MONOCĪTI: RAKSTUROJUMS, FUNKCIJAS, VĒRTĪBAS, SLIMĪBAS - BIOLOĢIJA

The monocītu ir asins šūnas, kas pieder pie leikocītu subpopulāciju, ko sauc par monomolekulārs fagocīts sistēma. Viņiem ir kopīga izcelsme ar citiem fagocītiem hematopoētiskās cilmes šūnās. Viņi ir atbildīgi par iedzimtas un adaptīvas imunitātes regulēšanu, kā arī par audu pārveidošanu un homeostāzi.

Ir divas monocītu apakšgrupas, kas atšķiras pēc funkcijām un likteņiem, proti: 1) viena, kas ražo makrofāgus pēc ekstravazācijas no perifērās asinsrites; 2) citu, kas iekaisuma apstākļos diferencējas par iekaisuma dendrītiskām šūnām.

Avots: Dr Graham Beards

Makrofāgi ir fagocītiskas šūnas, kas dzīvo limfoīdos un ne-limfoīdos audos. Viņi ir iesaistīti līdzsvara stāvokļa audu homeostāzē, izslēdzot apoptotiskās šūnas. Turklāt tiem ir plašs receptoru klāsts, kas atpazīst patogēnus.

No savas puses dendrītiskās šūnas specializējas antigēnu apstrādē un noformēšanā, kā arī B un T šūnu reakcijas kontrolēšanā.

Papildus aizsardzībai pret infekcijām monocīti var veicināt tādu slimību parādīšanos kā ateroskleroze un multiplā skleroze, vai, gluži pretēji, tie var veicināt muskuļu atjaunošanos pēc bojājumiem un amiloīdu šķiedru noārdīšanos Alcheimera slimība.

raksturojums

Monocīti ir neregulāras formas šūnas. Viņiem ir nieres formas kodols. Citoplazmā viņiem ir pūslīši. Tās diametrs svārstās no 16 līdz 24 µm. Kad monocīti ir iekrāsoti ar Wright traipu, to citoplazma parādās zilganā krāsā.

Tos iegūst no pluripotentām cilmes šūnām no kaulu smadzenēm. Monocītus ražo vairāki starpposmi un posmi, ieskaitot: 1) parasto mieloīdu priekšteci (CMP); 2) granulocītu-makrofāgu priekštečis (GMP); 3) makrofāgu-dendrītisko šūnu priekštecis (MDP).

Viņiem piemīt plastika, jo tie var kļūt par makrofāgiem vai dendrītiskām šūnām. Viņi kļūst par makrofāgiem, kad tie nonāk audos vai var diferencēties iekaisuma dendrītiskajās šūnās.

Cilvēkiem monocīti veido 8% leikocītu un to eliminācijas pusperiods ir 70 stundas, savukārt pelēm tie veido 4% leikocītu un pussabrukšanas periods ir 17 stundas.

Balstoties uz kemokīna receptoru ekspresiju, monocīti tiek sadalīti divās galvenajās grupās. Cilvēkiem tie ir: CD14 ⁺⁺ CD16 ^- un CD14 ⁺ CD16 ⁺ . Pelē tie ir Gr-1 ^hi un Gr-1l ^ow .

Monocītu attīstību nosaka specifisku transkripcijas faktoru, piemēram, PU.1, un pārvietojuma faktoru CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 un -2 izpausme.

Izcelsme un attīstība

Pašreizējie peļu bāzes modeļi liek domāt, ka monocītu izcelsme ir kaulu smadzenēs no hematopoētiskajām cilmes šūnām (HSC), kas attīstās uz granulocītu-makrofāgu (GMP) priekšteča veidošanos, kas ir veido makrofāgu-dendrītisko šūnu priekšteci (MDP) un parasto monocītu priekšteci (cMoP).

