МОНОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ, СТОЙНОСТИ, ЗАБОЛЯВАНИЯ - БИОЛОГИЯ

В моноцитите са кръвни клетки, които принадлежат към левкоцитна субпопулация наречен мононуклеарни фагоцити система. Те имат общ произход с други фагоцити в хемопоетичните стволови клетки. Те са отговорни за регулирането на вродения и адаптивен имунитет, както и за ремоделирането на тъканите и хомеостазата.

Съществуват две подгрупи моноцити, които се различават по своите функции и местоназначения, а именно: 1) тази, която произвежда макрофаги след екстравазация от периферната циркулация; 2) друг, който при възпалителни състояния се диференцира в възпалителни дендритни клетки.

Източник: Д-р Греъм Бърдс

Макрофагите са фагоцитни клетки, пребиваващи в лимфоидна и нелимфоидна тъкан. Те участват в стационарна тъканна хомеостаза чрез елиминиране на апоптотични клетки. В допълнение, те притежават широк спектър от рецептори, които разпознават патогени.

От своя страна дендритните клетки се специализират в обработката и представянето на антигени и в контрола на отговора на В и Т клетки.

В допълнение към защитата срещу инфекции, моноцитите могат да допринесат за появата на заболявания, като атеросклероза и множествена склероза, или, обратно, те могат да допринесат за мускулна регенерация след увреждане и за разграждането на амилоидните фибрили в Болест на Алцхаймер.

характеристики

Моноцитите са клетки с неправилна форма. Те имат ядро с форма на бъбрек. Те имат везикули в цитоплазмата. Диаметърът му варира от 16 до 24 цт. Когато моноцитите са оцветени с петно на Райт, цитоплазмата им изглежда синкава на цвят.

Те са получени от плюрипотентни стволови клетки от костния мозък. Моноцитите се произвеждат от няколко междинни етапа и етапи, включително: 1) общ миелоиден прогенитор (CMP); 2) гранулоцитно-макрофагов прогенитор (GMP); 3) макрофаг-дендритен клетъчен прародител (MDP).

Те имат пластичност, защото могат да се превърнат в макрофаги или дендритни клетки. Те стават макрофаги, когато навлизат в тъканите или биха могли да се диференцират в клетки с възпалителни дендрити.

При хората моноцитите представляват 8% от левкоцитите и имат полуживот 70 часа, докато при мишките те представляват 4% от левкоцитите и имат период на полуразпад 17 часа.

Въз основа на експресията на хемокинови рецептори моноцитите се разделят на две основни групи. При хората това са: CD14 ⁺⁺ CD16 ^- и CD14 ⁺ CD16 ⁺. В мишката това са Gr-1 ^hi и Gr-1l ^ow.

Развитието на моноцитите се определя от експресията на специфични транскрипционни фактори, като PU.1, и факторите на изместване CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 и -2.

Произход и развитие

Настоящите модели базирани на мишки предполагат, че моноцитите произхождат в костния мозък от хематопоетични стволови клетки (HSC), които се развиват към образуването на гранулоцит-макрофаг (GMP) прародител, който е образува макрофаг-дендритен клетъчен прогенитор (MDP) и общ моноцитен прогенитор (cMoP).

В лумена на кръвоносните съдове в стабилно състояние cMoP се диференцира първо в LY6C ^hi клетки, а след това в LY6C ^ниски клетки. Мишки LY6C ^ниски клетки (човешкият им еквивалент е CD14 с ^нисък CD16 ⁺), стават макрофаги, пребиваващи в кръвта, а не самите моноцити и се движат по повърхността на ендотелния лумен.

^{Ниските} клетки на LY6C координират реакцията на стрес в лумена и реагират чрез 7 Toll-подобен рецептор на сигнали за локално увреждане, предизвиквайки набирането на неутрофили. Това задейства некрозата на ендотела и вследствие на това ^{ниските} моноцити LY6C почистват клетъчните остатъци.

Мишки LY6C ^hi клетки (човешкият им еквивалент е CD14 ⁺) представляват „класическите моноцити“. Те се набират на местата на възпаление, които действат като предшественици на периферни моноядрени фагоцити. LY6C ^hi клетки играят важна роля в отговора на гостоприемника на атака от патогени, като Listeria monocytogenes.

