Ein Zytokinsturm bedeutet eine heftige Entzündungsreaktion, die außer Kontrolle unseres Körpers gerät. Normalerweise ist die Entzündungsreaktion zum Beispiel auf eine Virusinfektion selbstlimitierend, aber bei manchen Menschen ist die Aktivierung des Immunsystems so stark, dass es viele Organe schädigen und schließlich sogar sterben kann. Jüngste Studien haben bewiesen, dass der Zytokinsturm eine der Haupttodesursachen bei Menschen ist, die an COVID-19 erkrankt sind.

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  1. Zytokinsturm - was ist das?
  2. Zytokinsturm - Entstehungsmechanismus
  3. Zytokinsturm - verursacht
  4. Zytokinsturm - Folgen
  5. Zytokinsturm - Symptome
  6. Zytokinsturm - Behandlung
  7. Zytokinsturm - COVID-19 und andere Pandemien

Zytokinsturm - was ist das?

Zytokinsturmauch bekannt alsHyperzytokineämieoder Zytokin-Kaskade ist eine übermäßige und unkontrollierte Reaktion des Immunsystems, die massive Mengen entzündungsfördernder Substanzen freisetzt Substanzen. Unbehandelte Zytokinstürme können zu schwerwiegenden Komplikationen wie Sepsis, Schock, Gewebeschäden und Multiorganversagen mit nachfolgendem Tod führen.

Zytokinsturm wird nicht als Krankheitsentität klassifiziert, sondern als Komplex von Immunantworten, die im Verlauf verschiedener klinischer Zustände, z. B. Infektionskrankheiten, auftreten können.

Der Begriff „Zytokinsturm“ wurde erstmals 1993 verwendet, um die Auswirkungen der Graft-versus-Host-Erkrankung zu beschreiben, die im Körper des Empfängers nach einer Organtransplantation auftreten können. Im Jahr 2003 wurde auch gezeigt, dass ein Zytokinsturm mit der Reaktion des Körpers auf eine Infektion durch Viren, Bakterien oder Pilze zusammenhängen kann.

Der Begriff "Zytokinsturm" scheint erstmals im Zusammenhang mit einer Infektion mit dem Vogelgrippevirus H5N1 im Jahr 2005 verwendet worden zu sein. Dann wurde es immer häufiger in der wissenschaftlichen Literatur verwendet.

Zytokinsturm - Entstehungsmechanismus

Die Auslösung eines Zytokinsturms kann beispielsweise während einer Infektion mit einem Influenzavirus erfolgen. Nach der Infektion dringt das Virus durch Endozytose in die Epithelzellen der oberen und unteren Atemwege ein. Dann wird das virale Erbgut von den sogenannten erkannt Pathogen-related Molecular Patterns (kurz PAMP), die wiederum eine Systemreaktion auslösen könnenImmunsystem, einschließlich eines Zytokinsturms.

Während eines Zytokinsturms werden die Zellen des Immunsystems schnell aktiviert. Schnelle Teilung von T-Lymphozyten und B-Lymphozyten, Monozyten, Makrophagen, dendritischen Zellen und NK-Zellen und deren Überproduktion von über 150 verschiedenen Zytokinen

Ein Merkmal des Zytokinsturms ist der Verlust des negativen Feedbacks durch das Immunsystem, das die übermäßige Produktion von entzündungsfördernden Zytokinen physiologisch hemmt. Die Freisetzung von Zytokinen induziert die Freisetzung weiterer Zytokine, was eine unaufh altsame Kettenreaktion einleitet. Es kommt zu einer Art Teufelskreis, der sich von selbst fortsetzt.

Zytokine sind eine vielfältige Gruppe kleiner Moleküle, die hauptsächlich von Zellen des Immunsystems ausgeschieden werden, um miteinander zu kommunizieren. Die wichtigsten Funktionen von Zytokinen sind die Steuerung der Teilung und Differenzierung von Immunzellen und die Regulierung der Entzündungsreaktion.