Asinsvadu lūmenā līdzsvara stāvoklī cMoP vispirms diferencējas LY6C ^hi šūnās un pēc tam LY6C ^zemajās šūnās . Peles LY6C ^zems šūnas (to cilvēku ekvivalents ir CD14 ^zems CD16 ⁺ ), kļūt par asins rezidents makrofāgi nevis paši monocītu, un pārvietot uz virsmas endotēlija lūmenu.

LY6C ^zemās šūnas koordinē stresa reakciju lūmenā un caur 7 Toll līdzīgiem receptoriem reaģē uz lokālu bojājumu signāliem, izraisot neitrofilu vervēšanu. Tas izraisa endotēlija nekrozi, un attiecīgi LY6C ^zemie monocīti notīra šūnu atliekas.

Peles LY6C ^hi šūnas (to ekvivalents cilvēkam ir CD14 ⁺ ) attēlo "klasiskos monocītus". Viņi tiek pieņemti darbā iekaisuma vietās, kas darbojas kā perifēro mononukleāro fagocītu priekšgājēji. LY6C ^hi šūnām ir nozīmīga loma saimnieka reakcijā uz patogēnu, piemēram, Listeria monocytogenes, uzbrukumiem.

Monocītu atvasinātie makrofāgi

Termins makrofāgi attiecas uz lielām fagocītiski pieminekļu šūnām. Atkarībā no audiem, kuros tie atrodami, makrofāgiem tiek doti konkrēti nosaukumi.

Makrofāgus sauc par Kupfera šūnām aknās, alveolāriem makrofāgiem plaušās, histiocītus saistaudos, osteoklastus kaulos, smadzenēs mikroglia un Langerhans šūnām ādā. Tie ir nosaukti arī pēc orgāna, kurā tas atrodas, piemēram, limfmezglu, aizkrūts dziedzera vai endokrīnās makrofāgas.

Stabila stāvokļa apstākļos audu rezidentu makrofāgu populācijas tiek uzturētas ar to lokālu proliferāciju. Tomēr, ja ir iekaisums, ātra priekšgājēju šūnu vervēšana notiek attiecīgo audu makrofāgu nodalījumā.

LY6C ^zemo monocītu diferenciācija uz makrofāgiem ietver izmaiņas gēnu ekspresijā, kas nosaka fenotipiskās izmaiņas un ar makrofāgu saistīto virsmas antigēnu ekspresiju. Pastāv divu veidu makrofāgi, proti: M1 makrofāgi vai iekaisuma makrofāgi; M2 makrofāgi vai pretiekaisuma (vai regulējošie) makrofāgi.

M1 makrofāgi spēcīgi reaģē uz patogēnu un citu kaitīgu signālu iebrukumu, veidojot proinflammatorus citokīnus, kā arī slāpekļa oksīda un reaktīvo skābekļa sintēzi. M2 makrofāgiem ir tolerogēnas un atjaunojošas īpašības.

Monocītu atvasinātās dendrītiskās šūnas

Klasiskās dendrītiskās šūnas veidojas no makrofāgu-dendrītisko šūnu (MDP) priekšteča, ko dēvē par pirmsklasisko dendrītisko šūnu. Dendrītiskās šūnas veidojas no monocītiem, kas migrē caur endotēliju ablumenālā - lūmena virzienā. Monocīti endotēlija matricā attīstās makrofāgos.

LY6C ^hi šūnu atjaunošanās notiek iekaisuma vietā. Nodarbinātās LY6C ^hi šūnas pārveidojas par dendrītiskām šūnām, kuras migrē uz limfmezgliem. LY6C ^hi monocīti tiek pārveidoti par CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺ dendritiskām šūnām . Preklasiskās dendrītiskās šūnas pārvēršas par CD103 ⁺ .

Kad iekaisums rodas ādā, apstarojot ar UV gaismu, monocīti LY6C ^hi iekļūst epidermā un kļūst par šūnām ar Langerhans šūnu īpašībām. Šīs šūnas parasti atrodamas arī maksts un mutes dobumu gļotādu epitēlija līnijās.

