MASTOCITI: ORIGINE E FORMAZIONE, CARATTERISTICHE E FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

I mastociti sono leucociti derivati ​​da cellule staminali ematopoietiche del midollo osseo per completare la loro maturazione nel tessuto. Sono presenti praticamente in tutti i gruppi di vertebrati; nell'uomo hanno una forma arrotondata, con un diametro di 8-20 micrometri.

Queste cellule non circolano liberamente nel flusso sanguigno ma sono ubiquitarie nei tessuti connettivi, principalmente in associazione con i vasi sanguigni. Hanno una composizione simile ai granulociti basofili e possono degranulare in risposta a stimoli simili.

Mast cell o Mast Cell (in inglese). Tratto e modificato da: Dr. Roshan Nasimudeen.

I mastociti hanno numerose funzioni, tra cui la fagocitosi e l'elaborazione dell'antigene, nonché il rilascio di citochine e sostanze con attività sui vasi sanguigni, ma devono essere attivate per esercitare la loro funzione.

Contengono eparina, un potente anticoagulante del sangue, nonché istamina che provoca la dilatazione dei capillari sanguigni e aumenta la permeabilità capillare, motivo per cui sono correlati a meccanismi infiammatori e immunologici.

L'aumento del numero di mastociti può innescare una malattia chiamata mastocitosi. I sintomi della malattia includono prurito, aritmia cardiaca, scompenso, vertigini, dispnea, diarrea, nausea e mal di testa, tra gli altri.

Origine e formazione

I mastociti sono derivati ​​da una cellula ematopoietica pluripotenziale situata nel midollo osseo. Dopo la loro formazione, migreranno come cellule agranulari immature e indifferenziate, chiamate cellule precursori CD34 +, ai tessuti connettivi attraverso il flusso sanguigno.

Una volta nel tessuto connettivo, i mastociti maturano e svolgono le loro funzioni. Tuttavia, non tutte le cellule precursori che raggiungono il tessuto connettivo matureranno e si differenzieranno, ma alcune rimarranno indifferenziate, agendo come cellule di riserva.

Durante la loro maturazione, i mastociti formeranno granuli secretori ed esprimeranno diversi recettori sulla loro superficie. Diverse citochine e altri composti partecipano al processo di crescita e differenziazione dei mastociti.

Una citochina molto importante in questo processo è chiamata fattore delle cellule staminali (CSF). Questo fattore avrà il compito di indurre lo sviluppo, la differenziazione e la maturazione dei mastociti dai loro genitori; con l'aiuto di un recettore transmembrana del tipo tirosininasi chiamato KIT.

La capacità di rimanere, muoversi e interagire con la matrice extracellulare dei diversi tessuti è dovuta in parte alla loro capacità di aderire attraverso le integrine a varie proteine ​​situate nella matrice extracellulare, tra cui laminine, fibronectine e vitronectine.

caratteristiche

I mastociti sono cellule arrotondate o ovoidali con un diametro di 8-20 micrometri, con pieghe o microvilli sulla loro superficie. Il suo nucleo è arrotondato e si trova in una posizione centrale.

Il citoplasma è abbondante, i mitocondri pochi, con un reticolo endosplamatico corto e numerosi ribosomi liberi. Nel citoplasma sono presenti anche numerosi granuli secretori aventi un diametro di circa 1,5 µm. Sono circondati da una membrana e il loro contenuto varia a seconda della specie.

Questi granuli sono metacromatici, cioè durante la colorazione acquisiscono un colore diverso da quello del colorante con cui vengono tinti. Inoltre, presentano corpi lipidici nel citoplasma, che sono strutture non circondate da membrane che servono per l'immagazzinamento dell'acido arachidonico.

Una caratteristica fondamentale dei mastociti è che lasciano sempre il midollo osseo senza essere maturati, a differenza dei basofili e di altri globuli.

tipi

All'interno dello stesso organismo, i mastociti costituiscono un gruppo eterogeneo di cellule che, nei roditori, si possono distinguere in due grandi gruppi, in base alle loro caratteristiche morfologiche, funzionali ed istochimiche.