Zu den Zytokinen gehören Proteine ​​wie:

  • Interferone (IFNs), die eine wichtige Rolle bei der angeborenen Immunität gegen Viren und andere Mikroben spielen
  • Interleukine (IL), die primär die Differenzierung und Aktivierung von Immunzellen regulieren. Sie können entzündungsfördernd (Aktivierung der Entzündungsreaktion) oder entzündungshemmend (Hemmung der Entzündungsreaktion) sein
  • Chemokine wirken als Substanzen, die Zellen des Immunsystems "anziehen" und so deren Bewegung zu den Orten der Entzündungsreaktion kontrollieren
  • Colony Stimulating Factors (CSF) kontrollieren die Hämatopoese, den Prozess der Produktion reifer Immunzellen aus Blutstammzellen
  • Der Tumornekrosefaktor (TNF) ist vielleicht das am besten untersuchte entzündungsfördernde Zytokin, das eine zentrale Rolle im Zytokinsturm spielt

Zytokinsturm - verursacht

Faktoren, die zu einem Zytokinsturm führen, sind mit einer Vielzahl von Infektionskrankheiten und nicht übertragbaren Krankheiten verbunden. Zu den Infektionserregern gehören:

  • Streptokokken der Gruppe A
  • Cytomegalovirus
  • Epstein-Barr-Virus
  • Ebola-Virus
  • Grippevirus
  • Pockenvirus
  • Coronaviren z.B. SARS-CoV, MERS-CoV

Zu den nicht infektiösen Faktoren gehören:

  • Transplantat-gegen-Wirt-Krankheit
  • Multiple Sklerose
  • juvenile idiopathische Arthritis
  • Pankreatitis
  • Krebs z.B. Lymphom
  • biologische Therapien z.B. Rituximab
  • Hämophagozytisches Syndrom
  • Makrophagenaktivierungssyndrom

Eines der größten Geheimnisse rund um den Zytokinsturm istwarum manche Menschen besonders anfällig und andere resistent gegenüber der Entwicklung eines Zytokinsturms zu sein scheinen. Dies hängt wahrscheinlich mit der genetischen Variabilität der Immunantwort in der menschlichen Bevölkerung zusammen.

Zytokinsturm - Folgen

Zytokinsturm ist eine wichtige Todesursache bei Patienten, die mit Viren wie Ebola, Marburg, Coronaviren und der pandemischen Grippe infiziert sind. Akute Lungenschädigung (ALI) ist eine häufige Folge eines Zytokinsturms bei Viren, die die Lunge befallen, wie SARS-CoV und Influenzaviren.

ALI ist gekennzeichnet durch eine akute Entzündungsreaktion des Lungengewebes, gefolgt von einer chronischen Phase der Ablagerung von Lungenkollagen und Fibrose. Im Laufe der Zeit kann sich ALI zu seiner schwereren Form entwickeln, dem akuten Atemnotsyndrom (ARDS).

Eine lokale Lungenentzündung kann sich über das Kreislaufsystem auf den Rest des Körpers ausbreiten und in anderen Organen verheerende Schäden anrichten. Schließlich kann man ein schweres klinisches Syndrom in Form einer Sepsis beobachten.

Menschen mit schwerer infektionsinduzierter Sepsis haben charakteristische Zytokinprofile im Blut, die sich im Laufe der Zeit ändern. Die Zytokine der akuten Reaktion sind TNF, Interleukin-1 und 8, die frühe Minuten oder Stunden nach der Infektion auftreten, gefolgt von einem deutlichen Anstieg der Interleukin-6-Spiegel. Das entzündungshemmende Interleukin-10 erscheint etwas später, wenn der Körper versucht, die akute systemische Entzündungsreaktion zu kontrollieren.

Der Zytokinsturm ist neben Lungeninfektionen eine Folge schwerer Infektionen des Magen-Darm-Traktes, der Harnwege, des Zentralnervensystems, der Haut und der Gelenksp alte.

