Мастоцити

Мастоцитите са вид бели кръвни клетки (левкоцити), които се получават чрез диференциране на миелоидните стволови клетки. Те са част имунната система и са богати на секреторни гранули, съдържащи хистамин и хепарин. Участват в редица процеси, обусловени от имунната система, като алергия и анафилаксия, ангиогенеза, имунна толерантност и защита от патогени. Те се включват и в патогенезата на фиброзни и туморни заболявания. Мастоцитите са познати още като клетки на Ерлих, тъканни базофили, шилаброцити.

Мастоцитите са описани за пръв път от Пол Ерлих през 1878 г. Той ги от диференцира въз основа на техните уникални характеристики и специфичното им оцветяване. Те произлизат от миелоидния предшественик в костния мозък. Това означава, че те имат общ произход с базофилите, моноцитите, неутрофилите и еозинофилите. Родството на мастоцита с това на базофила е по-голямо, тъй като клетката, която преминава от костния мозък в кръвта е базофил, който чрез диапедеза прониква в тъканите и придобива морфологията и функциите на мастоцит.

Цитология на мастоцитите

Мастоцитите са клетки с неправилна сферична форма, като мембраната им образува микровили и микрогънки. Те притежават множество цитоплазмени израстъци и кръгло или овално ексцентрично разположено ядро. В цитоплазмата им се установяват едри, метахроматично оцветени гранули, ограничени с мембрана. Сърцевината на гранулите е изградена от кристаловидни субединици. Мастоцитите могат да се класифицират в две разновидности въз основа на тяхната големина и съдържанието на гранулите. Те биват съединителнотъканни мастоцити (гранули с хепарин, триптаза, химаза) и мукозни мастоцити (гранули пълни с хондроитин сулфат). Вторият вид мастоцити се намират в интерстициалната мукоза на белия дроб. Освен по-горе изброените вещества в гранулите на мастоцитите се намират още хистамин, еозинофилен хемотактичен фактор, неутрофилен хемотактичен фактор, редица ензими. Тези субстанции складирани във везикулите се наричат първични мастоцитни медиатори. Те се освобождават след получаване на сигнал, който се изразява в свързване на антигена (алергена) за IgE-рецепторния комплекс на клетъчната мембрана на мастоцита. Мастоцитите отделят и други биологично активни вещества, но не ги натрупват в гранули. Към тях спадат левкотриени, тромбоксани, простагландини, цитокини, брадикинин, интерлевкин и тумор-некротизиращ фактор. Те се наричат вторични мастоцитни медиатори, защото се отделят от 5 до 30 минути след свързването на алергена. Всички тези биологично активни вещества се освобождават чрез особен вид екзоцитоза. Този процес протича в следната последователност: свързване на поредица от гранули в цитоплазмата, прикрепване към клетъчната мембрана и освобождаване в междуклетъчното пространство. По мембраната на мастоцитите се намират Fc-рецептори, към който се прикрепва имуноглобулин Е. Свързването на антигени към тези антитела води до дегранулация на мастоцитите. Дегранулацията е показател за активността им.

Мехнизъм на активиране на мастоцитите

Мастоцитите са известни с участието им в имуглобулин Е-медиираните алергични реакции. Антителата от клас IgE се секретират от зрелите В-клетки. Циркулиращите антитела се свързват с рецептор, намиращ се на мембраната на мастоцитите. Когато алергенът се свърже с антитялото на мембраната и с рецептори по мембраната на мастоцитите се стимулира каскада от реакции водеща до освобождаване на съдържимото в гранулите на мастоцитите. Освен тези рецептори на мембраната на мастоцитите се експресират рецептори за аденозин, хемокини, цитокини, IgA, IgG, TLRs (Toll-like receptors). Те също участват в активирането на мастоцитите. Съществуват възможности за инхибиране на механизма на активирането на мастоцитите, наречено десенсибилизиране. То възниква при продължително излагане на увеличаващи се дози на антигена.

