Monocytter egenskaber, funktioner, værdier, sygdomme

938
Charles McCarthy

Det monocytter er blodlegemer, der hører til en underpopulation af leukocytter, kaldet mononukleært fagocytsystem. De har en fælles oprindelse med andre fagocytter i hæmatopoietiske stamceller. De er ansvarlige for reguleringen af ​​medfødt og adaptiv immunitet samt vævsomdannelse og homeostase.

Der er to undergrupper af monocytter, der adskiller sig i deres funktioner og destinationer, nemlig: 1) en, der producerer makrofager efter ekstravasation fra den perifere cirkulation; 2) en anden, der under inflammatoriske tilstande adskiller sig til inflammatoriske dendritiske celler.

Kilde: Dr Graham Beards [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Makrofager er fagocytiske celler, der er bosiddende i lymfoide og ikke-lymfoide væv. De er involveret i steady-state vævshomeostase ved at dræbe apoptotiske celler. Derudover har de en bred vifte af receptorer, der genkender patogener..

For deres del er dendritiske celler specialiserede i behandling og præsentation af antigener og i kontrol af B- og T-cellernes respons..

Ud over at forsvare sig mod infektioner kan monocytter bidrage til sygdomsudbrud, såsom aterosklerose og multipel sklerose, eller omvendt kan de bidrage til muskelregenerering efter skade og til nedbrydning af amyloidfibriller i Alzheimers sygdom.

Artikelindeks

  • 1 Funktioner
  • 2 Oprindelse og udvikling
    • 2.1 Makrofager afledt af monocytter
    • 2.2 Dendritiske celler afledt af monocytter
  • 3 funktioner
    • 3.1 Monocytternes rolle i infektion
    • 3.2 Monocytternes rolle i angiogenese og atherogenese
    • 3.3 Monocytternes rolle i betændelse
  • 4 Niveauer af monocytter i blodet
  • 5 Relaterede sygdomme: kræft
  • 6 Referencer

Egenskaber

Monocytter er celler med uregelmæssig form. De har en nyreformet kerne. De har vesikler i cytoplasmaet. Dens diameter varierer fra 16 til 24 µm. Når monocytter farves med Wrights plet, ser deres cytoplasma blålig ud..

De stammer fra pluripotente stamceller fra knoglemarven. Monocytter produceres ved flere trin og mellemtilstande, herunder: 1) en fælles myeloid stamfader (CMP); 2) en granulocyt-makrofag-stamfader (GMP); 3) den makrofag-dendritiske cellefader (MDP).

De har plasticitet, fordi de kan blive makrofager eller dendritiske celler. De bliver makrofager, når de kommer ind i væv eller kan differentiere sig til inflammatoriske dendritiske celler.

Hos mennesker udgør monocytter 8% af leukocytterne og har en halveringstid på 70 timer, mens de hos mus udgør 4% af leukocytterne og har en halveringstid på 17 timer..

Baseret på ekspressionen af ​​kemokinreceptorer opdeles monocytter i to hovedgrupper. Hos mennesker er disse: CD14++CD16- og CD14+CD16+. I musen er disse Gr-1Hej og Gr-1low.

Monocytudvikling bestemmes af ekspressionen af ​​specifikke transkriptionsfaktorer, såsom PU.1, og forskydningsfaktorerne CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 og -2..

Oprindelse og udvikling

Nuværende musebaserede modeller foreslår, at monocytter stammer fra knoglemarven fra hæmatopoietiske stamceller (HSC'er), som udvikler sig mod dannelsen af ​​en granulocyt-makrofag (GMP) stamfader, og danner således en makrofag-dendritisk cellefader (MDP) og en fælles monocyt-stamfader (cMoP).

I lumen af ​​blodkar, ved steady state, differentieres cMoP først til LY6C-cellerHej, og derefter i LY6C-cellerlav. LY6C cellerlav mus (dets menneskelige ækvivalent er CD14lavCD16+), bliver de makrofager i blodet i stedet for monocytter selv, og de bevæger sig på overfladen af ​​endotellumenet.

LY6C cellerlav de koordinerer stressresponset i lumen og reagerer via den 7 Toll-lignende receptor på signaler om lokal skade, hvilket inducerer rekruttering af neutrofiler. Dette udløser nekrose af endotelet og følgelig LY6C-monocytter.lav rengør det cellulære affald.

