kemokiner er små signalproteiner, der udløser cellegift (migration) af celler. Normalt er disse celler immunceller. Kemokinerne er således ansvarlige for den effektive funktion af immunsystemet.
Hvad er kemokiner?
Kemokiner er små proteiner, der hører til cytokinfamilien. De får celler til at migrere. Dette er hovedsageligt immunceller, der formodes at komme hurtigt til det passende sted for en skade eller infektion.
Kemokinerne produceres af cellerne, som de formodes at tiltrække. På overfladen af disse celler er receptorer, der gør det muligt for kemokinerne at dokke. Signaleringsmolekylerne er opdelt i inflammatoriske og homeostatiske kemokiner. I de fleste tilfælde er kemokinerne inflammatoriske. De tiltrækker immunceller til deres destination, som straks udløser inflammatoriske processer der for at forsvare sig mod infektion. Inflammatoriske kemokiner produceres altid på stedet for skaden eller infektionen af de immunceller, der er til stede der for at tiltrække yderligere forsvarsceller.
Homeostatiske kemokiner produceres konstant, selv når der ikke er nogen infektion. De bruges til at overvåge sundt væv. Kemokiner har en kemotaksisk virkning på immunceller, såsom monocytter, makrofager, keratinocytter, fibroblaster, blodplader, endotelceller, T-celler, stomiceller, neutrofiler og dendritiske celler. De produceres også af disse celler som signalstoffer for at tiltrække lignende celler om nødvendigt.
Anatomi & struktur
Kemokiner er små proteinkæder med 75 til 125 aminosyrer hver. I den terminale ende af kæden er der en eller to cysteinrester. Cystein er en svovlholdig aminosyre, der kan danne disulfidbroer i molekylet. Cysteinrester danner nu sulfidbroer i proteinkæden.
Mens aminosyresekvensen er variabel inden for proteinerne i kemokinfamilien, forbliver den tertiære struktur den samme for alle kemokiner. Hovedlegemet er dannet som et trestrenget anti-parallel ark med en beta-struktur. Kæden ender ved carboxy-terminalen med en alfa-helix. Der er nu cysteinrester. Der er fire strukturer, i hvilke disse terminale cysteinrester kan arrangeres. Hver struktur symboliserer en familie af kemokiner. Så to cysteinrester kan følge hinanden. Den tilsvarende kemokinefamilie kaldes CC-familien. Hvis der skiftes en anden aminosyre mellem cysteinresterne, er det CXC-familien. CX3C-familien indeholder to cysteinrester adskilt med tre aminosyrer.
Endelig er der en familie med en cysteinrest kendt som C-familien. Alle cysteinrester danner en sulfidbro inden i kæden. De individuelle kemokinfamilier har forskellige funktioner. Den nøjagtige struktur af kemokinerne er stadig ikke fuldt ud forstået. Kemokinerne behøver ikke nødvendigvis vævsvæske eller blod for at udføre deres funktion. De kan også videregive deres signaler via faste strukturer gennem koncentrationsgradienter. Med den positive ladning af deres mange basiske aminosyrer binder de sig til et negativt ladet sukkermolekyle (glycosaminoglucan) på overfladen af celler. Det er endnu ikke klart, hvorfor de mister deres funktion, når de ikke længere kan binde sig til glycosaminoglucan.
Funktion & opgaver
Kemokinernes vigtigste funktion er at tiltrække visse immunceller til de steder i kroppen, der i øjeblikket er underlagt et højere forsvarsniveau mod infektiøse indtrængende. Dette gør immunresponset mere effektivt. I de fleste tilfælde sikrer de også, at der udvikles betydelige inflammatoriske reaktioner for at afværge infektionen. De genereres på stedet for skaden eller infektionen af de immunceller, der allerede findes der.
De nu tiltrækkede celler bevæger sig mod den højeste koncentration af kemokinerne. De tilsvarende kemokinreceptorer er placeret på deres overflade. Kemokinerne binder til disse receptorer og udløser således en migration af cellerne mod den højeste kemokinkoncentration. Hver kemokinefamilie binder imidlertid til sine egne receptorer.CC-familien sikrer migration af monocytter, lymfocytter samt basofiler og eosinofiler. CXC-familien er ansvarlig for angiogenese (vækst af blodkar). CX3C-familien spiller en rolle i inflammatoriske processer i nervesystemet. Endelig aktiverer C-kemokinerne CD8 T-celler og NK-celler (naturlige dræberceller).
Du kan finde din medicin her
➔ Lægemidler til at styrke forsvaret og immunforsvaretsygdomme
Hvis interaktion mellem kemokiner og kemokinreceptorer forstyrres, fungerer immunsystemet. På grund af en mutation i den tilsvarende receptor er det ofte ikke længere en perfekt pasform for kemokiner at lægge til. Dette betyder, at immunceller ikke længere kan tiltrækkes i kritiske situationer.
Denne funktionsfejl manifesterer sig derefter som en immunmangel. Det såkaldte WHIM-syndrom, en speciel immunmangel, kan spores tilbage til en kemokinreceptordefekt. Denne sygdom manifesterer sig i tilbagevendende virus- og bakterieinfektioner. Patienterne viser en særlig følsomhed over for det humane papillomavirus, hvis infektion udtrykkes som vorter. Knoglemarven er fuld af T-forløberceller, men disse vandrer ikke til infektionsstederne. Selektiv immunsvigt mod visse patogener er også mulig. For eksempel, hvis en receptor for en kemokin fra CC-familien er muteret, er der en særlig følsomhed over for West Nile-virussen. I tilfælde af en mutation sikrer den samme receptor også arvelig immunitet mod HI-virussen.
Visse mutationer inden for kemokinreceptorer kan også delvis være ansvarlige for autoimmune sygdomme eller allergier. Overproduktion af visse kemokiner kan også føre til sygdom. Det blev fundet, at udviklingen af psoriasis (psoriasis) er relateret til en overproduktion af CXC kemokin IL-8. Reumatoid arthritis forekommer også sammen med en overproduktion af IL-8. Aterosklerotiske ændringer er ofte resultatet af overdreven inflammatoriske processer, som undertiden er forårsaget af øgede kemokinaktiviteter.
