MONOCITOPĒZE: POSMI, ŠŪNU RAKSTUROJUMS, REGULĒŠANA - BIOLOĢIJA - 2025

Monocytopoiesis ir veidošanās monocītu-makrofāgu sērijā, proti, satur veido monocītu makrofāgu līdz aktivizēšanas galiem kur nogatavināšanas. Abu veidu šūnas pilda noteiktas funkcijas. Monocīti absorbē baktērijas un vīrusus.

Savukārt makrofāgiem ir augsta fagocitārā aktivitāte, tie piesaista imūnsistēmas šūnas un darbojas kā antigēnus prezentējošas šūnas. Viņi arī sintezē svarīgus citokīnus, kas piedalās citu šūnu līniju aktivizēšanā.

Pa kreisi: perifēro asiņu uztriepes monocīti. Pa labi: makrofāgu fagocitēšana kapsulētam raugam (Cryptococcus neoformans). Avots: Wikipedia.com/ Karolīna Koelho

Monocīti un makrofāgi, kā arī cita veida šūnas veido mononukleāro fagocītisko sistēmu vai agrāk pazīstamu kā retikulārā endotēlija sistēma.

Monocitopēzi sauc arī par monopoēzi. Monopoētiskā līnija ir daļa no makro procesa, ko sauc par hematopoēzi, jo monocīti ir šūnas, kas cirkulē asinīs.

Tomēr monocīti, kad tie ir aktivizēti, tiek transportēti uz dažādiem audiem. Šīs makrofāgos pārveidotās šūnas saņems noteiktu nosaukumu atbilstoši audiem, kuros tās atrodamas.

Piemēram, plaušu audos tos sauc par alveolāriem makrofāgiem, Kupffer šūnām aknās, histiocītus saistaudos, Langerhans šūnām ādā, microglia CNS, mezangial šūnām nierēs un osteoclasts kauliem.

Pilns monocitopoēzes process sākas no cilmes šūnas. No šejienes parādās pirmās šūnas ar multipotenciālām funkcijām, un pēc tam tās pamazām diferencējas šūnās, kas apņēmušās veidot noteiktu šūnu līniju.

Tas notiek pateicoties ķīmiskajiem faktoriem, kas regulē visu procesu. Starp iesaistītajām vielām ir interleikīns 3 (IL-3) un granulo-monocītiskie (GM-CSF) un monocītiskie (M-CSF) kolonijas stimulējošie faktori.

Traucējumi monocitopoēzes procesā var izraisīt nopietnas slimības.

Monocitopoēzes stadijas

Veidošanās, diferenciācijas un nogatavināšanas process notiek kaulu smadzenēs. Vēlāk aktivizācijas process notiek retikulārā endotēlija sistēmas audos.

Visas hematopoētisko šūnu sērijas nāk no cilmes šūnām, un monocitopoēze nav izņēmums. Noteiktu ķīmisko stimulu dēļ cilmes šūna radīs dažādas multipotenciālas šūnas.

Pirmais ir CFU-LM (limfoīdu un mieloīdu sēriju koloniju veidojošā vienība), kas vēlāk atšķiras par CFU-GEMM (granulocītiskās, eritrocitiskās, monocitiskās un megakariocitiskās sērijas kolonijas veidojošās vienības). No tā rodas CFU-GM (granulocītiskais un monocītiskais), un tas atšķiras no CFU-M (monocītiskais).

No šejienes sākas atpazīstamie prekursori kaulu smadzeņu līmenī. Tie ir: monoblasti, promonocīti un monocīti. Tad šī šūna iziet perifērā asinsritē, un, aktivizējoties, tā kļūst par makrofāgu.

Diferenciācijas procesā no cilmes šūnām līdz CFU-M nav iespējams atpazīt multipotenciālas prekursoru šūnas no morfoloģiskā viedokļa.

Vēlāk šūnu nogatavināšanas procesa laikā no monoblastu līdz monocītiem vai makrofāgiem tās piedzīvo secīgas morfoloģiskas izmaiņas, kas atklāj viņu pašreizējo nobriešanas stāvokli.

Tieši tāpēc, sākot ar monoblastu, katrai prekursora šūnai ir savas īpašības, kas padara tās atpazīstamas.

Atpazīstamo cilmes šūnu raksturojums

Monoblasts

Tā ir šūna, kuras izmēri ir no 15 līdz 22 μm. Tās īpašības ir ļoti līdzīgas mieloblastiem, tāpēc dažreiz ir grūti atšķirt vienu no otras. Tam ir kodols, kas aptver gandrīz visu šūnu, atstājot sliktu citoplazmu, kurai raksturīga intensīva bazofilija.

Kodols ir apaļš, ekscentrisks, un tajā ir ļoti slims hromatīns, kurā tiek novērtēti 5 līdz 6 nukleoli. Citoķīmiskās krāsošanas metodes, piemēram, esterāzes krāsošanu, var izmantot, lai atšķirtu monoblastu no mieloblastu.

