Cytokiner är en grupp proteiner som är involverade i det medfödda och adaptiva immunsystemet. Många typer av celler i kroppen – inte bara immunsystemets celler – kan producera cytokiner, och produktionen stimuleras i allmänhet av närvaron av ett antigen. Cytokiner bär signaler från en cell till en annan, förändrar cellbeteende på olika sätt och reglerar kroppens immunsvar mot ett potentiellt hot – som kan vara en patogen, såsom ett virus, en bakterie eller parasit, eller ett toxin. I vissa fall sker olämplig cytokinproduktion som svar på något ofarligt, vilket resulterar i en allergisk reaktion. Vanligtvis lagras cytokinproteiner inte färdiga, utan syntetiseras vid behov.
Rollen för dessa proteiner i immunsvaret är komplex. En enskild cytokin kan påverka flera olika typer av celler, och kan utföra mer än en funktion, medan flera olika cytokiner kan utföra samma funktion. Olika typer av celler kan reagera olika på samma cytokin och cytokiner kan interagera med varandra på olika sätt – till exempel kan man hämma effekterna av en annan; två tillsammans kan ge en synergistisk effekt; och ett cytokin kan stimulera produktionen av andra. Cytokiner kan påverka cellen som producerade dem – dessa är kända som autokrina – eller de kan påverka närliggande celler – dessa är kända som parakrina. Mindre vanligt kan de påverka celler en bit bort via blodomloppet – dessa är kända som endokrina.
Ett antal olika cytokiner är involverade i det medfödda immunsystemet. Kemokiner påverkar rörelsen av immunceller genom kemotaxi och kan locka dessa celler till platser för skada eller infektion. Tumörnekrosfaktor alfa (TNF-α), interleukin 1 (IL-1) och interleukin 6 (IL-6), gemensamt kända som endogena pyrogener, orsakar feber och ett inflammatoriskt svar på infektion genom att påverka temperaturkontrollen i hypotalamus och främja nedbrytning av fett och protein för att generera värme; de stimulerar också produktionen av kemokiner. Interferoner har en mängd olika funktioner, inklusive att förhindra viral replikation och aktivera makrofager och NK-celler. Interleukin 10 (IL-10), däremot, har en väsentligen hämmande effekt på immunsvaret.
Andra typer av cytokiner spelar en roll i det adaptiva immunsystemet. Interleukiner 2, 4 och 5 (IL-2, IL-4 och IL-5) stimulerar tillväxten och utvecklingen av en mängd olika immunceller. Transformerande tillväxtfaktor beta (TGF-β) är huvudsakligen hämmande i funktionen, påverkar multiplikationen av olika immunceller, och minskar även feber genom att blockera verkan av endogena pyrogener. Interferon gamma (IFN-y) är aktivt i både det medfödda och adaptiva immunsvaret.
I benmärgen spelar en annan grupp cytokiner en viktig roll. Denna grupp stimulerar hematopoes – tillväxten och mognaden av benmärgsleukocyter till olika typer. Exempel är interleukiner 3 och 7 (IL-3 och IL-7) och kolonistimulerande faktorer (CSF).
Även om dessa proteiner spelar en viktig roll för att koordinera immunsvaret för att eliminera hot, kan de ibland förvärra tillstånd orsakade av patogener eller själva orsaka sjukdomar. Överdriven produktion av cytokiner, kanske som svar på en ny och obekant patogen, kan resultera i en så kallad cytokinstorm, som kan orsaka allvarlig och livshotande vävnadsinflammation. Det har föreslagits att den höga dödligheten under influensapandemin 1918 berodde på denna effekt snarare än de direkta effekterna av själva viruset. Andra relaterade problem inkluderar toxisk chock, allergier och autoimmuna sjukdomar. Vissa cancerceller producerar cytokiner som hjälper till att stimulera deras tillväxt.