Mastociti dei tessuti connettivi

Situato nel tessuto connettivo della pelle, che circonda principalmente i vasi sanguigni e il peritoneo. Hanno granuli che reagiscono con la safranina (colorante vitale), acquisendo un colore rosso.

Questi mastociti contengono una grande quantità di istamina ed eparina e partecipano alla difesa contro i batteri. Esprimono anche gli enzimi chiamati proteasi I mastociti di ratto (CTMC-I), che è equivalente alla chimasi nell'uomo e CTMC-VI e VII, equivalente alla triptasi, nonché all'eparina .

Mastociti della mucosa

Si trovano principalmente nella mucosa intestinale e nel tratto respiratorio. Questi mastociti dipendono dalle citochine derivate dai linfociti T. Il loro contenuto di istamina è inferiore a quello dei mastociti nei tessuti connettivi.

Questi mastociti esprimono l'enzima chiamato RMCP-II, che è equivalente alla chimasi nell'uomo, così come al condroitin solfato.

Citologia di un tumore. Le cellule viste sono mastociti. Tratto e modificato da: Joel Mills.

Negli umani

Nell'uomo, i mastociti differiscono anche in due sottotipi, che sono equivalenti a quelli dei roditori. Ma tra le differenze che esistono tra i due gruppi di organismi c'è il fatto che entrambi i tipi di mastociti, nell'uomo, possono coesistere in diversi tipi di tessuti.

I mastociti MC _TC umani sono equivalenti ai mastociti del tessuto connettivo del ratto. Questi esprimono triptasi, chimasi e anche carbossipeptidasi e sono più abbondanti nella pelle e nella sottomucosa intestinale.

I mastociti MC _T umani , da parte loro, sono equivalenti ai mastociti della mucosa. L'unica proteina neutra che esprimono è la triptasi e sono più frequenti nella mucosa intestinale.

Caratteristiche

Queste cellule hanno molteplici funzioni che esercitano rilasciando messaggeri biochimici multifunzionali, che sono contenuti all'interno dei granuli.

Immunità innata

I mastociti situati nel tessuto connettivo della pelle agiscono come cani da guardia, difendendo il corpo da batteri e altri agenti patogeni. Queste cellule hanno un'ampia varietà di recettori sulla loro superficie, che possono interagire con i microrganismi e attivare la risposta difensiva.

Immunità acquisita

I mastociti hanno la capacità di fagocitare, elaborare e catturare gli antigeni, ma possono anche modulare la crescita e promuovere il reclutamento dei linfociti. Sono anche in grado di attivare macrofagi e linfociti attraverso la secrezione di citochine e chemochine.

allergie

Esistono diversi tipi di cellule che partecipano ai meccanismi di risposta allergica del corpo. I mastociti partecipano come effettori iniziali riconoscendo l'agente eziologico dell'allergia attraverso i recettori Fc-IR e rilasciando il contenuto dei loro granuli.

I granuli contengono numerose sostanze tra cui mediatori ed enzimi primari e secondari. Questi mediatori includono, ad esempio, eparina, istamina (primaria), prostaglandine, leucotrieni e interleuchine (secondaria).

Il rilascio di mediatori produce vari effetti come la promozione di meccanismi proinfiammatori, l'attivazione di piastrine, eosinofili e neutrofili, aumento della permeabilità delle pareti vascolari e induzione della contrazione muscolare nelle vie aeree.

Le reazioni allergiche possono avere effetti locali, ad esempio sulla rinite (mucosa nasale), oppure possono essere generali, nel qual caso si verifica uno shock anafilattico.

