Происхождение и дифференцировка
Обе популяции берут начало в костном мозге от общего миелоидного предшественника. Дальнейшее разделение клеточных линий происходит в селезенке.
- Базофилы созревают в костном мозге или селезенке и выходят в кровоток уже полностью зрелыми клетками, готовыми к выполнению функций.
- Тучные клетки поступают в кровь в виде незрелых предшественников (пТК). Из кровеносного русла они направляются в ткани — в наибольшем количестве они оседают в слизистой оболочке кишечника, где и происходит их окончательное созревание.
Главные стимуляторы развития тучных клеток — это IL-3 (рецептор CD123) и фактор стволовых клеток SCF (его рецептор — CD117 или c-Kit). Для созревания клеток непосредственно в слизистых оболочках критически важен тканеспецифический фактор IL-33.
Цитоплазматические гранулы и их содержимое
Главная морфологическая черта мастоцитов и базофилов — обилие гранул в цитоплазме (в тучной клетке их может быть от 10 до 150). В них хранятся заранее синтезированные (предобразованные) вещества:
- Вазоактивные амины: главный из них — гистамин, который реализует большую часть эффектов при аллергических реакциях.
- Протеазы: триптазы, химазы, а также металлопротеиназа (карбоксипептидаза А).
- Углеводные компоненты: гепарин или хондроитинсульфаты.
- Ферменты: пероксидаза, РНКаза и другие.
Высвобождение этого арсенала (дегрануляция) происходит, когда на мембране клетки перекрестно связываются рецепторы FcεRI с комплексом «IgE-антитело + аллерген». Альтернативный путь активации — повышение внутриклеточного кальция или цАМФ.
Синтезируемые медиаторы и функции
Помимо выброса готовых гранул, стимулированные тучные клетки начинают активно синтезировать новые молекулы. В огромных количествах вырабатываются эйкозаноиды — в первую очередь простагландин Е2 и лейкотриен С4.
Мастоциты выделяют широкий спектр цитокинов, профиль которых напоминает Т-хелперы 2-го типа (Th2). Часть медиаторов, например IL-4, TNF и GM-CSF, синтезируется спонтанно. Постоянная секреция IL-4 позволяет тучным клеткам участвовать в индукции дифференцировки Th2-клеток. Более того, наличие на их поверхности молекул MHC-I, MHC-II и костимулирующей молекулы CD86 позволяет мастоцитам выполнять функцию антигенпрезентирующих клеток (АПК).
Отличия базофилов от тучных клеток
Базофилы выполняют схожую функцию — поддерживают аллергическое воспаление, но имеют ряд принципиальных отличий:
- Локализация и миграция: В норме находятся только в кровотоке (до 0,5% всех лейкоцитов). Для участия в реакции им требуется время на миграцию в ткань, поэтому они не инициируют самые ранние этапы ответа.
- Рецепторы: Базофилы богаче хемотаксическими рецепторами (к анафилатоксинам С3а/С5а, хемокинам), но полностью лишены рецепторов c-Kit и FcRγI, а спектр их Toll-подобных рецепторов значительно беднее.
- Секреция: У базофилов меньше гранул, более скудный состав протеаз и ограниченный спектр синтезируемых веществ (в основном IL-4, IL-13, лейкотриен С4).
- Регенерация: В отличие от мастоцитов, базофилы не восстанавливают свои гранулы после дегрануляции.
Две популяции тучных клеток человека
В зависимости от микроокружения и локализации, мастоциты дифференцируются на два типа, которые различаются по функциям и ферментному составу:
| Свойство | Мукозные (слизистые) | Серозные |
|---|---|---|
| Локализация | Слизистая кишечника, дыхательные пути | Дерма, серозные полости, миндалины |
| Главная протеаза | Триптаза | Триптаза, химаза, катепсин G |
| Протеогликан | Хондроитинсульфат | Гепарин |
| Зависимость от тимуса | Есть | Нет |
| Продолжительность жизни | Менее 40 суток | Более 40 суток |
| Связь с патологией | Аллергии, защита от паразитов | Процессы склерозирования |
Чтобы запомнить главный фактор роста мастоцитов, используйте ассоциацию: тучные клетки — клетки крупные («как кит»). Их ключевой рецептор к фактору стволовых клеток так и называется — c-Kit (CD117).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему тучные клетки запускают аллергию быстрее базофилов?
Мастоциты постоянно дежурят в тканях кожи и слизистых, первыми встречаясь с аллергеном. Базофилы же находятся в крови, и им нужно дополнительное время на миграцию в очаг воспаления.
Что происходит с тучной клеткой после дегрануляции?
В отличие от многих других клеток иммунной системы, тучная клетка не погибает. Она сохраняет жизнеспособность, а выброшенные цитоплазматические гранулы со временем регенерируют.
Могут ли тучные клетки распознавать бактерии напрямую?
Да, на их поверхности присутствуют паттерн-распознающие рецепторы (TLR-2, TLR-3, TLR-4). Это позволяет им напрямую реагировать на патогены и их продукты.
Что ещё разобрать по теме
- Мембранный фенотип предшественников тучных клеток на разных этапах миграции (маркеры β7, CXCR2).
- Механизмы презентации антигенов тучными клетками (роль MHC-II и CD86).
- Спектр протеаз: различия между триптазами, химазами и металлопротеиназами.
- Роль IL-33 как тканеспецифического фактора созревания в слизистых оболочках.
- Иммунорегуляторная функция и индукция Th2-лимфоцитов через спонтанную выработку IL-4.
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Тучные клетки и базофилы» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Врождённый иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.