Макрофаги, получени от моноцити

Терминът макрофаг се отнася до големи фагоцитни монументални клетки. В зависимост от тъканта, в която се намират, макрофагите получават конкретни имена.

Макрофагите се наричат Kupffer клетки в черния дроб, алвеоларни макрофаги в белите дробове, хистиоцити в съединителната тъкан, остеокласти в костите, микроглии в мозъка и клетки на Langerhans в кожата. Те също са кръстени на органа, където се намира, като лимфен възел, тимус или ендокринни макрофаги.

При стабилни условия популациите на макрофагите, пребиваващи в тъканите, се поддържат от местната им пролиферация. Въпреки това, когато има възпаление, се извършва бързо набиране на клетки-предшественици в отделението за макрофаги на съответната тъкан.

Разграничаването на LY6C ^ниски моноцити към макрофаги включва промени в генната експресия, които определят фенотипните промени и експресията на свързани с макрофага повърхностни антигени. Има два типа макрофаги, а именно: М1 макрофаги или възпалителни макрофаги; М2 макрофаги или противовъзпалителни (или регулаторни) макрофаги.

М1 макрофаги реагират силно на инвазия от патогени и други вредни сигнали чрез образуването на провъзпалителни цитокини и синтеза на азотен оксид и реактивни видове кислород. М2 макрофагите имат толерогенни и възстановителни свойства.

Дендритни клетки, получени от моноцити

Класическите дендритни клетки се развиват от макрофага-дендритна клетка (MDP) прародител, наречена предкласическа дендритна клетка. Дендритните клетки се формират от моноцити, които мигрират през ендотела в аблуменално-луменална посока. Моноцитите в ендотелната матрица се развиват в макрофаги.

Набирането на LY6C ^hi клетки се извършва на мястото на възпалението. Набраните LY6C ^hi клетки се трансформират в дендритни клетки, които мигрират към лимфните възли. LY6C ^hi моноцитите стават CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺ дендритни клетки. Предкласическите дендритни клетки се преобразуват в CD103 ⁺.

Когато възникне възпаление в кожата чрез облъчване с UV светлина, моноцитите LY6C ^hi влизат в епидермиса и се превръщат в клетки с характеристики на клетките на Langerhans. Тези клетки обикновено се намират и в лигавичната епителна линия на вагиналната и устната кухини.

Дендритните клетки на вагиналния епител се възстановяват от прекурсорни клетки на костния мозък. При възпалителни състояния те се репопулират с моноцити LY6C ^hi.

Характеристика

Роля на моноцитите в инфекцията

При здрави индивиди моноцитите в периферната кръв се състоят от 90% класически моноцити (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺). Останалите 10% са CD16 ⁺ моноцити (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺ междинни продукти) и некласически моноцити (CD14 ⁺ CD16 ⁺).

По време на всяка инфекция или нараняване, неутрофилите реагират бързо (в рамките на часове). Въпреки това, моноцитите модулират възпалението чрез производството на цитокини, като IL-1β, IL-6, TNF-α и индуцируема синтаза на азотен оксид. Всеки тип моноцити реагира различно на стимулите.

Например, по време на инфекция с Candida albicans, класическите моноцити индуцират Th7 имунен отговор. Докато при инфекция с Aspergillus fumigatus, класическите моноцити и CD16 ⁺ имат сходен капацитет за фагоцитоза, а класическите моноцити инхибират поникването на конидии.

При условия на инфекция броят на CD16 ⁺ моноцитите се увеличава. Това е наблюдавано при бременни жени с малария (Plasmodium spp.) И с коинфекция с HIV. Моноцитите могат да намалят броя на паразитите, фагоцитирайки заразените еритроцити чрез опсонална или неопсонова фагоцитоза.

Моноцитите обаче могат да допринесат за тежките прояви на малария, което се отразява на физиологичните функции на гостоприемника и води до появата на патологии. Моноцитите, дендритните клетки и макрофагите също играят критична роля в патогенезата на ХИВ.

