Mastocitele (heparinocitele), Degranularea mastocitelor, Functiile mastocitelor

Mastocitele (heparinocitele)

Mastocitele sunt celule mari, mononucleate, conjunctive, mobile, prezente, in mod normal in cea mai mare parte a tesuturilor din organismul uman, in special in jurul vaselor din tesutul conjunctiv.

Mastocitele sunt dispersate liber in tesutul conjunctiv moale din pulpa dentara, in special in adventicea vaselor si nervilor.

Paul Elrich, in 1879, i-a zis "mastzellen', iar ulterior francezii au numit-o "mastocit'. Au fost descoperite de Miller in 1978.

Mastocitele sunt celule rotunde, ovale, poliedrice sau neregulate, cu diametrul de pana la 25 μ. Au un nucleu mic, rotund sau oval, situat central, cu cromatina fin granulara, care adesea este mascat de catre granulatiile din citoplasma. Nucleul contine 1-2 nucleoli si se poate colora albastru cu albastru de toluidina sau violet cu albastru alcian. Se coloreaza violet si cu violet de metil.

Citoplasma este slab eoztnofila si contine un numar variabil de granule. Intre granule se gasesc organitele citoplasmatice, slab reprezentate: sunt rare mitocondrii, ribozorni putini, iar complexul Golgi si RER sunt reduse. dv243x4393lvvo

Granulele mastocitului au un diametru variabil de 1-2 nm. Majoritatea granulelor sunt slab PAS⁺ si metacromatice: putine sunt intens PAS⁺ si ortocromatice.

Granulele se pot colora rosu-violet, bazofil (metacromatic) cu albastru de toluidina, albastru alcian si cu violet de metil.

Sunt slab PAS pozitive, datorita continutului in mucopolizaharide acide.

Unii cercetatori au facut o descriere mai detaliata a granulelor mastocitare si au facut o clasificare dupa aspectul lor morfologic.

Astfel, granulele din mastocite au fost impartite in trei categorii:

tip I - sunt electronodense, omogene si se crede ca ar contine mediatori preformati, inactivi;

tip II - sunt mai slab electronodense decat tipul I si contin o matrice fin granulara. Intre membrana perigranulara si matrice se gaseste un spatiu clar;

tip III - mult mai mari si mult mai putm electronodense comparativ cu tipul II. Sunt formate dintr-o retea de filamente fine, in ochiurile careia se observa mici granule electronodense.

Filamentele fine din retea, adesea sunt atasate la membrana perigranulara, la plasmalema sau membrana granulelor vecine.

Granulele fuzionate in cavitati au fost observate si in citoplasma profunda.

Mecanismul exact al exocitozei granulelor, in vivo, nu este bine cunoscut. Acestui proces i s-au descris urmatoarele faze:

1. formarea cavitatilor cu granule alterate, neregulate:

2. fuzionarea membranelor perigranulare cu plasmalema si formarea de pori pe suprafata mastocitelor;

3. eliminarea continutului cavitatilor in spatiul extracelular.

Unele granule exocitate de catre mastocite sunt fagocitate de catre macrofage.

Membrana celulara (plasmalema) rnastocitului prezinta expansiuni sub forma de valuri, de dimensiuni variabile. Plasmalema mastocitelor contine receptori specifici pentru IgE.

Receptorii de pe suprafata mastocitelor formeaza agregate mari cu anticorpii care apoi sunt internalizate in vacuole acoperite. Raspunsul mastocitelor la moleculele semnal (hormoni, factori de crestere, mediatori imuni) depinde, de densitatea si distributia receptorilor plasmalemali.

In plasmalema unor mastocite s-au evidentiat pori cu diametrul de 0,6-0,8 nm sau chiar mai mari. In lumenul unor pori de gasesc corpi rotunzi netezi, probabil sunt granule in curs de eliminare.