Maksts epitēlija dendrītiskās šūnas atjauno kaulu smadzeņu prekursoru šūnas. Iekaisuma apstākļos tos atkārtoti apdzīvo monocīti LY6C ^hi .

Iespējas

Monocītu loma infekcijā

Veseliem cilvēkiem perifērās asinīs esošie monocīti sastāv no 90% klasisko monocītu (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺ ). Atlikušie 10% ir CD16 ⁺ monocīti (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺ starpprodukti ) un neklasiski monocīti (CD14 ⁺ CD16 ⁺ ).

Jebkuras infekcijas vai ievainojuma laikā neitrofīli ātri reaģē (dažu stundu laikā). Tomēr monocīti modulē iekaisumu, ražojot citokīnus, piemēram, IL-1β, IL-6, TNF-α un inducējamu slāpekļa oksīda sintāzi. Katrs monocītu tips uz stimuliem reaģē atšķirīgi.

Piemēram, inficēšanās laikā ar Candida albicans klasiskie monocīti inducē Th7 imūno reakciju. Tā kā, inficējoties ar Aspergillus fumigatus, klasiskajiem monocītiem un CD16 ⁺ ir līdzīga fagocitozes spēja, un klasiskie monocīti kavē konidiju dīgtspēju.

Infekcijas apstākļos palielinās CD16 ⁺ monocītu skaits. Tas novērots grūtniecēm ar malāriju (Plasmodium spp.) Un koinficētām ar HIV. Monocīti var samazināt parazītu skaitu, fagocitizējot inficētos eritrocītus, izmantojot opsonisku vai neopsonisku fagocitozi.

Tomēr monocīti var veicināt smagas malārijas izpausmes, kas ietekmē saimnieka fizioloģiskās funkcijas un noved pie patoloģiju parādīšanās. Monocīti, dendrītiskās šūnas un makrofāgi arī spēlē kritisku lomu HIV patoģenēzē.

Monocītu loma angioģenēzē un ateroģenēzē

Monocīti uzkrājas augošo trauku sieniņās, kas liecina, ka tie veicina ateroģenēzi. Tie neveido asinsvadu tīklus, bet imitē endotēlija šūnas, ar kurām tām ir kopīgas fenotipa īpašības un virsmas marķieri.

Kad perifērās asinsrites monocīti migrē no asinsvadu uz ekstravaskulāro nodalījumu, tie nobriest makrofāgos. Konkrēti, M2 makrofāgiem ir proangiogēnas funkcijas: tie veicina asinsvadu pārveidošanos audu atjaunošanas laikā.

Aterosklerozes aplikuma veidošanās raksturīga iezīme ir lipoproteīnu uzkrāšanās artērijas intīmā reģionā, ko papildina monocītu vervēšana no asinsrites.

Monocīti migrē uz subendoteliālo telpu un mijiedarbojas ar ārpusšūnu matricas komponentiem, piemēram, I kolagēnu, kas ir galvenā artēriju sienas sastāvdaļa. Ir izveidota cieša mijiedarbība starp ārpusšūnu matricu un monocītiem.

Zema blīvuma lipoproteīnus (ZBL), ko proteoglikāni saglabā ārpusšūnu matricā, uztver makrofāgi. Matricas metaloproteināzes (MMP) ir svarīgas aterosklerozes aplikumu veidošanai. Makrofāgi ir atbildīgi par urokināzes ražošanu, kas aktivizē MMP.

Monocītu loma iekaisumā

Monocītu apakšgrupas daudzu iekaisuma stāvokļu marķieri, piemēram, akūts miokarda infarkts, insults, sepse, reimatoīdais artrīts, HIV un hemodialīze. Piemēram, pacientiem ar miokarda infarktu un kambara aneirismu ir daudz vairāk monocītu nekā indivīdiem bez šīm patoloģijām.

