Cosa sono le citochine infiammatorie? E la tempesta di citochine?

Ultima modifica

Cosa sono le citochine

Il termine citochina deriva dal greco ed è composto da due parole, cyto-, cellula e -kinos, movimento; si tratta più nel dettaglio di molecole proteiche a basso peso molecolare utilizzate come segnali chimici utili a regolare la funzione delle cellule immunitarie.

Possono essere prodotte da differenti tipi cellulari, soprattutto cellule del sistema immunitario stesso (monociti e linfociti T) ma non solo (fibroblasti e cellule endoteliali).

In quanto molecole di segnalazione cellulare, permettono la comunicazione tra cellule garantendo una grandissima varietà di funzioni, rivestendo tra l’altro un ruolo di primo piano nella risposta immunitaria sia innata che acquisita, tanto che la definizione più appropriata secondo alcuni Autori dovrebbe essere quella di “agenti immunomodulatori”.

Quando l’organismo si trova a fronteggiare una minaccia costituita da microrganismi patogeni, le citochine si occupano di segnalare a specifiche cellule del sistema immunitario dove sia necessario concentrare i propri sforzi (sito d’infezione); sono inoltre dotate di meccanismi in grado di stimolare una sorta di auto-aumento della produzione per incrementare la risposta infiammatoria.

Quando una cellula del sistema immunitario individua e riconosce un germe estraneo, ad esempio un virus o un batterio, inizia a produrre citochine come una sorta di richiamo per altri attori del sistema immunitario; un interessante paragone è quello proposto dal sito livescience.com, che paragona il sistema ad una rete WiFi, in cui la sede di origine corrisponde ad un segnale più forte, che tende poi a diminuire allontanandosi progressivamente dall’epicentro.

Se normalmente questo effetto è correttamente bilanciato da altri segnali, in alcuni casi la situazione scappa di mano al sistema immunitario, che va così incontro alla cosiddetta tempesta di citochine (vedi dopo).

Le citochine esistono in forma di

  • peptidi (catene di amminoacidi),
  • proteine (catene di amminoacidi con struttura più complessa)
  • e glicoproteine (molecola che nasce dall’unione di una proteina con una catena zuccherina).

Proprietà delle citochine

Le citochine sono dotate di alcune proprietà peculiari:

  • Ridondanza: più citochine possono agire sulla stessa cellula amplificandone l’effetto.
  • Pleiotropia: una stessa citochina può agire su più tipi cellulari inducendo effetti diversi.
  • Sinergia: l’effetto combinato di due differenti citochine è maggiore della somma dei singoli effetti.
  • Antagonismo: l’effetto di una citochina può opporsi all’effetto di un’altra.

Classificazione

Nell’uomo sono ad oggi state descritte e clonate 36 citochine, tuttavia essendo raggruppate sotto tale nome moltissime differenti proteine, nel corso degli anni si sono succedute differenti classificazioni e non esiste ancora un sistema di classificazione unificato e universalmente accettato.

Tra gli approcci più comuni ricordiamo ad esempio:

  • Classificazione in base alle cellule secretrici: Linfochine, monochine, …
  • Classificazione In base alla loro attività
    • Citochine proinfiammatorie: tra queste rientrano le interleuchine (IL1, IL6, IL8) il TNF (fattore di necrosi tumorale); svolgono un ruolo dirimente nella regolazione dell’infiammazione, della febbre ma anche del sonno, ematopoiesi (produzione delle cellule del sangue) e distruzione ossea.
    • Citochine immunoregolatrici: tra queste rientrano le interleuchine (IL2, IL3, IL4, IL5, IL7, IL10, IL12) e presiedono alla formazione delle cellule del sistema immune e la loro differenziazione in cellule natural killer e linfociti B (le cellule che producono anticorpi).
    • Citochine effettrici: rientrano gli interferoni, chemochine, fattori di stimolazione (CSFs) che presiedono alla difesa dagli agenti infettivi e neoplasie.

Poiché una stessa citochina può essere prodotta da differenti tipi cellulari e può presiedere a differenti funzioni, in realtà tali classificazioni sono state abbandonate o ridimensionate.

