Zytokine sind kleine Proteine, die von bestimmten Zellen sezerniert werden, um die Immunität und Entzündungen im Körper zu regulieren. Sie wirken auf ihre Zielzellen, indem sie an bestimmte Proteine binden, die sich auf der Zellmembran befinden, sogenannte Rezeptoren. Jedes Zytokin kann nur an einen bestimmten Zytokinrezeptor binden, der die Aktivitäten sowohl der Zytokine als auch der beeinflussten Zellen reguliert.
Es gibt viele verschiedene Arten von Zytokinen und Zytokinrezeptoren. Sie werden auf der Grundlage des Zelltyps, der die Zytokine herstellt, sowie der Struktur und Funktion sowohl des Zytokins als auch des Zytokinrezeptors kategorisiert. Die größte Kategorie von Zytokinen stimuliert die Vermehrung und Differenzierung der verschiedenen Zellen, die an einer Immunantwort beteiligt sind. Es besteht hauptsächlich aus Interleukin (IL)-Zytokinen. Diese Zytokine werden von einem Leukozytentyp, einer Art von weißen Blutkörperchen, produziert und aktivieren einen anderen Leukozyten.
Die Struktur sowohl des Zytokins als auch des Zytokinrezeptors ist hochspezifisch, sodass nur eine Art von Zytokin an einen Zytokinrezeptor binden kann. Dies bedeutet nicht, dass die Zytokinproduktion und -aktivierung so spezifisch ist. Einige Zellen produzieren verschiedene Arten von Zytokinen, und einige Zielzellen haben mehr als eine Art von Zytokinrezeptor auf ihrer Membran, so dass sie durch mehr als eine Art von Zytokin stimuliert werden können.
Wenn ein Zytokin an seinen entsprechenden Rezeptor bindet, wird der Rezeptor aktiviert. Normalerweise bedeutet dies, dass ein sekundärer Botenstoff innerhalb der Zelle durch den Zytokinrezeptor stimuliert wird. Der sekundäre Botenstoff verursacht dann die Reaktionen, die die Zelle dazu bringen, ihr Verhalten zu ändern. Zu den üblichen Reaktionen einer Zelle auf Zytokinstimulation gehören das Erhöhen oder Verringern der Expression von Proteinrezeptoren auf der Zellmembran, die Sekretion von Molekülen, die andere Zytokine sein könnten, sowie das Zellwachstum und die Zellvermehrung.
Die Zytokinaktivität kann durch Antagonistenmoleküle blockiert werden. Diese Moleküle können die Effizienz der Zytokine auf zwei Arten verringern. Erstens kann der Antagonist an das Zytokin selbst binden. Dies wiederum führt dazu, dass das Zytokin seine Form ändert, sodass es nicht mehr an den Zytokinrezeptor binden kann. Da das Zytokin nicht mehr an das Rezeptormolekül binden kann, wird die Immunantwort gestoppt.
Zweitens können Antagonisten eine ähnliche, fast identische Form wie das Zytokin aufweisen. Wenn ein Antagonist die gleiche Form wie ein Zytokin hat, kann er an den Zytokinrezeptor binden. Wenn ein Antagonist an den Rezeptor bindet, blockiert er die Bindung des Zytokins dort. Obwohl der Antagonist an das Rezeptormolekül auf der Zellmembranoberfläche gebunden ist, aktiviert er den Rezeptor nicht, sodass die Zielzelle auch nicht stimuliert wird.