Riparazione dei tessuti danneggiati

La riparazione dei tessuti è uno dei processi in cui partecipano i mastociti. Questo processo dovrebbe portare al ripristino della normale struttura e funzione dei tessuti dopo il danno. Tuttavia, a volte la riparazione può essere compromessa con conseguente fibrosi dei tessuti.

Ad esempio, la fibrosi tissutale della membrana basale dell'epitelio respiratorio, durante l'asma allergico, sembra essere correlata alla stimolazione ripetuta dei mastociti. D'altra parte, durante la riparazione della ferita, i mastociti promuovono la migrazione e la formazione dei fibroblasti.

Mastociti del midollo osseo, osservati utilizzando il metodo di colorazione di Wright. Tratto e modificato da: Ed Uthman di Houston, TX, USA.

L'angiogenesi

Diverse cellule sono coinvolte nella formazione di nuovi vasi sanguigni, così come nella migrazione, proliferazione, formazione e anche nella sopravvivenza delle cellule endoteliali attraverso la produzione di fattori di crescita angiogenici.

Le cellule che promuovono l'angiogenesi includono fibroblasti, linfociti T, plasmacellule, neutrofili, eosinofili e mastociti.

Regolazione della funzione dei tessuti

Nell'epitelio intestinale, i mastociti regolano attività come la secrezione di acqua ed elettroliti, flusso sanguigno, costrizione dei vasi, permeabilità endoteliale, motilità intestinale, percezione del dolore, flusso cellulare nel tessuto, nonché l'attività cellulare di neutrofili, eosinofili e linfociti. .

Degranulazione dei mastociti

Durante la risposta dei mastociti ai processi infiammatori, rilasciano il contenuto dei loro granuli in un meccanismo chiamato degranulazione. Esistono due tipi di degranulazione:

Degranulazione esplosiva

Chiamato anche degranulazione anafilattica o esocitosi mista. In questo caso i granuli si gonfiano e diventano meno densi, provocando una fusione delle membrane dei granuli tra loro e con la membrana plasmatica. Inoltre, viene creata la formazione di canali di secrezione che comunicano con i granuli situati più in profondità nel citoplasma.

In questo modo si verificherà una massiccia e puntuale secrezione del contenuto dei granuli all'esterno della cellula. Si verifica durante le risposte allergiche.

Degranulazione lenta

In questo caso non c'è fusione delle membrane, ma le quantità di contenuto granulare rilasciato saranno inferiori e si verificheranno in periodi di tempo più lunghi. Si verificano nei tessuti con infiammazioni croniche o tumorali.

Valori normali

I mastociti maturi non si trovano liberi nel flusso sanguigno, ma nei tessuti connettivi e in altri tipi di tessuti. Non ci sono valori di riferimento per queste celle.

Tuttavia, densità da 500 a 4000 cellule / mm ³ sono considerate valori normali nei polmoni, mentre nella pelle i loro valori variano tra 700 e 1200 cellule / mm ³ e vicino a 20.000 nell'epitelio del tratto gastrointestinale.

Mastocitosi sistemica

La mastocitosi sistemica (SM) è una malattia clonale dei progenitori dei mastociti del midollo osseo che causa una proliferazione del numero di mastociti a livelli superiori al normale.

La malattia può presentarsi asintomatica o indolente, tuttavia può manifestarsi anche in una forma fortemente aggressiva, nel qual caso i livelli di mortalità sono molto elevati (leucemia mastocitaria).

La mastocitosi può verificarsi a qualsiasi età, ma ha un'incidenza maggiore negli adulti. I sintomi della malattia sono correlati ai prodotti secreti dai mastociti e includono instabilità vascolare o shock anafilattico senza causa apparente, arrossamento della pelle, diarrea o mal di testa, tra gli altri.

Ad oggi, non esiste un trattamento efficace per curare la mastocitosi, sebbene ci siano trattamenti per controllarla in pazienti con gravi lesioni ossee, grave mastocitosi o condizioni intestinali. Questi trattamenti vanno dal prednisolone alla chemioterapia.

Riferimenti

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