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Zytokine

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Verfasst von Astrid Clasen • Medizinredakteurin

Zytokine bilden eine vielfältige Gruppe von Eiweißen, die eine wichtige Rolle im Immunsystem spielen. Ihre Bildung und Freisetzung erfolgt durch Immunzellen, aber auch durch viele nicht-immunologische Zellen.

Allgemeines

Zytokine sind Teil der unspezifischen (angeborenen) und der spezifischen (erworbenen) Immunabwehr. Sie wirken als Botenstoffe, über welche die Immunzellen miteinander kommunizieren. In dieser Funktion können Zytokine Immunantworten anregen oder hemmen. So steuern und koordinieren sie die Abwehr von Krankheitserregern. Zytokine sind demnach mitverantwortlich dafür, dass eine Immunreaktion erfolgreich abläuft. Dabei wirken sie als Wachstumsfaktoren, aktivieren oder deaktivieren Zellen und schützen das Gewebe vor Schädigungen.

Zytokine müssen nicht in die Zelle eindringen, um zu wirken. Ein Zytokin dockt lediglich an einen sogenannten Rezeptor an, der auf der Zelloberfläche sitzt. Diese Bindung führt dann zur Auslösung und Weiterleitung von bestimmten biologischen Reaktionen innerhalb der Zelle.

© Onmeda
Die Bildung von Zytokinen erfolgt durch Zellen (meist Immunzellen). Zytokine vermitteln ihre Wirkung, indem sie sich an Oberflächenrezeptoren binden. Diese können sich sowohl auf der zytokinproduzierenden Zelle als auch auf anderen (Immun-)Zellen befinden.

Wenn ein Zytokin nicht funktioniert, kann dies schwere Folgen für die Gesundheit der Betroffenen haben: Wegen der großen Bedeutung von Zytokinen für die erfolgreiche Immunabwehr können erblich bedingte oder erworbene Defekte in ihrer Funktion schwere Immundefekte oder krankhafte Entzündungszustände verursachen.

Andererseits kommen zur Behandlung mancher Krankheiten Antikörper oder Zytokinrezeptoren zum Einsatz, um gezielt bestimmte Zytokine zu hemmen: Solche entzündungshemmenden Mittel stehen zum Beispiel gegen Morbus Crohn oder die rheumatoide Arthritis zur Verfügung. Darüber hinaus können (wegen ihrer anregenden Wirkung auf das Wachstum oder das Immunsystem) auch die Zytokine selbst einen therapeutischen Nutzen haben: So kann eine Immuntherapie zum Beispiel bei einer Virushepatitis erfolgen.

Benennung und Einteilung der Zytokine

Die Benennung der Zytokine ist uneinheitlich: Viele Zytokine bezeichnet man als Interleukine (IL-) und nummeriert sie von 1 aufsteigend durch (also IL-1, IL-2, IL-3 usw.). Andere Zytokine sind nach ihrer Funktion benannt, wie z.B. TNF-α (sog. Tumornekrosefaktor). Die Einteilung der Zytokine erfolgt meist nach ihrer Wirkung während einer Immunantwort. Hierbei unterscheidet man entzündungsfördernde und entzündungshemmende Zytokine:

Entzündungsfördernde (proinflammatorische) Zytokine sorgen beim Eindringen eines Erregers für das Anlocken von Immunzellen zum Infektionsort, eine stärkere Durchblutung des betroffenen Gewebes und für die Aktivierung der Immunzellen. Zu den Zytokinen, die den Entzündungsprozess anregen, gehören:

Entzündungshemmende (antiinflammatorische) Zytokine dagegen sorgen dafür, dass nach erfolgreicher Bekämpfung des Krankheitserregers die Entzündung wieder abklingt und sich die aktivierten Zellen abschalten. Außerdem reguliert das Wechselspiel zwischen entzündungsfördernden und -hemmenden Zytokinen den wirksamen Ablauf der Immunabwehr. Zytokine, welche die Entzündungsantwort unterdrücken, sind zum Beispiel:

Die entzündungsfördernden und entzündungshemmenden Zytokine sind bei einer Immunreaktion in bestimmten Mengen im Körper vorhanden – sie befinden sich in einem Gleichgewicht. Dieses Gleichgewicht ist Voraussetzung für eine wirksame Bekämpfung des Erregers, aber auch dafür, dass die Immunreaktion wieder zum Erliegen kommt.