Физиологични роли на мастоцитите

Мастоцитите участват в регулацията на разнообразие от физиологични функции, които включват вазодилатация (разширяване на съдовете), ангиогенеза (създаване на нови кръвоносни съдове), бактериална и паразитна защита. Освен това те регулират и функциите на много клетъчни типове, като дендритни клетки, макрофаги, Т-клетки, В-клетки, фибробласти, еозинофилни гранулоцити, ендотелни и епителни клетки. Въз основа на освобождаването на широка гама от физиологично активни вещества (хистамин, протеази, простагландини, левкотриени, хепарин, цитокини, хемокини, растежни фактори), те имат способността на участват в регулирането на функциите на много тъкани и органи.

Участие на мастоцитите в ангиогенезата

Ангиогенезата е физиологичен процес на формиране на нови съдове от предварително съществуващите. Мастоцитите стимулират ангиогенезата чрез отделянето на проангиогенни фактори, като TNF-алфа, IL-8 и други. Те секретират и хистамин, който увеличава пермеабилитета (пропускливостта) на капилярите. Този фактор също стимулира ангиогенезата. Съществуват проучвания, които съобщават за ролята на мастоцитите в ангиогенезата при туморния растеж.

Участие на мастоцитите в имунологичната хомеостаза

Мастоцитите допринасят за поддържането на хомеостазата в имунната система. Те са първата линия на защита на организма срещу нахлуващите антигени, защото се намират в кожата и лигавиците. Те са особено важни за съществуването на нормална чревна микрофлора. Храносмилателната система е постоянно изложена на различни антигени, като бактерии и хранителни антигени. Мастоцитите играят роля в секрецията на IgA и цялостната хомеостаза на чревните бактерии.

Роля на мастоцитите във вродения и придобития имунитет

Мастоцитите разпознават вредните агенти и се свързват директно с тях. Това свързване се последва от дегранулация на мастоцита и отделяне на медиатори, които спомагат за елиминирането на патогена (механизми на вродения имунитет). Тези клетки вземат участие и в механизмите на придобития имунитет. Те преработват антигените и ги представят чрез MHC клас I и MHC клас II. Активират и дендритните клетки, които също играят ролята на антиген-презентиращи клетки. Мастоцитите отделят и тумор-некротизиращ фактор, който активира цитотоксичните Т-клетки.

Патологична роля на мастоцитите

Същите механизми, с които работят мастоцитите в регулацията на нормалните физиологични процеси, участват и в неадекватното регулиране, което може да има сериозни последици за организма. Мастоцитите участват активно във възпалителните и имунните процеси. При бързо освобождаване на субстанциите от гранулираните везикули настъпват алергични реакции. Хистаминът предизвиква контракции на гладката мускулатура в бронхиолите и разширява и прави пропускливи кръвоносните капиляри, което води до поява на едем. Алергичните реакции са патологични имунореакции, които в редки случаи могат да доведат до драматични реакции, евентуално смърт (анафилактичен шок). Освен в реакциите на свръхчувствителност мастоцитите участват и в патогенезата на някои заболявания като болест на Крон, сърдечно-съдови заболявания, автоимунни заболявания и мастоцитоза.

Болестта на Крон е хронично възпалително чревно заболяване, възникващо с участието на имунни клетки. Все още не е напълно изяснено точно кои компоненти на имунната система участват в патогенезата на болестта. При това състояние се наблюдава преразпределение на мастоцитите в мускулния слой на засегнатия орган, което води до предположението, че те и медиаторите им участват в патогенезата на болестта. Автоимунните заболявания са състояния, характеризиращи се с хипереактивност на имунната система, която разрушава собствени клетки на организма. Мастоцитите стимулират възпалителния отговор в организма. Този факт благоприятства активирането на Т-клетките. В този контекст се смята, че мастоцитите взаимодействат с Т-клетките и по този начин причиняват увреждане на тъканите. Интересът към ролята на мастоцитите в патогенезата на автоимунните заболявания с всеки изминал ден се увеличава. Правят се изследвания за ролята им при множествена склероза и други състояния с неизвестна етиология. Увеличават се доказателствата и за ролята на мастоцитите в сърдечно-съдовите заболявания. Те участват в развитието на атеросклерозата и исхемичната болест на сърцето. Клоналното натрупване на мастоцити в определена част на тялото е причината за заболяването мастоцитоза.

Мастоцитите са древни клетки, чиято възраст е около 550 милилиона години. Те се считат за многофункционални имунни клетки, които имат роля в регулацията на нормалните физиологични процеси и в патогенезата на някои заболявания.

Заглавно изображение: naughtylittlemastcells.com