Роля на моноцитите в ангиогенезата и атерогенезата

Моноцитите се натрупват в стената на нарастващите съдове, което предполага, че те допринасят за атерогенезата. Те не образуват съдови мрежи, но имитират ендотелни клетки, с които споделят фенотипни характеристики и повърхностни маркери.

Когато моноцитите в периферната циркулация мигрират от съдовото към екстраваскуларното отделение, те съзряват в макрофаги. По-специално М2 макрофагите притежават проангиогенни функции: те насърчават съдовото ремоделиране по време на възстановяване на тъканите.

Характеристика на образуването на атеросклеротична плака е натрупването на липопротеини в интимната област на артерията, което се съпровожда от набиране на моноцити от кръвообращението.

Моноцитите мигрират към субендотелиалното пространство и взаимодействат с компоненти на извънклетъчната матрица, като колаген I, основната съставка на стената на артериите. Установява се силно взаимодействие между извънклетъчната матрица и моноцитите.

Липопротеините с ниска плътност (LDL), задържани от протеогликани в извънклетъчната матрица, се улавят от макрофаги. Матричните металопротеинази (MMPs) са важни за образуването на атероклеротична плака. Макрофагите са отговорни за производството на урокиназа, която активира MMP.

Роля на моноцитите при възпаление

Моноцитни подмножества маркери за много възпалителни състояния, като остър инфаркт на миокарда, инсулт, сепсис, ревматоиден артрит, ХИВ и хемодиализа. Например, пациентите с миокарден инфаркт и камерна аневризма имат много повече моноцити от индивидите без тези патологии.

Моноцитите и макрофагите са основният източник на цитокини, които служат като междуклетъчни пратеници и регулират клетъчната пролиферация, диференциация и миграция. Най-важните цитокини, участващи в сърдечната недостатъчност, са фактор на туморна некроза (TNF) и интерлевкин IL6.

Изследване на възпалителни процеси при пациенти със сърдечна недостатъчност показа, че TNF, TNFR1 и TNFR2 са предсказатели на смъртността в изследваната популация. IL6 не е маркер на възпалението, но има директен вреден ефект върху миокарда.

Терапевтичната модулация на цитокиновата система при клинични изпитвания не е била успешна при хора. Друга стратегия се състои в използването на карведилол, неселективен антагонист на бета-адренорецепторите, който намалява производството на TNF чрез моноцити.

Фенофибрат, производно на фибриновата киселина, значително инхибира освобождаването на моноцитни цитокини, като IL1, IL6 и MCP-1.

Нивата на моноцитите в кръвта

Количественият анализ на различните видове левкоцити в кръвта показва следните нормални стойности: лентови форми (неутрофилни гранулоцити), 3–5%; сегментирани (неутрофилни гранулоцити), 40–75%; еозинофили (гранулоцити), 2–4%; базофили (гранулоцити), 0–1%; лимфоцити, 25–40%; моноцити, 2–8%.

Нормалният брой моноцити в кръвта е между 0 и 800 клетки / µl, а нормалната средна стойност е 300 клетки / µl (0,3 x 10 ⁹ клетки / L). Хроничните възпалителни процеси са свързани с моноцитоза, което е увеличаване на броя на моноцитите. Абсолютната стойност надвишава 800 клетки / µl (> 0.8 x 10 ⁹ клетки / L).

Някои нарушения, свързани с моноцитозата, са възпалителни заболявания, като туберкулоза, сифилис и подкожен бактериален ендокардит, грануломатоза / автоимунен, системен лупус ериматозен, ревматоиден артрит и темпорален артерит.

Злокачествените нарушения, които причиняват моноцитоза, включват прелевкемия, нимфоцитна левкемия, хистиоцитоза, болест на Ходжкин, неходжкинов лимфом и карциноми.

Моноцитопенията е намаляване на броя на моноцитите (по-малко от 200 клетки / ul; 0,2 x 10 ⁹ клетки / L). Проявява се в отговор на стрес, ендотоксемия и след прием на глюкокортикоиди, интерферон алфа и TNF-алфа.