Wenn das Gleichgewicht und damit das Zusammenwirken entzündungsfördernder und entzündungshemmender Zytokine gestört ist, kommt es zu schwerwiegenden Erkrankungen, da entweder das Immunsystem den Krankheitserreger nicht beseitigen kann oder die Immunreaktion nicht zum Erliegen kommt, obwohl der Erreger nicht mehr vorhanden ist. Liegen beispielsweise entzündungsfördernde Zytokine im Überschuss vor oder sind zu wenig entzündungshemmende Zytokine vorhanden, entsteht eine chronische Entzündung. Zu den Erkrankungen, bei denen das Zytokingleichgewicht gestört ist, gehören Psoriasis, Morbus Crohn und rheumatoide Arthritis.

Liste einiger Zytokine und ihrer Wirkung

Zytokin Produzierende Zellen Wirkung
IL-1 Monozyten / Makrophagen u.a. Fieber, Aktivierung der T-Zellen, Makrophagenaktivierung
IL-2 T-Zellen Wachstum von T-Zellen
IL-4 T-Zellen, Mastzellen Aktivierung von B-Zellen, Wachstum von T-Zellen
IL-5 T-Zellen, Mastzellen Wachstum und Differenzierung der eosinophilen Zellen
IL-6 Monozyten / Makrophagen, T-Zellen, Endothelzellen Wachstum und Differenzierung von T- und B-Zellen, Produktion von Eiweißen der akuten Phase, Fieber
IL-10 Monozyten / Makrophagen, T-Zellen Entzündungshemmend, Anregung von B-Zellen
IL-12 Monozyten / Makrophagen, B-Zellen Aktivierung von NK-Zellen, Differenzierung von CD4-T-Zellen zu TH1-Zellen
IL-13 T-Zellen Wachstum von B-Zellen, Hemmung der TH 1-Zellen und der Produktion entzündungsfördernder Zytokine durch Makrophagen
IFN
(Interferon)-γ
T-Zellen, NK-Zellen Aktivierung von Makrophagen, Zunahme von MHC-Molekülen, Abtötung von TH 2-Zellen
GM-CSF
(Granulozyten / Makrophagen-Kolonie-
stimulierender Faktor)
Monozyten / Makrophagen, T-Zellen Erhöhte Bildung von Granulozyten, Makrophagen und dendritischen Zellen
M-CSF(Makrophagen-Kolonie-
stimulierender Faktor)
Monozyten / Makrophagen Stärkeres Wachstum und Differenzierung der myeloiden Vorläuferzellen
TNF-α
(Tumornekrose-
faktor-α)
Monozyten / Makrophagen, T-Zellen, NK-Zellen Lokale Entzündung, Endothelaktivierung
TGF-β
(Transformierender Wachstumsfaktor-β)
Monozyten, T-Zellen Gehemmtes Zellwachstum von B-Zellen, entzündungshemmend

Therapeutische Anwendung von Zytokinen

Die therapeutische Anwendung von Zytokinen gewinnt in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung. Zytokine kommen beispielsweise zum Einsatz, um ein bestehendes Zytokin-Ungleichgewicht, das zu einem Krankheitsbild führt, auszugleichen und damit die Krankheit zu behandeln. Außerdem finden Zytokine therapeutische Anwendung, um die immunologische Abwehr (z.B. gegen Tumorzellen) anzuregen. Mögliche Anwendungsgebiete für Zytokin-Therapien sind:

Weitere Informationen

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Quellen:

Peter, H.-H., Pichler, W.J., Müller-Ladner, U. (Hrsg.): Klinische Immunologie. Urban & Fischer, München 2012

Schütt, C., Bröker, B.: Grundwissen Immunologie. Spektrum, Heidelberg 2011

Online-Informationen des Robert Koch-Instituts: www.rki.de (Stand: April 2006)

Janeway, C. A. und Travers, P.: Immunologie. Spektrum, Heidelberg, 2002

Klein, J.: Immunologie. VCH, Weinheim, 1999

Letzte inhaltliche Prüfung: 30.11.2012
Letzte Änderung: 08.07.2020