LY6C cellerHej mus (dets menneskelige ækvivalent er CD14+), repræsenterer de "klassiske monocytter". De rekrutteres på inflammationssteder, der fungerer som perifere mononukleære fagocytforløbere. LY6C cellerHej spiller en vigtig rolle i værtens reaktion på angreb fra patogener, såsom Listeria monocytogenes.

Monocytafledte makrofager

Udtrykket makrofag refererer til store fagocytiske monumentale celler. Afhængigt af vævet, hvor de findes, får makrofager specifikke navne.

Makrofager kaldes kupfferceller i leveren, alveolære makrofager i lungerne, histiocytter i bindevæv, osteoklaster i knogler, mikroglia i hjernen og Langerhans celler i huden. De er også opkaldt efter det organ, hvor det findes, såsom lymfeknude, thymus eller endokrine makrofager.

Under steady-state-forhold opretholdes de vævsopholdende makrofagpopulationer ved deres lokale spredning. Men når der er betændelse, finder en hurtig rekruttering af forløberceller sted i makrofagrummet i det respektive væv..

Differentiering af LY6C-monocytterlav en makrofag involverer ændringer i ekspressionen af ​​gener, som bestemmer de fænotypiske ændringer og ekspressionen af ​​overfladeantigener forbundet med makrofagen. Der er to typer makrofager, nemlig: M1 makrofager eller inflammatoriske makrofager; M2 makrofager eller antiinflammatoriske (eller regulatoriske) makrofager.

M1-makrofager reagerer stærkt på invasion af patogener og andre skadelige signaler gennem dannelsen af ​​proinflammatoriske cytokiner og syntesen af ​​nitrogenoxid og reaktive iltarter. M2 makrofager har tolerogene og genoprettende egenskaber.

Monocytafledte dendritiske celler

Klassiske dendritiske celler udvikler sig fra en makrofag-dendritisk celle (MDP) stamfader, betegnet en præklassisk dendritisk celle. Dendritiske celler dannes af monocytter, der vandrer gennem endotelet i retningen ablumenal-lumen. Monocytter i endotelmatricen udvikler sig til makrofager.

Rekruttering af LY6C-cellerHej det sker på det sted, hvor der opstår betændelse. LY6C cellerHej rekrutteret bliver dendritiske celler, der migrerer til lymfeknuderne. Monocytter LY6CHej udvikle sig til CX dendritiske celler3CR1+D14+. Forklassiske dendritiske celler bliver CD103+.

Når der opstår betændelse i huden ved bestråling med UV-lys, LY6C-monocytterHej De kommer ind i overhuden og udvikler sig til celler med karakteristika for Langerhans celler. Disse celler findes normalt også i slimhindeepitellinien i vaginal- og mundhulen..

De dendritiske celler i det vaginale epitel rekonstitueres af forløberceller i knoglemarven. Under inflammatoriske forhold genbefolkes de af monocytter LY6CHej.

Funktioner

Rollen af ​​monocytter i infektion

Hos raske individer består perifere blodmonocytter af 90% klassiske monocytter (CD14++CD16++). De resterende 10% er CD16-monocytter+ (mellemliggende CD14++CD16+) og ikke-klassiske monocytter (CD14+CD16+).

Under enhver infektion eller skade reagerer neutrofiler hurtigt (inden for få timer). Imidlertid modulerer monocytter inflammation ved at producere cytokiner, såsom IL-1β, IL-6, TNF-a og inducerbar nitrogenoxidsyntase. Hver type monocyt reagerer forskelligt på stimuli.

For eksempel under infektion med Candida albicans, klassiske monocytter inducerer Th7 immunrespons. Mens du er i infektion med Aspergillus fumigatus, klassiske monocytter og CD16+ har lignende fagocytosefunktioner, og klassiske monocytter hæmmer spiring af conidia.

Under infektionsbetingelser er antallet af CD16 monocytter+ øges. Dette er observeret hos gravide kvinder med malaria (Plasmodium spp.) og co-inficeret med HIV. Monocytter kan reducere antallet af parasitter, fagocytisere inficerede erythrocytter via opsonisk eller ikke-opsonisk fagocytose.

Imidlertid kan monocytter bidrage til de alvorlige manifestationer af malaria, som påvirker værts fysiologiske funktioner og fører til udseendet af patologier. Monocytter, dendritiske celler og makrofager spiller også en kritisk rolle i patogenesen af ​​HIV.

Rollen af ​​monocytter i angiogenese og atherogenese

Monocytter akkumuleres i væggen af ​​voksende kar, hvilket antyder, at de bidrager til atherogenese. De danner ikke vaskulære netværk, men de efterligner endotelceller, som de deler fænotypiske egenskaber og overflademarkører med..

