Sitokinler nelerdir ve bağışıklık sistemindeki görevleri nelerdir? Sitokinler nasıl çalışır, sitokin fırtınası tehlikesi nedir?
Sitokinler
Sitokinler, bağışıklık sisteminin bilinmeyen kahramanlarıdır ve genellikle bir patojen enfeksiyonuna ilk yanıt verenler olarak hareket ederler.
Sitokinler, hücrelerinizin birbirleriyle konuşmasına izin veren moleküllerdir ve sağlıklı bağışıklık sistemi işlevi için çok önemlidir. Bununla birlikte, çok fazla sitokin olumsuz bir etkiye sahip olabilir ve “sitokin fırtınası” olarak bilinen şeye neden olabilir.
Bu küçük sinyal molekülleri, nötrofiller (enfeksiyon bölgesine giden ilk hücrelerin bazıları), mast hücreleri (alerjik reaksiyonlardan sorumlu), makrofajlar, B hücreleri ve T hücreleri gibi birçok farklı bağışıklık hücresi tarafından üretilir.
Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nde bir immünobiyolog olan Joyce Wu, sitokinlerin hücrelerden “bir tür Wi-Fi sinyali gibi” yayıldığını söyledi. Daha sonra hem immün hem de immün olmayan hücrelerdeki spesifik reseptörlere bağlanırlar ve hücreye nasıl büyüdüğünü veya davrandığını ayarlaması için sinyal gönderebilirler. Vücudun neredeyse her organı sitokin reseptörlü hücreler içerir.
Kemokinler, bağışıklık hücrelerini nereye gideceklerini yönlendiren bir işaret gibi davranan sitokinlerdir. Bu şekilde kemokinler, bağışıklık hücrelerinin vücuda giren zararlı istilacıları bulmasına ve yok etmesine yardımcı olur.
Atlanta, Georgia’daki Emory Üniversitesi’nde bir immünolog olan Mandy Ford, sitokinler tipik olarak bağışıklık hücrelerinden gelirken, immün olmayan hücrelerden de gelebileceklerini söyledi. Kan damarlarının içini kaplayan hücreler olan endotel hücreleri ile organ, deri ve diğer dokuların yüzeyini örten hücreler olan epitel hücreleri de vücut çevresine sitokin gönderebilirler.
Sitokinler nasıl çalışır?
Ford, bir patojen veya zararlı bir istilacı vücuda girdiğinde, bağışıklık hücreleri, sitokinler ve organların bir orkestra gibi birlikte çalışarak tepki verdiğini söyledi. Patojeni fark eden ilk bağışıklık hücresi, iletken gibidir. Bu hücre, vücuttaki diğer organlara veya hücrelere (orkestra üyeleri) mesajlar (sitokinler) oluşturarak ve göndererek diğer tüm hücreleri yönlendirir ve daha sonra yönlendirildiği gibi yanıt verir.
Ford, “Sitokin salgılanmasının başlaması, bağışıklık hücrelerinin geri kalanına ve ayrıca vücuttaki bağışıklık dışı hücrelere bir patojen olduğunu ve bir bağışıklık tepkisinin oluşması gerektiğini söyler” dedi.
Sitokinlerin ortaya çıkardığı bağışıklık yanıtlarından biri iltihaplanmadır. Ford, sitokinlerin, hücreden hücreye teması azaltarak kan damarlarının hücre duvarlarını daha gözenekli hale getirerek dokuyu iltihaplandırmaya yardımcı olduğunu söyledi. Kan damarları daha sonra çevredeki dokuya kan sızdırarak bağışıklık hücrelerinin sızan sıvı yoluyla hasarlı bölgeye gitmesine ve iyileşme sürecini başlatmasına izin verir.
Sitokin üretimi esas olarak vücuda bir patojen bulaştığında meydana gelirken, sitokinin neden olduğu iltihaplanma tepkileri, dokular fiziksel olarak hasar gördüğünde de meydana gelir. Örneğin kaldırımda dizinizi takıp kesmeniz gibidüşüp dizinizi yaralamanız gibi.