Някои разстройства, свързани с моноцитопения, са хронична лимфоцитна левкемия, циклична неутропения и тежко термично увреждане.

Свързани заболявания: рак

Моноцитите, освен че имат важна роля във вродената имунна система за защита на гостоприемника от патогенни микроби, участват и в патогенезата и прогресирането на заболявания като атеросклероза, множествена склероза и туморни метастази.

Възпалителните М1 макрофаги участват в елиминирането на ненужните туморни клетки, но макрофагите, свързани с тумор M2 (TAMs), могат да инхибират антитуморния отговор, увеличавайки растежа на тумора и насърчавайки метастазите.

Поради това наличието и количеството на TAM е свързано с лоша продължителност на живота на пациента. При мишки, при които е отстранен далака, те показват намаляване на броя на TAMs, поради което се наблюдава намален растеж на тумора и метастази.

В хипоксичната среда на тумора TAM е силно повлиян от секрецията на сигнални молекули, клетки на имунната система и туморни клетки. Инвазивните TAM произвеждат растежни фактори като EGF, които насърчават растежа на тумора.

Освен това TAM произвежда фактори като VEGF, които насърчават растежа и метастазите на кръвоносните съдове. Друг фактор, произведен от TAM, е VEGFR1, който участва във формирането на преметастатична ниша.

Препратки

Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Клетъчна и молекулярна имунология. Elsevier, Амстердам.
Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Кръвни моноцити: развитие, хетерогенност и връзка с дендритните клетки. Годишен преглед на имунологията, 27, 669–92.
Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Основната имунология на Roitt. Уили, Чичестър.
Eales, L.-J. 2003. Имунология за учени от живота. Уили, Чичестър.
Fraser, IP, Ezekowitz, AB 2001. Моноцити и макрофаги. В: Остин, KF, Франк, ММ, Аткинсън, JP, Cantor, H., eds. Имунологичните заболявания на Самтър, том I. Lippincott Williams & Wilkins Publishers.
Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Ley, K. 2010. Развитие на моноцити, макрофаги и дендритни клетки. Science, 327, 656-661.
Hoffman, R., Benz, EJ, Jr., Silberstein, LE, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, SA 2017. Хематология: основни принципи и практика. Elsevier, Амстердам.
Karlmark, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Моноцитите в здравето и болестите - мини преглед. Европейско списание за микробиология и имунология 2, 97-102.
Lameijer, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Моноцитите и макрофагите като наномедицински мишени за подобрена диагностика и лечение на заболяването. Експертни прегледи в молекулярната диагностика, 13, 567–580.
Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, WJM 2013. Моноцитите и макрофагите като наномедицински мишени за подобрена диагностика и лечение на заболяването. Експертен преглед Молекулярна диагностика, 13, 567–580.
Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Кратък наръчник по хематология. Springer, Cham.
Lichtman, MA, Kaushansky, K., Prchal, JT, Levi, MM, Burns, LJ, Armitage, JO 2017. Ръководство по хематология. Mc Graw Hill, Ню Йорк.
Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Атлас на клиничната хематология. Спрингер, Берлин.
Longo, DL 2010. Хематологията и онкологията на Харисън. McGraw-Hill, Ню Йорк.
Мърфи, К., Уивър, C. 2016. Имунобиологията на Janeway. Garland Science, Ню Йорк.
Østerud, B., Bjørklid, E. 2003. Роля на моноцитите в атерогенезата. Физиологичен преглед, 83, 1069-1112.
Пархам, П. 2014. Имунната система. Garland Science, Ню Йорк.
Paul, WE 2012. Фундаментална имунология. Lippincott Williams & Wilkins, Филаделфия.
Richards, DM, Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Моноцити и макрофаги при рак: развитие и функции. Ракова микросреда, 6, 179–191.
Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, E. 2011. Ролята на моноцитите и възпалението в патофизиологията на сърдечната недостатъчност. Европейско списание за сърдечна недостатъчност, 13, 1161–1171.
Йона, С., Юнг, С. 2009. Моноцити: подмножества, произход, съдби и функции. Настоящо мнение в хематологията. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.

МОНОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ, СТОЙНОСТИ, ЗАБОЛЯВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025