Тучные клетки (тучные клетки) - исследование, роль в организме, аллергические реакции

Тучные клетки - это клетки, которые до недавнего времени считались вовлеченными только в патомеханизм аллергических реакций. Однако исследования последних лет показали, что они также имеют решающее значение для ряда врожденных и приобретенных иммунных реакций. Тучные клетки могут участвовать в развитии рака, защиты от микробов, аутоиммунитета и, возможно, даже в заболеваниях нервной системы.

Оглавление:

1. Тучные клетки - возникновение
2. Тучные клетки - дегрануляция
3. Тучные клетки - виды
4. Тучные клетки - аллергические реакции
5. Тучные клетки - роль в организме
6. Тучные клетки - мастоцитоз

Тучные клетки или тучные клетки - это клетки иммунной системы размером 6-12 мм. Впервые они были описаны Полем Эрлихом в 1876 году. Характерной особенностью тучных клеток является наличие в их цитоплазме 50-200 базофильных гранул, содержащих биологически активные вещества, например гистамин.

Незрелые тучные клетки, которые еще не содержат гранул, выделяются из костного мозга в периферическую кровь. Только когда тучная клетка обосновалась в ткани-мишени, под действием факторов роста созревает и образует гранулы.

Это довольно необычно, так как большинство клеток крови не попадают в периферическую кровь, пока не созреют в костном мозге.

Продолжительность жизни тучных клеток в тканях составляет от нескольких недель до нескольких месяцев. По истечении этого времени ядро ​​тучной клетки фрагментируется, и сама тучная клетка завершает свой жизненный цикл в селезенке.

Тучные клетки - возникновение

Тучные клетки обнаруживаются во многих тканях, в основном в местах потенциального контакта с вредными веществами, таких как кожа, слизистая оболочка дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы.

Кроме того, тучные клетки заполняют соединительную ткань, особенно в областях, окружающих кровеносные сосуды, нервные клетки, гладкомышечные клетки, слизистые железы и волосяные фолликулы.

Тучные клетки - дегрануляция

Тучные клетки характеризуются содержанием в их цитоплазме базофильных гранул, содержащих самые разные биологически активные вещества:

• биогенные амины (гистамин, серотонин)
• цитокины (ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ6, ИНФ-гамма, ФНО-альфа, ТФР-бета)
• ферменты (химаза, триптаза, гидролазы, фосфолипазы, гранзимы B и H, катепсин G)
• липидные метаболиты (лейкотриены, простагландины, PAF)
• аденозинтрифосфат (АТФ)
• вазоактивный кишечный пептид (VIP)
• оксид азота (NO)
• гепарин
• фактор роста эндотелия (VEGF)
• протеогликаны

Следует иметь в виду, что тучные клетки представляют собой очень разнородную группу клеток, и ни одна клетка не производит все эти вещества одновременно.

Биоактивные вещества из гранул высвобождаются в процессе дегрануляции, который происходит под воздействием:

• Аллергическая реакция I типа, например, после контакта с пыльцой трав
• лекарства, например хинин, морфин, нестероидные противовоспалительные препараты
• физические факторы, например, тепло, холод, вибрация, давление, упражнения
• химические вещества, например спирт, яды насекомых
• сильный стресс
• процедуры, например эндоскопия, биопсия

Тучные клетки - виды

В организме человека есть два типа тучных клеток, и критерием деления является содержание зерна:

• Тучные клетки слизистой оболочки (Т-тучные клетки) содержат триптазу и в основном расположены в слизистой оболочке.
• тучные клетки соединительной ткани (тучные клетки TC), содержащие триптазу и химазу, обнаруженные в соединительной ткани

Тучные клетки - аллергические реакции

Тучные клетки играют центральную роль в аллергических реакциях типа I. Эта реакция запускается специфическими антителами IgE, связанными с аллергеном, которые в сочетании с рецептором на поверхности тучных клеток (FcεRI) инициируют немедленную дегрануляцию клеток.

Выделяются гистамин, лейктриены, серотонин, простагландины и другие вещества, которые действуют местно (например, вызывая отек слизистой оболочки носа) или системно (вызывая, например, хроническую усталость).

Эти реакции являются немедленными, что означает, что они возникают через секунды-минуты после контакта с аллергеном.

Кожные пробы, обычно используемые при диагностике аллергических заболеваний, выявляют наличие тучных клеток, «вызывающих аллергию» на данный аллерген.

Тучные клетки - роль в организме

До недавнего времени считалось, что тучные клетки являются только клетками аллергических реакций типа I. Однако их роль в организме оказывается намного шире и включает различные ответы на врожденные и приобретенные иммунные реакции.

Было показано, что они играют роль в иммунном ответе против микроорганизмов, на которые тучные клетки, подобно аллергическим реакциям, реагируют, высвобождая гистамин и увеличивая проницаемость кровеносных сосудов. Это облегчает доступ других клеток иммунной системы, таких как нейтрофилы, к месту инфекции.

Наличие тучных клеток в стратегических местах, таких как:

• дыхательная система
• пищеварительная система
• мочеполовой тракт
• кожа

позволяет им действовать как «охранник» и предотвращать попадание микроорганизмов в организм.

На своей поверхности тучные клетки имеют рецепторы TLR (Toll-подобные рецепторы), которые активируются бактериальными и вирусными антигенами.

Кроме того, подчеркивается их роль в регуляции воспалительного процесса, при этом тучные клетки являются прямым инициатором воспалительного процесса.

