Entzündungsmediatoren und Zytokin-Signalübertragung

Entzündung ist die koordinierte Wirtsreaktion auf Infektionen und Gewebeschäden, die maßgeblich durch Zytokine und andere lösliche Mediatoren orchestriert wird. Diese Signalmoleküle wirken lokal und systemisch, um Leukozyten zu rekrutieren, den Gefäßtonus und die Permeabilität zu verändern und das Ausmaß sowie den Charakter sowohl der angeborenen als auch der adaptiven Immunantworten zu steuern.

Definition

Zytokine sind kleine sezernierte Proteine, die als interzelluläre Botenstoffe wirken, indem sie spezifische Rezeptoren binden, um Wachstum, Differenzierung, Rekrutierung und Aktivierung von Immunzellen und anderen Zellen zu regulieren; Entzündung ist die integrierte Gewebereaktion, die sie als Reaktion auf Infektion oder Schädigung koordinieren.

Scope

Dieses Thema behandelt die Kardinalmerkmale der Entzündung, die wichtigsten proinflammatorischen Zytokinfamilien und deren Signalübertragung, das Inflammasom als Plattform für die Aktivierung der IL-1-Familie sowie die gegenregulatorischen Mediatoren, die die Entzündung auflösen. Es behandelt Entzündung als mechanistisches Thema der angeborenen Immunität und ist keine klinische Leitlinie.

Core questions

• Wie werden Entzündungsprogramme durch mikrobielle und Schadenssignale ausgelöst?
• Welche Zytokinfamilien treiben Entzündungen an, verstärken sie und lösen sie auf?
• Wie wandeln Inflammasome die Sensorik in die Freisetzung reifer Zytokine der IL-1-Familie um?
• Wie wird Entzündung aufgelöst, um kollaterale Gewebeschäden zu begrenzen?

Key concepts

• Kardinalzeichen der Entzündung
• Proinflammatorische Zytokine (TNF, IL-1, IL-6)
• Typ-I- und Typ-II-Interferone
• Chemokine und Leukozytenrekrutierung
• Inflammasom und IL-1-Reifung
• Akute-Phase-Antwort
• Entzündungshemmende und pro-resolvierende Mediatoren (IL-10)
• Sterile versus infektiöse Entzündung

Mechanisms

Die Bindung von Mustererkennungsrezeptoren durch mikrobielle oder Schadenssignale aktiviert Transkriptionsfaktoren wie NF-kappaB, was die Produktion proinflammatorischer Zytokine wie TNF, IL-1 und IL-6 sowie von Chemokinen, die Leukozyten rekrutieren, induziert. Zytokine wirken über rezeptorgekoppelte Signalkaskaden, einschließlich des JAK-STAT-Signalwegs für viele Interferone und Interleukine, um Zielzellen zu reprogrammieren. Das Inflammasom, ein zytosolischer Multiproteinkomplex, aktiviert Caspase-1, um Pro-IL-1-beta und Pro-IL-18 in ihre aktiven Formen zu spalten, was einen zweiten Kontrollpunkt zwischen Sensorik und Sekretion darstellt. Die Reaktion wird durch entzündungshemmende und pro-resolvierende Mediatoren wie IL-10 gekontert, die die Zytokinproduktion hemmen und die Rückkehr zur Homöostase fördern, wodurch die Wirtsabwehr gegen Gewebeschäden ausgeglichen wird.

Clinical relevance

Die Zytokinbiologie liegt Fieber und der Akute-Phase-Antwort, der Pathophysiologie von Sepsis und Zytokin-Freisetzungszuständen, chronischen entzündlichen und autoinflammatorischen Erkrankungen sowie der Begründung für Zytokin-gezielte biologische Therapien zugrunde. Dieser Eintrag beschreibt Mechanismen zu Referenzzwecken und ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

Evidence & guidelines

Die Beschreibungen spiegeln etablierte Übersichten über Entzündungen und Zytokin-Signalübertragung wider und nicht quantitative klinische Evidenz oder Praxisleitlinien.

History

Die Kardinalzeichen der Entzündung wurden bereits in der Antike beschrieben, doch ihre molekulare Grundlage entstand im zwanzigsten Jahrhundert mit der Identifizierung von Zytokinen wie den Interferonen, dem Tumornekrosefaktor und den Interleukinen. Die Entdeckung des Inflammasoms in den 2000er Jahren klärte, wie die Gefahrenerkennung mit der Reifung von Zytokinen der IL-1-Familie gekoppelt ist, wodurch die Entzündung in den breiteren angeborenen Sensorapparat integriert wurde.

Key figures

• Charles Janeway
• Jurg Tschopp
• Shizuo Akira
• Bharat Aggarwal

Seminal works

• takeuchi-2010
• schroder-2010
• chen-2010

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen einem Zytokin und einem Chemokin?

Chemokine sind eine strukturell definierte Untergruppe von Zytokinen, deren Hauptfunktion darin besteht, die Migration von Leukozyten entlang von Konzentrationsgradienten zu steuern. Die breitere Kategorie der Zytokine umfasst auch Mediatoren, die Zellwachstum, Differenzierung und Aktivierung regulieren, anstatt Chemotaxis.

Was bewirkt das Inflammasom?

Das Inflammasom ist ein zytosolischer Proteinkomplex, der bei der Erkennung bestimmter mikrobieller oder Gefahrensignale Caspase-1 aktiviert, um die Vorläufer IL-1-beta und IL-18 in ihre aktiven sezernierten Formen umzuwandeln, was einen kontrollierten Auslöser für eine potente entzündliche Signalübertragung darstellt.