Når monocytter i den perifere cirkulation migrerer fra det vaskulære til det ekstravaskulære rum, modnes de til makrofager. Specifikt har M2-makrofager proangiogene funktioner: de fremmer vaskulær ombygning under vævsreparation..

Et kendetegn ved dannelsen af ​​aterosklerotisk plak er akkumuleringen af ​​lipoproteiner i den intime region af arterien, som ledsages af rekruttering af monocytter fra kredsløbet..

Monocytter migrerer til det subendoteliale rum og interagerer med komponenter i den ekstracellulære matrix, såsom kollagen I, hovedbestanddelen af ​​arterievæggen. En stærk interaktion etableres mellem den ekstracellulære matrix og monocytter.

Lipoproteiner med lav densitet (LDL), tilbageholdt af proteoglycaner i den ekstracellulære matrix, fanges af makrofager. Matrixmetalloproteinaser (MMP'er) er vigtige for dannelse af ateroklerotisk plaque. Makrofager er ansvarlige for at producere urokinase, der aktiverer MMP'er.

Rollen af ​​monocytter i betændelse

Monocytmarkørundersæt af mange inflammatoriske tilstande, såsom akut myokardieinfarkt, slagtilfælde, sepsis, reumatoid arthritis, HIV og hæmodialyse. F.eks. Har patienter med hjerteinfarkt og ventrikulær aneurisme mange flere monocytter end individer uden disse patologier..

Monocytter og makrofager er den vigtigste kilde til cytokiner, der tjener som intercellulære budbringere, og regulerer celleproliferation, differentiering og migration. De vigtigste cytokiner, der er involveret i hjertesvigt, er tumornekrosefaktor (TNF) og interleukin IL6..

En undersøgelse af inflammatoriske processer hos patienter med hjertesvigt viste, at TNF, TNFR1 og TNFR2 er forudsigere for dødelighed i den undersøgte population. IL6 er ikke en markør for betændelse, men har en direkte skadelig virkning på myokardiet.

Terapeutisk modulering af cytokinsystemet i kliniske forsøg har ikke været vellykket hos mennesker. En anden strategi består i brugen af ​​carvedilol, en ikke-selektiv beta-adrenoreceptorantagonist, der reducerer produktionen af ​​TNF ved monocytter..

Fenofibrat, et fibrinsyrederivat, hæmmer signifikant frigivelsen af ​​monocyt-afledte cytokiner, såsom IL1, IL6 og MCP-1.

Monocytniveauer i blodet

Kvantitativ analyse af de forskellige typer leukocytter i blodet indikerer følgende normale værdier: båndformer (neutrofile granulocytter), 3-5%; segmenteret (neutrofile granulocytter), 40-75%; eosinofiler (granulocytter), 2-4%; basofiler (granulocytter), 0-1%; lymfocytter, 25-40%; monocytter, 2-8%.

Det normale antal monocytter i blodet er mellem 0 og 800 celler / µl, og den normale gennemsnitlige værdi er 300 celler / µl (0,3 x 109 celler / L). Kroniske inflammatoriske processer er forbundet med monocytose, hvilket er en stigning i antallet af monocytter. Den absolutte værdi overstiger 800 celler / µl (> 0,8 x 109 celler / L).

Nogle lidelser forbundet med monocytose er inflammatoriske sygdomme, såsom tuberkulose, syfilis og subkutan bakteriel endokarditis, granulomatose / autoimmun, systemisk lupus erimatøs, reumatoid arthritis og tidsmæssig arteritis..

Ondartede lidelser, der forårsager monocytose, inkluderer preleukæmi, nymfocytisk leukæmi, histiocytose, Hodgkins sygdom, non-Hodgkins lymfom og carcinomer.

Monocytopeni er en reduktion i antallet af monocytter (mindre end 200 celler / µl; 0,2 x 109 celler / L). Det forekommer som reaktion på stress, endotoksæmi og efter administration af glukokortikoider interferon alfa og TNF-alfa.

Nogle lidelser forbundet med monocytopeni er kronisk lymfocytisk leukæmi, cyklisk neutropeni og alvorlig termisk skade..

Relaterede sygdomme: kræft

Ud over at have en vigtig rolle i det medfødte immunsystem for at forsvare værten mod patogene mikrober, deltager monocytter også i patogenesen og progressionen af ​​sygdomme såsom åreforkalkning, multipel sklerose og tumormetastase.