Originea mastocitelor este o problema inca neclarificata. S-au observat asemanari structurale intre mastocitele din tesuturile conjunctive moi si bazofilele sanguine. Astfel ca, unii cercetatori au emis ipoteza ca unele mastocite tisulare ar fi leucocite bazofile, migrate din calea sanguina si modificate morfo-functional sub actiunea factorilor de mediu local.

Alti autori au emis ipoteza ca si mastocitul tisular s-ar diferentia din aceeasi clona celulara din maduva hematogena ca si bazofilul sanguin.

S-a documentat si ipoteza ca mastocitele se diferentiaza din celulele mezenchimale, la embrion si la fat, iar la adult din celule mezenchimale perivasculare.

Alti autori sustin ca mastocitele diferentiate isi pastreaza capacitatea de proliferare prin self-replicare, asigurand linia celulara mastocitara.

Degranularea mastocitelor

Degranularea rnastocitului este un proces fiziologic si importanta acestui proces depinde de intensitatea si tipul de stimul.

S-a incercat explicarea degranularii mastocitelor prin mecanisme imunologice si neimunologice. Mecanismele imunologice se bazeaza pe clasica degranulare mediata de IgE; degranularea este legata de anafilaxinele care apartin sistemului complement (C_3a, C_4a, C_5a), precum si degranularea legata de stimularea de catre limfochine.

Dar au fost descrise si numeroase mecanisme neimunologice cu actiune stimulatorie ca:

l.- degranularea mastocitelor de catre unele medicamente: aspirina, polixina B, opiaceele, cofeina;

2. degranularea mastocitelor de catre nucleotidele adenine: ATP si ADP;

3. stimularea degranularii mastocitelor ar fi si rezultatul actiunii unor factori variati:

. frig, caldura, radiatii;

hormoni (gastrina, estrogeni, ACTH);

. substante chimice (dextran, veninuri, substante de contrast);

. variatii ale PH-ului;

. substante toxice.

Degranularea mastocitelor poate fi inhibata de substante ca: teofilina si izoproterenol, care determina o crestere a concentratiei de AMP-ciclic sau de citochalazina in mastocite, care la randul lor vor inhiba activitatea microfilamentelor din citosol.

Functiile mastocitelor

Toate mastocitele au in citoplasma granule care contin substante foarte active, care le confera un rol foarte important in declansarea si intretinerea unor reactii imunologice si inflamatorii.

Mastocitele sintetizeaza doua tipuri de mediatori

Tabelul I: Mediatorii prezenti in mastocite

Heparina reprezinta 45% din greutatea uscata a granulelor dintr-un mastocit. Este un glicozaminoglican care stabileste legaturi temporare cu celelalte molecule din granule. Are urmatoarele roluri:

. anticoagulant;

antilipemic (prin activarea lipoproteinlipazei).

Histamina este un derivat al histidinei; este rapid eliberata de mastocite in infectii locale si in reactii imunologice. Are urmatoarele actiuni:

l. vasodilatatie locala

2.creste permeabilitatea venulelor mici. Aceasta actiune se realizeaza datorita reactiei celulelor endoteliale.

3. determina contractia celulelor musculare netede.

Leucotriena C creste permeabilitatea vasculara si stimuleaza contractia musculaturii netede.

Prostaglandinele stimuleaza adenil-ciclaza.

Factorul chemotactic pentru eozinofile este un mediator chimic mastocitar, format din doua tetrapeptide, care atrage eozinofilele din curentul sanguin in tesutul conjunctiv, la locul unde s-au degranulat mastocitele.

Eozinofilele vor elibera enzime si prostaglandine, care vor inhiba actiunea substantelor eliberate de catre mastocite.

Factorii chemotactici intervin in faza celulara a inflamatiei. Mastocitele intervin, de maniera diferita, in diverse raspunsuri imunologice.

Mastocitele au activitate enzimatica si imunologica foarte variata.