Tā nobriešana dod ceļu promonocītam.

Promonocīti

Šīs šūnas izmērs ir aptuveni 15-20 µm. Kodola citoplazmas attiecība, kaut arī joprojām ir augsta, ir nedaudz zemāka nekā tā, kas atrodama monoblastā.

Kodols joprojām ir ekscentrisks, bet tagad tam ir bijusi neregulāra forma un ir redzams pat nedaudz nieres vai ievainots apgabals. Hromatīns ir nedaudz kondensēts, un tajā var redzēt tikai 1 līdz 2 nukleolus.

Citoplazmatiskā bazofilija var saglabāties vai nedaudz samazināties. Šajā posmā parādās mazas azurofīlas granulas. Šī šūna bieži tiek sajaukta ar promilocītiem, ar kuriem tai ir dažas īpašības. Kad šī šūna nogatavojas, tā kļūst par monocītu.

Monocīti

Kad tas ir izveidojies kaulu smadzenēs, tas paliek tur 24 stundas un pēc tam ir gatavs laišanai apgrozībā. Šī šūna ir viegli atpazīstama perifēro asiņu uztriepēs.

Monocīts ir lielākā šūna cirkulācijā, tās izmērs ir no 15 līdz 30 μm. Tā ir arī vienīgā nobriedušā šūna, kas uztur augstu kodola citoplazmas attiecību. Kaut arī hromatīns ir blīvāks par promonocītu, tas ir mazāk pynotisks nekā limfocīti.

Kodols var atrasties šūnas centrā vai palikt ekscentrisks. Kodola forma ir mainīga, dažreiz tā var būt pilnīgi nieres formas un citreiz vairāk noapaļota ar nelielu ievilkumu.

Citoplazmā saglabājas neliela bazofilija. Ar parasto krāsošanu citoplazma tiek novērota ar gaiši zili pelēcīgu nokrāsu. Azurofīlo granulu klātbūtne tiek uzturēta visā citoplazmā, un tās ir nedaudz vairāk koncentrētas ap kodolu.

Monocītu citoplazmā var parādīties vakuolu klātbūtne, ko mikroskopā var redzēt kā baltus laukumus. Vakulāras parādās baktēriju un vīrusu infekcijas procesos un rodas fagocitārās funkcijas dēļ.

Monocīti un vakuolētie makrofāgi ir zināmi kā putu šūnas. Tās ir ļoti izplatītas pacientiem ar iegūtu imūndeficītu. Putu šūnas ir bagātīgas arī aterosklerozes plāksnēs.

Iekaisuma procesos monocīti pieķeras endotēlijam, pateicoties integrīniem, kurus tie ekspresē membrānā, un pēc tam šķērso asinsvadu endotēliju, izmantojot procesu, ko sauc par ekstravazāciju. Tādā veidā viņi migrē uz dažādiem audiem. Tur tie kļūst par specializētiem makrofāgiem atkarībā no audiem.

Makrofāgi

Tā ir liela šūna, kuras izmēri ir no 25 līdz 50 µm. Tam ir labi attīstīts ovāls un centrālais kodols. Citoplazmā ir daudz lizosomu, organellu, ko izmanto fagocitozes gadījumā. Tas atrodas dažādos audumos, un katrs no tiem saņems atšķirīgu nosaukumu.

Monocīti un makrofāgi kopā ar citām šūnām, piemēram, fibroblastiem, endotēlija un retikulārajām šūnām, veido retikulāro endotēlija sistēmu.

Tās funkcijas ietver svešķermeņu fagocitizēšanu, pārstrādātu antigēnu pasniegšanu citām imūnsistēmas šūnām, ķimikīnu sintezēšanu, kas piesaista citas iekaisuma šūnas, šūnu proliferācijas un imūnās atbildes darbības regulēšanu kopumā.

Monocitopoēzes regulēšana

Šajā šūnu veidošanās, diferenciācijas un nogatavināšanas procesā tiek iesaistītas dažas ķīmiskas vielas, kas regulē homeostāzi.

Šīs vielas ietver: interleikīnu 3 (IL-3) un granulu monocītiskos (GM-CSF) un monocītiskos (M-CSF) kolonijas stimulējošos faktorus.

Interleikīns 3 (IL-3)

To ražo CD4 limfocīti. Šis interleikīns veicina cilmes šūnu diferenciāciju visu šūnu līniju daudzpotenciālos prekursoru šūnās, starp kurām ir prekursors, ko sauc par limfoīdu un mieloīdu sēriju koloniju veidojošo vienību (CFU-LM).

Granulu monocītisko koloniju stimulējošais faktors (GM-CSF)

Tā ir viela, kas stimulē kaulu smadzenes dažādu šūnu līniju, ieskaitot monocītisko līniju, diferenciācijas un nobriešanas procesos.

Tās funkcija ir vitāli svarīga, lai uzturētu homeostāzi asinsrades procesos. Tas ir svarīgi arī imūnās atbildes uzturēšanai.

