakud jagavad immuunsüsteemiga retseptoreid neuropeptiidide, neurotransmitterite ja tsütokiinide ringluses. Tsütokiinide retseptoreid, mis on võimelised ka ise tsütokiine komplekteerima, on leitud ka teistel rakkudel nagu neuronid, adipotsüüdid, sünoviotsüüdid, fibroblastid, osteoblastid, granulotsüüdid, endoteliaalrakud, astrotsüüdid.

Peaaju

Peaajju võivad tsütokiinid, sisenedes hematoentsefaalse barjääri kaudu, sattuda kas vigastuse, trauma või põletiku tõttu.

Erinevad tsütokiinid vallandavad ajus nii neurokeemilisi, neuroimmuunseid kui ka neuroendokriinseid muutusi.

Arvatakse, et tsütokiinid mõjutavad aju monoaminergilist neurotransmissiooni, seoseid on leitud serotoniin-, noradren- kui dopaminergiliste süsteemidega. Olenevalt tsütokiinide liigist võivad need stimuleerida ajus serotoniini tagasihaaret ja vähendavad serotoniini sünteesi.

Depressioon

Ka depressiooni psühhopatoloogiat on püütud kirjeldada tsütokiinitekkelise teooria abil.

Funktsioonid

Tsütokiinide funktsioonideks on mitmete tähtsate bioloogiliste protsesside juhtimine, nagu:

• rakkude kasvamine
• rakkude diferentseerumine
• rakkude aktiveerimine
• immuunsus
• põletik
• kudede uuenemine
• sidekoestumine
• elundite teke.

Tsütokiinid ja hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealise (telg)

Lümfoid(-immuun)süsteem ja hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealise telg suhtlevad ka tsütokiinide vahendusel. Tsütokiin IL-1 on hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealise telje stimulaator. Ka IL-6 ja IL-10 ning TNFα võivad nimetatud telje aktiveerida.

Roomajad

Roomajatel (sh madudel) komplekteeritakse ja vabastatakse vastavate rakkude poolt (näiteks monotsüüdid ja makrofaagid) vajadusel peamiselt proinflammatoorseid tsütokiine.

Imetajatel

Paljunemine

Tsütokiinidel on tähtis roll ka imetajate sugulisel paljunemisel ja raseda (ema) (tiine emase) immunotolerantsuse tekkes loote suhtes aga ka embrüo (loote) kudede arengus. Emakas ja teistes paljunemisprotsessidega seotud kudedes peetakse peamiseks tsütokiini IL-1β komplekteerimist ja vabanemist aga ka IFNα, IFNβ, IFN γ, IFNτ, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-11, IL-12, IL-13, IL-15, TGFα, TGFβ, TNFα jt.

Inimestel

Tüümus

Tüümuse tsütokiinide toime on paikne ja nende sünteesimise võime omistatakse kõikidele teatud profiili ja arenguastmega tüümuse rakupopulatsioonidele, kuid enim seostatakse tsütokiinidega siiski tüümuse epiteelirakke ja tümotsüüte.

Tüümuse tsütokiinide bioloogilise toime edastamisel loetakse määravaks tüümuse rakkude pinnal ekspresseeritavate tsütokiinide retseptoreid – ühtede rakkude eritatavaid tsütokiine võidakse edastada teist tüüpi rakkudele, nii näiteks indutseerib IL-7, mida sünteesivad tüümuse epiteelirakud või strooma fibroblastid CD4(-)CD8(-) tümotsüütide kasvu ja diferentseerumist.

Tüümuse tsütokiinide süntees on valdavalt spontaanne ja funktsiooniks on tümotsüütide migratsiooni regulatsioon. Tüümuse tsütokiinid ei osale oluliselt immuunvastuses.

Naiste rinnapiimas

Naiste rinnapiimas leidub imetamisperioodil mitmeid tsütokiine: interleukiinid 1β, IL-6, IL-8, IL-10 ja tuumornekroosifaktor alfa (TNFα).

Tsütokiinid ja maohammustus

Maohammustuse (sh mürkmao) korral vabaneb hammustada saanu erinevatest organismi rakkudest, nagu makrofaagid, neutrofiilid, eosinofiilid, basofiilid, lümfotsüüdid jt hulgaliselt tsütokiine ja ka teisi bioloogiliselt aktiivseid signaal- ja vahendajaaineid nagu prostaglandiinid, hapnikuradikaalid, lämmastikoksiid (NO), tromboksaanid, leukotrieenid ja ka vere ensüümi mediaatoreid jpt.

Immunopatoloogia

 Tsütokiinide massiivne, kontrollimatu sünteesimine ja vabastamine organismi erinevate rakutüüpide poolt teatud haiguslike seisunditega kaasuvalt võib põhjustada hüpertsütokineemiat.

Bioloogiline ravi

 Erinevate haiguste (reumatoidartriit, pahaloomulised kasvajad jpt) bioloogilises ravis kasutavate inimeste bioloogiliste ravimite (näiteks monoklonaalsed antikehad, lahustuv tuumorinekroosifaktor alfa retseptor jpt) immuunteraapia tulemusel tekkivat potentsiaalset eluohtlikku tsütokiinide tormi laadset seisundit ehk tsütokiinimürgistust (või ka tsütokiiniülitundlikkust) nimetatakse cytokine release syndrome (CRS).

Ajaloolist

• 1974. aastal kasutas Stanley Cohen esmakordselt terminit "tsütokiin".