Sitokinler, doğuştan gelen mi yoksa uyarlanabilir bağışıklık sisteminin bir parçası mı?
Bağışıklık sistemimiz iki kategoriye ayrılabilir. Doğuştan gelen bağışıklık sistemi ve adaptif bağışıklık sistemi. Doğuştan gelen bağışıklık sistemi, genel sağlık tehditlerini hedefleyen doğduğunuz bağışıklığı ifade eder. Uyarlanabilir bağışıklık, daha spesifik patojenleri hedefleyen edinilmiş bağışıklığı ifade eder.
Ford, sitokinlerin “doğuştan gelen ve uyarlanabilir bağışıklık tepkileri arasındaki iletişimi köprülemenin kavşağında” olduğunu söyledi. Bunun nedeni, hücrelerin salgıladığı sitokinlerin miktarı ve türünün patojenin türüne bağlı olarak farklılık göstermesi ve bu farklılıkların, bağışıklık sisteminin tepkisini doğuştan gelen veya uyarlanabilir olacak şekilde uygun şekilde uyarlamasına yardımcı olmasıdır. Bazı sitokinler, enfeksiyona bağlı olarak doğuştan gelen bağışıklık sistemini, adaptif olanı veya her ikisinin bir karışımını uyarabilir.
Sitokinler ayrıca beyin hücrelerini, vücudunuza hasta olduğunuzu söyleyen kimyasalları salmaya yönlendirerek sizi dinlenmeye ve sizi patojenlere daha fazla maruz bırakabilecek aktivitelerden kaçınmaya yönlendirebilir. Ford, “Yorgunluk, uyuşukluk, halsizlik ve tam da bu tür bir ağrı hissi, sitokinlerin vücudumuz üzerindeki etkisidir” dedi.
Sitokinler olmadan, doğuştan gelen bağışıklık sistemi ne zaman harekete geçeceğini bilemez, çünkü bir tehdit belirtisi olmazdı. Ford, aktive edildikten sonra, doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin ilk başta herhangi bir spesifik reseptöre yönelik sitokinleri salgılamadığını söyledi. International Anesthesiology Clinics dergisinde 2007 yılında yayınlanan bir araştırmaya göre, salgılanan sitokinler tüm vücudu hedef alarak ateş, eklem ağrısı ve yorgunluğa neden olur. The Journal of Allergy and Clinical Immunology’den bir 2010 araştırmasına göre uyarlanabilir bağışıklık sistemi, en sonunda, tanıtılan spesifik patojene karşı bağışıklık tepkisini ince ayarlamak için T hücrelerini hedefleyen ve aktive eden spesifik sitokinler salgılar.
Sitokinler, doğuştan gelen bağışıklık sistemi bir enfeksiyonu bastırmada başarısız olduğunda
Sitokinler, doğuştan gelen bağışıklık sistemi bir enfeksiyonu bastırmada başarısız olduğunda uyarlanabilir bağışıklık sistemine harekete geçmesi için sinyal verir. Doğuştan gelen bağışıklık sistemi genel sağlık tehditlerinden korunmada iyi olsa da yabancı patojenleri yok etmekte başarısız olabilir. Sitokinler, adaptif bağışıklık sistemini, patojeni hızla tanımlayan patojene özgü antijenler üretmeye yönlendirir, böylece bağışıklık sistemi onu yok edebilir.
Wu, sitokin tepkisinin yavaş olduğunu ve iyi bir nedenden dolayı olduğunu söyledi. JAMA Internal Medicine dergisinde yayınlanan bir 2020 başyazısı, çok sayıda sitokinin salındığı hızlı bir bağışıklık tepkisinin, şoka ve organ hasarına yol açabilecek hiperinflamasyona neden olacağını açıklıyor. Nature Public Health Emergency Collection dergisinde yayınlanan 2007 tarihli bir araştırmaya göre, doğuştan gelen bağışıklık sisteminin yavaş başlangıç tepkisi, aynı anda çok fazla sitokinin salınmasını önleyerek vücuda ikincil hasarı önlüyor. İnce ayarlanmış T hücre tepkisi, vücuda aşırı zarar vermeden enfeksiyona saldırabilir.