Šo faktoru izmanto terapijā pacientiem ar kaulu smadzenēm. Šis faktors palīdz stimulēt kaulu smadzenes un tādējādi ātri atgūt asins šūnu skaitu.

Monocītisko koloniju stimulējošais faktors (M-CSF)

Šo vielu sintezē medulārās stromas šūnas un osteoblasti.

Papildus dalībai monocītu prekursoru diferenciācijas procesā tai ir arī loma osteoklastoģenēzes primārajā fāzē, īpaši daudzkodolu milzu šūnu veidošanā.

Tam ir arī loma lipoproteīnu līmeņa regulēšanā asinīs. Šajā procesā tiek iesaistīti monocīti. Tāpēc veidojas putu šūnas.

Slimības, kas saistītas ar izmaiņām monocītos

Miokarda infarkts

Pacientiem, kuri pārcietuši miokarda infarktu, novērots ievērojams asins monocītu (monocitozes) līmeņa paaugstināšanās. Tiek uzskatīts, ka viņiem ir kritiska loma audu atjaunošanā.

Ateroskleroze

Šī iesaistīšanās ir iekaisuma veids, kas notiek asinsvadu endotēlija līmenī. To stimulē lipīdu, piemēram, holesterīna un zema blīvuma lipoproteīnu (ZBL), līmeņa paaugstināšanās asinīs.

Monocīti izsaka receptorus ar afinitāti pret noteiktiem modificētiem lipoproteīniem, aktīvi darbojoties aterosklerozes procesos. Šajā nozīmē alfa interferons (IFNα) stimulē šo receptoru ekspresiju uz monocītiem.

Šajā stāvoklī ir bieži novērot vakuolētu monocītu vai putu šūnu palielināšanos endotēlijā.

MonoMAC sindroms

Šo reto sindromu raksturo ģenētisks defekts, kas rada pilnīgu monocītu trūkumu. Kaulu smadzenes nespēj radīt šo šūnu līniju, un tāpēc atkārtotas ādas infekcijas rodas ar oportūnistiskiem mikroorganismiem.

Sarkoidoze

Šī ir slimība, kurai ir nosliece veidot granulomas dažādos audos, piemēram, plaušās, ādā, limfmezglos, sirdī, cita starpā. Šo slimību izraisa iekaisuma šūnu, tai skaitā makrofāgu, uzkrāšanās.

Plaušu Langerhansa šūnu histiocitoze

Šī retā slimība galvenokārt uzbrūk baltajiem smēķētājiem, un to raksturo īpaša veida makrofāgu, ko sauc par Langerhans šūnas, izplatīšanās. Tie ir makrofāgi, kas parasti atrodas uz ādas.

Šajā slimībā ir šo šūnu infiltrācija plaušu audos. Tiek uzskatīts, ka šo situāciju izraisa citokīni, ko izdala alveolāri makrofāgi, īpaši smēķētājiem. Var ietekmēt arī citus audus, piemēram, ādu, kaulu.

Hroniska mielomonocitārā leikēmija (CMML)

Tā ir mielodisplastiska un mieloproliferatīva neoplastiska patoloģija. Tas notiek ar ievērojamu asins monocītu skaita palielināšanos un ar normālu leikocītu daudzumu vai nelielu leikopēniju. Var būt arī trombocitopēnija un normocītiskā anēmija.

Makrofāgu aktivizācijas sindroms (SAM)

Šai slimībai raksturīga proliferējoša un funkcionāla makrofāgu anomālija. Tā morfoloģija ir normāla, bet tā aktivitāte ir pārspīlēta. Makrofāgi nekontrolēti sāk fagocitozes eritrocītus, trombocītus, leikocītus un pat viņu pašu prekursorus. Slimība var būt letāla, ja tā netiek savlaicīgi ārstēta.

Atsauces

1. Terijs N, Mediaceja O, Noa M, Sánchez P. Perifēro asiņu uztriepes semioloģiskā vērtība vīrusu slimību izpētē. Rev Latinoam Patol Clin Med Lab 2016; 63 (3): 160–165. Pieejams vietnē: medigraphic.com
2. Gil M. Hematopoētiskā sistēma: funkcijas, audi, histoloģija, orgāni un slimības. Pieejams vietnē: lifeder.com/hematopoietic-sistema/
3. Echeverri D, Fontanilla M, Buitrago L. Makrofāgi asinsvadu slimībās. Slēptais ienaidnieks? Pulkvedis Kardiols. 2004; 11 (3): 164-173. Pieejams vietnē: scielo.org.co/
4. Cantera A, Hernández V, Seiglie F. Makrofāgu aktivizācijas sindroms: ģeneralizēta sepse simulācija. Rev Cubana Pediatr 2009; 81 (4): 76-85. Pieejams: http: // scielo
5. Comalada M. Lēmumi makrofāgos: vairoties, aktivizēties vai nomirt. Promocijas darbs 2002. gads; Doktora programma imunoloģijā. Barselonas Universitāte. Pieejams vietnē: tdx.cat/bitstream