Zytokinsturm - Symptome

  • Fieber
  • Müdigkeit
  • Appetitlosigkeit
  • Muskel- und Gelenkschmerzen
  • Übelkeit und Erbrechen
  • Durchfall
  • Blutdruckabfall
  • beschleunigter Herzschlag
  • Krämpfe
  • Kopfschmerzen
  • Delirium und Halluzinationen
  • Verstrickung
  • Ausschlag

Andererseits werden in Labortests hohe Werte gefunden:

  • Stickstoffverbindungen im Blut
  • D-Dimere
  • Aminotransferaz
  • Ferritin
  • CRP-Proteine ​​
  • Interleukine-6 ​​
  • Laktatdehydrogenase
  • verlängerte Prothrombinzeit
  • verminderte Thrombozytenzahl

Zytokinsturm - Behandlung

Derzeit gibt es keine einzige Zytokinsturmtherapie und Medikamente, die speziell dafür entwickelt wurden, sie zu behandeln. Der Hauptansatz bei der Behandlung dieses Syndroms besteht darin, eine Immunsuppression zu induzieren, d.h.eine Abnahme der Reaktivität des Immunsystems. Zu diesem Zweck sind Medikamente wie:

  • Kortikosteroide
  • Zytokinhemmer z.B. Tocilizumab

Zytokinsturm - COVID-19 und andere Pandemien

Häufende klinische Beweise deuten darauf hin, dass eine Untergruppe von SARS-CoV-2-Virus-induzierten schweren COVID-19-Patienten ein Zytokinsturm-Syndrom aufweisen kann.

Eine multizentrische retrospektive Studie, die von Ruan et al. Bei diesen Patienten wurden erhöhte Werte von Ferritin und Interleukin-6 im Blut beobachtet. Dies kann wichtige Auswirkungen auf die Behandlung der Krankheit haben, da die Behandlung von COVID-19 derzeit unterstützend ist.

Daher wird vorgeschlagen, dass Patienten mit schwerem COVID-19 auf Zytokinstürme untersucht werden sollten (z. B. durch Messung von Ferritin), um eine Untergruppe von Patienten zu identifizieren, bei denen eine immunsuppressive Behandlung wirksam wäre. Dieser neue Therapieansatz wird in der Abteilung für Infektionskrankheiten des Unabhängigen Öffentlichen Klinischen Krankenhauses Nr. 1 in Lublin getestet.

Ein Zytokinsturm könnte die Sterblichkeitsrate junger Menschen durch COVID-19 erklären, da eine ähnliche Situation 1918 während der spanischen Grippepandemie beobachtet wurde. Mehr als die Hälfte der Todesfälle ereigneten sich damals bei Gesunden zwischen 18 und 40 Jahren und wurden durch den Zytokinsturm verursacht, der zum akuten Atemnotsyndrom führte.

Andererseits erklärt das Phänomen des Zytokinsturms, warum Kinder eine mildere Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus erleben. Ihr Immunsystem ist nur unterentwickelt und reagiert nicht so heftig auf das Vorhandensein des Virus.

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Über den AutorKarolina Karabin, MD, PhD, Molekularbiologin, Labordiagnostikerin, Cambridge Diagnostics PolskaVon Beruf Biologe mit Spezialisierung auf Mikrobiologie und Labordiagnostiker mit über 10 Jahren Erfahrung in der Laborarbeit. Absolventin des College of Molecular Medicine und Mitglied der Polnischen Gesellschaft für Humangenetik, Leiterin der Forschungsstipendien des LaborsMolekulare Diagnostik an der Abteilung für Hämatologie, Onkologie und innere Krankheiten der Medizinischen Universität Warschau. Sie verteidigte den Titel eines Doktors der medizinischen Wissenschaften im Bereich medizinische Biologie an der 1. Medizinischen Fakultät der Medizinischen Universität Warschau. Autor zahlreicher wissenschaftlicher und populärwissenschaftlicher Arbeiten im Bereich Labordiagnostik, Molekularbiologie und Ernährung. Als Spezialist auf dem Gebiet der Labordiagnostik leitet er täglich die Sachabteilung bei Cambridge Diagnostics Polska und arbeitet mit einem Team von Ernährungswissenschaftlern der CD Dietary Clinic zusammen. Sein praktisches Wissen zur Diagnostik und Ernährungstherapie von Krankheiten teilt er mit Spezialisten auf Konferenzen, Schulungen, in Zeitschriften und Websites. Ihr besonderes Interesse gilt dem Einfluss des modernen Lebensstils auf molekulare Prozesse im Körper.

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Immunsystem