Monocīti un makrofāgi ir galvenais citokīnu avots, kas kalpo kā starpšūnu kurjeri un regulē šūnu proliferāciju, diferenciāciju un migrāciju. Vissvarīgākie sirds mazspējas procesā iesaistītie citokīni ir audzēja nekrozes faktors (TNF) un interleikīns IL6.

Iekaisuma procesu pētījums pacientiem ar sirds mazspēju parādīja, ka TNF, TNFR1 un TNFR2 ir prognozējamās populācijas mirstības prognozes. IL6 nav iekaisuma marķieris, bet tam ir tieša kaitīga ietekme uz miokardu.

Citokīnu sistēmas terapeitiskā modulācija klīniskajos pētījumos nav bijusi veiksmīga cilvēkiem. Cita stratēģija ir karvedilola, neselektīva beta-adrenoreceptoru antagonista, lietošana, kas samazina TNF veidošanos monocītos.

Fenofibrāts, fibrīnskābes atvasinājums, ievērojami kavē monocītu atvasinātu citokīnu, tādu kā IL1, IL6 un MCP-1, izdalīšanos.

Monocītu līmenis asinīs

Dažādu veidu leikocītu līmeņa asinīs kvantitatīvā analīze norāda šādas normālas vērtības: joslu formas (neitrofīlie granulocīti), 3–5%; segmentēti (neitrofīli granulocīti), 40–75%; eozinofīli (granulocīti), 2–4%; bazofīli (granulocīti), 0–1%; limfocīti, 25–40%; monocīti, 2–8%.

Normālais monocītu skaits asinīs ir no 0 līdz 800 šūnām / μl, un normālā vidējā vērtība ir 300 šūnas / μl (0,3 x ¹⁰⁹ šūnas / L). Hroniski iekaisuma procesi ir saistīti ar monocitozi, kas ir monocītu skaita palielināšanās. Absolūtā vērtība pārsniedz 800 šūnas / µl (> 0,8 x ¹⁰⁹ šūnas / L).

Daži traucējumi, kas saistīti ar monocitozi, ir iekaisuma slimības, piemēram, tuberkuloze, sifiliss un zemādas baktēriju endokardīts, granulomatoze / autoimūna, sistēmiska sarkanā vilkēde, reimatoīdais artrīts un temporāls arterīts.

Ļaundabīgi traucējumi, kas izraisa monocitozi, ietver preleikēmiju, nimfoleītisko leikozi, histiocitozi, Hodžkina slimību, ne Hodžkina limfomu un karcinomas.

Monocitopēnija ir monocītu skaita samazināšanās (mazāk nekā 200 šūnas / µl; 0,2 x ¹⁰⁹ šūnas / L). Tas rodas, reaģējot uz stresu, endotoksēmiju un pēc glikokortikoīdu, alfa interferona un TNF-alfa ievadīšanas.

Daži traucējumi, kas saistīti ar monocitopēniju, ir hroniska limfoleikoze, cikliska neitropēnija un smagi termiski bojājumi.

Saistītās slimības: vēzis

Monocīti papildus nozīmīgai lomai iedzimtajā imūnsistēmā, lai aizsargātu saimnieku no patogēniem mikrobiem, piedalās arī tādu slimību kā ateroskleroze, multiplā skleroze un audzēju metastāzes patoģenēzē un progresēšanā.

Iekaisīgu M1 makrofāgi ir iesaistīti nevajadzīgu audzēja šūnu izvadīšanā, bet ar M2 audzēju saistīti makrofāgi (TAM) var kavēt pretvēža reakciju, palielinot audzēja augšanu un veicinot metastāzes.

Tādēļ TAM klātbūtne un daudzums ir saistīts ar sliktu pacienta dzīves ilgumu. Pelēm, kurām ir noņemta liesa, tās uzrāda TAM samazināšanos, tāpēc tiek novērota samazināta audzēja augšana un metastāzes.