С другой стороны, они также могут подавлять воспалительный процесс, секретируя такие вещества, как IL-10 или TGF-β.

Кроме того, тучные клетки могут снижать активность макрофагов и дендритных клеток и участвуют во всех этапах восстановления тканей во время и после воспаления.

Другой важной функцией тучных клеток является их тесное сотрудничество с Т-лимфоцитами, которые влияют на развитие иммунной толерантности к собственным тканям. Особенно важно их влияние на регуляторные Т-лимфоциты (Treg), которые предотвращают развитие аутоиммунных заболеваний.

Роль тучных клеток в аутоиммунных заболеваниях была описана, среди прочего, при системной красной волчанке и ревматоидном артрите, где было показано, что тучные клетки могут стимулировать аутореактивные Т-лимфоциты, тем самым усугубляя повреждение тканей.

Также задокументировано участие тучных клеток в неопластическом процессе.

Во-первых, тучные клетки могут обладать противоопухолевым действием, секретируя TNF-альфа, который оказывает цитотоксическое действие на опухолевые клетки.

Во-вторых, они также могут способствовать развитию рака, стимулируя образование новых кровеносных сосудов в опухоли (ангиогенез).

Тучные клетки - мастоцитоз

Мастоцитоз - это группа пролиферативных заболеваний, характеризующихся чрезмерным делением и накоплением в органах тучных клеток, особенно в костном мозге и коже. По оценкам, мастицитоз поражает 1 человека из 1000-8000. Им страдают и дети, и взрослые.

Большинство пациентов с мастоцитозом имеют мутацию в гене KIT в кодоне 816 (мутация D816V). Ген KIT кодирует рецептор на поверхности тучных клеток, который при стимуляции факторами роста вызывает пролиферацию клетки.

Следствием мутации D816V является постоянная стимуляция рецептора даже без связи с фактором роста и неконтролируемая пролиферация тучных клеток.

Симптомы мастоцитоза могут иметь системный характер и быть результатом высвобождения тучными клетками веществ, содержащихся в гранулах, таких как гистамин и провоспалительные цитокины. Системный симптом - это, например, приливы.

С другой стороны, местные симптомы возникают в основном из-за накопления тучных клеток в тканях, что может вызвать, например, отек и покраснение кожи. Другие симптомы мастоцитоза:

• анемия
• увеличение селезенки и печени
• красновато-коричневые зудящие комочки на коже
• Симптом Дарье (появление крапивницы или линейных волдырей из-за раздражения кожи)
• падение артериального давления
• шок
• Головная боль
• высокая температура
• боль в костях
• хроническая усталость
• потеря веса
• понос
• боль в животе
• депрессия
• расстройства настроения

Мастоцитоз характеризуется широким спектром клинических форм:

• кожный мастоцитоз
• легкий системный мастоцитоз
• Системный мастоцитоз, связанный с клональной немастоцитарной гиперплазией
• агрессивный системный мастоцитоз
• лейкоз тучных клеток
• саркома тучных клеток
• подкожная мастоцитома

Кожный мастоцитоз чаще встречается у детей, а системный мастоцитоз - у взрослых.

Стоит знать ...

Недавно было показано, что тучные клетки могут участвовать в развитии синдрома хронической усталости.

Стимуляция тучных клеток увеличивает секрецию провоспалительных цитокинов, что может привести к усталости, упадку сил и недомоганию.

Кроме того, тучные клетки могут располагаться внутри нервных клеток и, производя серотонин, могут напрямую влиять на деятельность нервной системы.

Есть также убедительные доказательства того, что тучные клетки могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и мигрировать из кровотока прямо в мозг.

Литература

1. Внутренние болезни, под редакцией Щеклика А., Medycyna Praktyczna Kraków 2010
2. Копец-Шлензак Ю. Тучные клетки и их значение в иммунных и неопластических процессах. Journal of Transfusion Medicine 2015, 8, 2, 49–59., Доступ в режиме онлайн
3. Святой Иоанн А. и Авраам С. Врожденный иммунитет и его регуляция тучными клетками. J Immunol 2013, 190, 4458-4463., Интернет-доступ
4. да Силва Э.З. и др. Функция тучных клеток: новое видение старой клетки. J Histochem Cytochem. 2014, 62 (10), 698-738., Он-лайн доступ

Об авторе

Каролина Карабина, доктор медицинских наук, молекулярный биолог, лабораторный диагност, Cambridge Diagnostics Polska. Биолог со специализацией в микробиологии и лабораторный диагност с более чем 10-летним опытом лабораторной работы. Выпускник Школы молекулярной медицины и член Польского общества генетиков человека, руководитель исследовательских грантов в лаборатории молекулярной диагностики при отделении гематологии, онкологии и внутренних болезней Варшавского медицинского университета. Защитила звание доктора медицинских наук в области медицинской биологии на 1-м медицинском факультете Варшавского медицинского университета. Автор многих научных и научно-популярных работ в области лабораторной диагностики, молекулярной биологии и питания. Ежедневно, как специалист в области лабораторной диагностики, он руководит основным отделом Cambridge Diagnostics Polska и сотрудничает с командой диетологов в CD Dietary Clinic. Он делится своими практическими знаниями по диагностике и диетотерапии заболеваний со специалистами на конференциях, тренингах, в журналах и на сайтах. Особенно ее интересует влияние современного образа жизни на молекулярные процессы в организме.

Прочитать больше статей этого автора