Sitokinler ne zaman kötüdür?
Sitokinler, vücudunuzun enfeksiyonlarla savaşmasına ve enfeksiyonları öldürmesine yardımcı olur. Ancak çok fazla sitokin vücuda baskı yapar ve “sitokin fırtınası” olarak bilinen şeyi yaratır.
Bir sitokin fırtınası, vücuda aynı anda çok fazla patojen girdiğinde veya vücut bağışıklık yanıtının erken safhalarında yanlış türde sitokin salgıladığında meydana gelebilir. Bu durumda aşırı sitokinler, patojeni temizlemek için bağışıklık sistemini doğru bir şekilde yönlendiremez . Neredeyse her organda sitokin reseptörleri bulunduğundan, vücudun hemen hemen her kısmı bir sitokin fırtınasının olumsuz etkilerine karşı hassastır.
Normal bir sitokin salınımı, iltihaplanma yoluyla hasarlı dokunun iyileşmesini desteklemek için kan damarı duvarlarının daha sızdırmasına neden olur. Ancak çok fazla sitokin, kan damarlarının aşırı gözenekli hale gelmesine ve düşük kan basıncına neden olabilir. Ford, bunun da oksijen organlarını tükettiğini ve sonunda ölüme neden olabileceğini söyledi.
Sepsis veya kontrolsüz bakteri enfeksiyonu olan hastalar tipik olarak bir sitokin fırtınası yaşarlar. Bu aynı zamanda JAMA Internal Medicine başyazısında açıklandığı gibi COVID-19 gibi bazı hastalıkların bir semptomudur. Ford, bir sitokin fırtınasının aslında kandaki oksijenin azalmasına, akciğerlerde sıvı birikmesine, solunum zorluğuna ve COVID-19 hastalıklarında gözlenen diğer semptomların çoğuna yol açan kontrolsüz bir bağışıklık tepkisi olduğunu söyledi.
COVID-19 tarafından uyarılmış olsun ya da olmasın, sitokin fırtınaları da nörolojik sorunlara neden olabilir. Beyin, kan-beyin bariyeri sayesinde doğal olarak zararlı kimyasallardan korunur. Ancak sitokinler hücrelerden çok daha küçüktür, bu nedenle beynin koruyucu zarından geçebilirler. Psychiatry dergisinde yayınlanan 2009 tarihli bir incelemeye göre; Sitokin fırtınalarının baş ağrısı, migren, iştahsızlık, uyku ihtiyacının artması ve aşırı yorgunluk gibi semptomlara neden olduğu bilinmektedir.
COVID-19 sitokin fırtınalarını tedavi etmek
JAMA Internal Medicine başyazısına göre bazı araştırmalar, sitokin fırtınalarının COVID-19 hastaları arasında hastalık ve ölüm için önemli bir neden olduğunu gösteriyor. Clinical Infectious Diseases dergisinde yayınlanan bir 2020 çalışması, sitokin inhibe edici ilaç tocilizumabın, ventilatör kullanan COVID-19 hastalarında mortaliteyi % 45 azalttığı gösterildi.
Sitokin seviyeleri, COVID-19 hastalarının aldığı bakımı da etkileyebilir. Nature Medicine’de yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada, belirli sitokinlerin varlığı ve miktarı, COVID-19 vakalarının hayatta kalabilirliğini tahmin edebilir. Bu, doktorların sitokin şiddetine bağlı olarak etkili bir tedavi protokolü oluşturmasına yardımcı olabilir. COVID-19’un ciddiyetini destekleyen mekanizmalar hala tam olarak anlaşılmamış olsa da, Cardiorenal Medicine dergisinde yayınlanan yeni bir inceleme, doğru zamanlanmış anti-inflamatuar stratejilerin sitokin fırtınalarının şiddetini azaltmaya yardımcı olabileceğini ve enfekte olduğunda hastanın sağlığını iyileştirebileceğini buldu.