Inflammatoriske M1-makrofager er involveret i eliminering af unødvendige tumorceller, men tumorassocierede makrofager (TAM) M2 kan hæmme antitumorresponsen, øge tumorvækst og fremme metastase..

På grund af dette er tilstedeværelsen og mængden af ​​TAM korreleret med en dårlig forventet levetid for patienten. Hos mus, hvor milten er fjernet, viser de en reduktion i antallet af TAM'er, hvorfor der observeres reduceret tumorvækst og metastase..

Inden for det hypoxiske miljø i tumoren påvirkes TAM stærkt af sekretionen af ​​signalmolekyler, celler i immunsystemet og tumorceller. Invasive TAM'er producerer vækstfaktorer såsom EGF, som fremmer tumorvækst.

Derudover producerer TAM faktorer såsom VEGF, som fremmer blodkarvækst og metastase. En anden faktor produceret af TAM er VEGFR1, som er involveret i dannelsen af ​​en præmetastatisk niche..

Referencer

  1. Abbas, A. K., Lichtman, A. H., Pillai, S. 2017. Cellulær og molekylær immunologi. Elsevier, Amsterdam.
  2. Auffray, C., Sieweke, M. H., Geissmann, F. 1009. Blodmonocytter: udvikling, heterogenitet og forhold til dendritiske celler. Årlig gennemgang af immunologi, 27, 669-92.
  3. Delves, P. J., Martin, S. J., Burton, D. R., Roitt, I. M. 2017. Roitts essentielle immunologi. Wiley, Chichester.
  4. Eales, L.-J. 2003. Immunologi for livsforskere. Wiley, Chichester.
  5. Fraser, I. P., Ezekowitz, A. B. 2001. Monocytter og makrofager. I: Austen, K. F., Frank, M. M., Atkinson, J. P., Cantor, H., red. Samters immunologiske sygdomme, bind I. Lippincott Williams & Wilkins Publishers.
  6. Geissmann, F., Manz, M. G., Jung, S., Sieweke, M. H., Merad, M, Ley, K. 2010. Udvikling af monocytter, makrofager og dendritiske celler. Science, 327, 656-661.
  7. Hoffman, R., Benz, E. J., Jr., Silberstein, L. E., Heslop, H., Weitz, J. I., Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, S. A. 2017. Hæmatologi: grundlæggende principper og praksis. Elsevier, Amsterdam.
  8. Karlmark, K. R., Tacke, F., Dunay, I. R. 2012. Monocytter i sundhed og sygdom - mini anmeldelse. European Journal of Microbiology and Immunology 2, 97-102.
  9. Lameijer, M. A., Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, R. H. J., Mulder, W. J. M. 2013. Monocytter og makrofager som nanomedicinale mål for forbedret diagnose og behandling af sygdom. Ekspertanmeldelser i molekylær diagnostik, 13, 567-580.
  10. Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, W. J. M. 2013. Monocytter og makrofager som nanomedicinale mål for forbedret diagnose og behandling af sygdom. Expert Review Molecular Diagnostic, 13, 567-580.
  11. Lazarus, H. M., Schmaier, A. H. 2019. Kortfattet guide til hæmatologi. Springer, Cham.
  12. Lichtman, M. A., Kaushansky, K., Prchal, J. T., Levi, M. M., Burns, L. J., Armitage, J. O. 2017. Manual of Hematology. Mc Graw Hill, New York.
  13. Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Atlas of clinical hematology. Springer, Berlin.
  14. Longo, D. L. 2010. Harrisons hæmatologi og onkologi. McGraw-Hill, New York.
  15. Murphy, K., Weaver, C. 2016. Janeway's immunbiologi. Garland Science, New York.
  16. Østerud, B., Bjørklid, E. 2003. Rollen af ​​monocytter i atherogenese. Physiology Review, 83, 1069-1112.
  17. Parham, P. 2014. Immunsystemet. Garland Science, New York.
  18. Paul, W. E. 2012. Fundamental immunologi. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
  19. Richards, D. M., Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Monocytter og makrofager i kræft: udvikling og funktioner. Kræftmikromiljø, 6, 179-191.
  20. Wrigley, B. J., Lip, G. Y. L., Shantsila, E. 2011. Rollen af ​​monocytter og inflammation i patofysiologien af ​​hjertesvigt. European Journal of Heart Failure, 13, 1161-1171.
  21. Yona, S., Jung, S. 2009. Monocytter: delmængder, oprindelse, skæbne og funktioner. Nuværende mening i hæmatologi. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.

Endnu ingen kommentarer