Recettori e meccanismo d’azione

Le citochine sono messaggeri chimici che esplicano la loro azione grazie al legame con i recettori di membrana per cui hanno grandissima affinità e specificità, come un telecomando che attiva un dispositivo, ma non necessariamente anche altri strumenti elettronici.

In questo senso le citochine vengono spesso paragonate agli ormoni (ormoni del sistema immunitario), perché in grado di agire:

  • nella risposta immunitaria innata attraverso l’attivazione dei macrofagi e delle cellule natural killer, così da indurre processi infiammatori e chemiottatici,
  • nella risposta immunitaria acquisita, sia umorale che cellulare, agendo sui linfociti T e sui linfociti B e consentendo la comunicazione tra i differenti tipi cellulari.

Va tuttavia notato che:

  • Gli ormoni agiscono su un solo organo, mentre le citochine su ampie popolazioni cellulari.
  • Una singola cellula può produrre differenti citochine, a differenza degli ormoni che vengono ad essere prodotti solo da cellule altamente specializzate.
  • Gli ormoni circolano in quantità nanomolari, mentre le citochine in quantità picomolari (ossia mille volte inferiori).

L’azione delle citochine si esplica attraverso:

  • Attività autocrina: l’effetto è esplicato sulla stessa cellula che le produce.
  • Attività paracrina: l’effetto si produce sulle cellule vicine.
  • Attività endocrina: la stimolazione si verifica su cellule e tessuti lontani rispetto al sito di produzione. Questo è proprio delle citochine pro infiammatorie come TNF e IL-1 che vengono trasportate dal sangue alle cellule bersaglio.
Citochine

iStock.com/ttsz

Nel momento in cui la citochina lega il suo recettore si avviano nella cellula una serie di eventi metabolici a cascata che vanno a stimolare o inibire determinate funzioni cellulari, pertanto i recettori sono gli strumenti attraverso i quali le citochine riescono a espletare la propria funzione, fungendo da tramite per la comunicazione con la cellula.

Tempesta di citochine e COVID-19: di cosa si tratta?

Questo termine è stato usato per la prima volta nel 1993 nell’ambito della malattia da trapianto contro l’ospite, ma è solo nel 2000 che l’uso del termine si è diffuso nell’ambito delle malattie infettive per descrivere una risposta infiammatoria incontrollata dal sistema immunitario, che produce un eccesso di citochine e conseguente attivazione di troppe cellule immunitarie che si rendono responsabili di un danno ai tessuti e agli organi coinvolti.

Si tratta in altre parole di una reazione immunitaria esagerata addirittura controproducente, fino a poter diventare fatale; il termine è legato all’osservazione delle quantità circolanti di citochine, che aumentano in modo sproporzionato rispetto ai livelli fisiologici.

Tempesta di citochine

iStock.com/ttsz

Il risultato netto è quello di un grave danno all’ospite, in particolare a tessuti ed organi; quando ad esempio una tempesta di citochine si verifica nel polmone è possibile osservare un progressivo accumulo di fluidi e cellule immunitarie, responsabili in ultimo dell’ostruzione delle vie respiratorie fino all’eventuale esito fatale.

La reale causa di questa eccessiva produzione non è ancora compresa nei dettagli, ma si ritiene che possa essere dovuta ad una risposta abnorme del sistema immunitario verso un agente riconosciuto come altamente patogeno.

Oltre al nuovo coronavirus, che può condurre ad ARDS: (sindrome da distress respiratorio), alcune delle patologie che possono innescare una tempesta di citochine sono:

Tra le strategie terapeutiche utilizzate per far fronte a questa sindrome spicca l’utilizzo del cortisone, che somministrato precocemente è in grado di ridurre e contenere la gravità dell’infiammazione e del danno polmonare indotto dalla tempesta di citochine.

Alcune ipotesi legate all’influenza spagnola del 1918 ritengono che proprio la tempesta di citochine sia la causa delle numerose morti tra i giovani adulti, teoria che spiegherebbe le ragioni di un apparente svantaggio nel possesso di un sistema immunitario altamente efficiente (la popolazione anziana si è rivelata statisticamente meno soggetta ad esito fatale).

Tag: , ,

Articoli Correlati