Audzēja hipoksiskā vidē TAM spēcīgi ietekmē signāla molekulu, imūnsistēmas šūnu un audzēja šūnu sekrēcija. Invazīvie TAM rada augšanas faktorus, piemēram, EGF, kas veicina audzēja augšanu.

Turklāt TAM rada tādus faktorus kā VEGF, kas veicina asinsvadu augšanu un metastāzes. Vēl viens faktors, ko ražo TAM, ir VEGFR1, kas ir iesaistīts premetastātiskas nišas veidošanā.

Atsauces

Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Šūnu un molekulārā imunoloģija. Elsevier, Amsterdama.
Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Asins monocīti: attīstība, neviendabīgums un saistība ar dendrītiskajām šūnām. Ikgadējais pārskats par imunoloģiju, 27., 669. – 92.
Delfs, PJ, Martins, SJ, Burtons, DR, Roitt, IM 2017. Roitt būtiska imunoloģija. Vilejs, Čičesters.
Eales, L.-J. 2003. Imunoloģija dzīvības zinātniekiem. Vilejs, Čičesters.
Fraser, IP, Ezekowitz, AB 2001. Monocīti un makrofāgi. In: Austen, KF, Frank, MM, Atkinson, JP, Cantor, H., red. Samtera imunoloģiskās slimības, I. sējums. Lippincott Williams & Wilkins Publishers.
Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Ley, K. 2010. Monocītu, makrofāgu un dendritisko šūnu attīstība. Science, 327, 656-661.
Hofmans, R., Benz, EJ, Jr, Silberstein, LE, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, SA 2017. Hematoloģija: pamatprincipi un prakse. Elsevier, Amsterdama.
Karlmarks, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Monocīti veselībā un slimībās - mini pārskats. Eiropas mikrobioloģijas un imunoloģijas žurnāls 2, 97–102.
Lameijers, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Monocīti un makrofāgi kā nanomedicīnas mērķi, lai uzlabotu slimību diagnostiku un ārstēšanu. Ekspertu atsauksmes molekulārajā diagnostikā, 13, 567–580.
Lameijers, M., Tangs, J., Nahrendorfs, M., Mulders, WJM 2013. Monocīti un makrofāgi kā nanomedicīnas mērķi slimību labākai diagnostikai un ārstēšanai. Ekspertu pārskats Molecular Diagnostic, 13, 567–580.
Lācars, HM, Schmaier, AH 2019. Īss hematoloģijas ceļvedis. Springer, Cham.
Lichtman, MA, Kaushansky, K., Prchal, JT, Levi, MM, Burns, LJ, Armitage, JO 2017. Hematoloģijas rokasgrāmata. Mc Graw Hill, Ņujorka.
Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Klīniskās hematoloģijas atlants. Springers, Berlīne.
Longo, DL 2010. Harisona hematoloģija un onkoloģija. McGraw-Hill, Ņujorka.
Murphy, K., Weaver, C. 2016. Janeway's immunobiology. Garland Science, Ņujorka.
Østerud, B., Bjørklid, E. 2003. Monocītu loma ateroģenēzē. Physiology Review, 83, 1069-1112.
Parham, P. 2014. Imūnsistēma. Garland Science, Ņujorka.
Pāvils, WE 2012. Pamatinunoloģija. Lippincott Williams & Wilkins, Filadelfija.
Richards, DM, Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Monocīti un makrofāgi vēzē: attīstība un funkcijas. Vēža mikro vide, 6, 179–191.
Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, E. 2011. Monocītu un iekaisuma loma sirds mazspējas patofizioloģijā. Eiropas Vēstnesis par sirds mazspēju, 13, 1161–1171.
Yona, S., Jung, S. 2009. Monocīti: apakškopas, izcelsme, likteņi un funkcijas. Pašreizējais viedoklis hematoloģijā. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.

MONOCĪTI: RAKSTUROJUMS, FUNKCIJAS, VĒRTĪBAS, SLIMĪBAS - BIOLOĢIJA - 2025