Tabelul II: Caracteristicile histoenzimologice si imunohistochimice

ale mastocitului

La om, mastocitele participa la reactiile alergice de hipersensibilitate imediata; de exemplu, in astm, urticarie, alergie, soc anafilactic. Mecanismul actiunii mastocitelor este urmatorul: prezenta anti-genilor umorali va induce diferentierea de plasmocite care vor sintetiza si elibera anticorpi specifici de tip IgE. Anticorpii IgE se fixeaza pe receptorii IgE de pe plasmalema mastocitelor. La un nou contact cu acelasi tip de antigen, acestia se vor cupla cu anticorpi IgE, legati la plasmalema mastocitelor si se formeaza complexe amigen-anticorp, care vor leza plasmalema si astfel sunt eliminate granulele mastocitare, in numar mare (clasmatoza) in matricea cxtracelulara. Substantele din compozitia granulelor vor determina fenomene clinice caracteristice reactiilor de hipersensibilitate imediata: edem, durere, febra, stare de soc, vasodilatatorie, hipotensiunc etc.

Aceste fenomene clinice sunt determinate de substantele sintetizate si secretate de catre mastocite.

Tabelul III: Substante sintetizate si eliminate de catre mastocite

Functiile mastocitelor sunt reglate de unii hormoni ca: STH, tiroxina, hormonii corticosuprarenalei.

Degranularea mastocitului se produce, in general, in reactiile de aparare de tip imediat.

In reactiile de aparare imunologica de tip imediat, s-a observat o scadere a numarului mastocitelor in tesuturi. Aceasta scadere a numarului de mastocite ar fi rezultatul reactiilor masive antigen-anticorp. Anticorpii pot fi IgG sau IgM sau activarea sistemului complement sau IgE.

Degranularea mastocitelor, ca si depletia tisulara mastocitara, au loc in fazele precoce, care preced criza anafilactica (astm, dermita, pulpita etc.).

In reactiile de tip intarziat, are loc o crestere a numarului de mastocite, dar care nu sufera o degranulare evidenta.

Cresterea numarului de mastocite, in reactiile de aparare imunologica de tip intarziat, s-ar datora unei limfochine, produsa de catre limfocitele T sensibilizate. Aceasta limfochina a fost numita MCGF.

Exista o relatia intre cresterea numarului de mastocite si aparitia unei fibroze. Se crede ca aceste fibroze ar fi rezultatul eliberarii de catre mastocite a unor mediatori chimici ca: heparina, histamina, prostaglandina F, care influenteaza la diferite nivele sinteza de colagen de catre fibroblaste.

Experimental, in vitro, s-a observat ca activarea mastocitelor induce mitoze ale fibroblastelor. Stimularea paracrina mitogenica a acestor celule se realizeaza prin mecanisme moleculare inca neelucidate.

Histamina stimuleaza si proliferarea celulelor endoteliale din vasele mici si capilare.

Dar, s-a observat ca secretiile mastocitare stimuleaza activitatea fagocitara, metabolismul celulelor vecine; induce angiogeneza.

Mastocitele joaca un rol fundamental in procesele inflamatorii, intre faza necelulara si faza celulara a inflamatiei. In faza precoce a inflamatiilor, mastocitele elibereaza numerosi mediatori ca: histamina, factorii chemotactici .

Exista o corelatie si intre numarul mastocitelor si densitatea fibrelor nervoase. Farmacologic, s-a dovedit ca neuropeptidele si catecolamincle afecteaza secretia mastocitelor. Astfel, s-a emis ipoteza ca mastocitele si nervii interactioneaza in procesele de homeostazie normala si de reparatie tisulara.

Tabelul IV: Rolul mastocitelor

Sinteza de acid hialuromc si de MPZ-acide;

Influenteaza formarea colagenului;

Regleaza functia fibrelor nervoase adrenergiee si colinergice;

Regleaza metabolismul lipidic;

Regleaza hidratarea locala;

Regleaza permeabilitatea capilara;

Mentin fluiditatea lichidelor tisulare;

Leaga metalele si microbii;

Intervine in procese anabolice (neogeneza capilara, reparatie tisulara);

Participa la apararea organismului.