MONOCITI: ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE, VREDNOSTI, BOLEZNI - BIOLOGIJA

V monociti so krvne celice, ki pripadajo levkocitov podskupini imenovano enojedrni fagocitni sistem. Imajo skupni izvor z drugimi fagociti v hematopoetskih matičnih celicah. Odgovorni so za uravnavanje prirojene in prilagodljive imunosti, pa tudi za preoblikovanje tkiv in homeostazo.

Obstajata dve podskupini monocitov, ki se razlikujeta po svoji funkciji in destinaciji, in sicer: 1) tista, ki po ekstravazaciji iz perifernega obtoka proizvaja makrofage; 2) drugo, ki se v vnetnih pogojih diferencira v vnetne dendritične celice.

Vir: Dr Graham Beards

Makrofagi so fagocitne celice, ki prebivajo v limfoidnem in ne-limfoidnem tkivu. Sodelujejo v homeostazi tkiva v stanju dinamičnega ravnovesja z izločanjem apoptotičnih celic. Poleg tega imajo širok spekter receptorjev, ki prepoznavajo patogene.

Dendritične celice so specializirane za predelavo in predstavitev antigenov ter za nadzor odziva B in T celic.

Poleg obrambe pred okužbami lahko monociti prispevajo k pojavu bolezni, kot sta ateroskleroza in multipla skleroza ali, nasprotno, lahko prispevajo k regeneraciji mišic po poškodbi in k razgradnji amiloidnih vlaknin v Alzheimerjeva bolezen.

značilnosti

Monociti so celice nepravilne oblike. Imajo jedro v obliki ledvic. V citoplazmi imajo vezikle. Njegov premer se giblje od 16 do 24 µm. Ko so monociti obarvani z Wrightovim madežem, se njihova citoplazma zdi modrikasto obarvana.

Izvirajo iz pluripotentnih matičnih celic iz kostnega mozga. Monociti nastajajo v več vmesnih fazah in fazah, vključno z: 1) običajnim mieloidnim potomcem (CMP); 2) potomstvo granulocitov-makrofagov (GMP); 3) makrofag-dendritični celicni preroditor (MDP).

Imajo plastičnost, ker lahko postanejo makrofagi ali dendritične celice. Ko vstopijo v tkiva, postanejo makrofagi ali pa bi se lahko diferencirali v vnetne dendritične celice.

Pri ljudeh monociti predstavljajo 8% levkocitov in razpolovni čas 70 ur, pri miših pa 4% levkocitov in razpolovni čas 17 ur.

Na podlagi izražanja receptorjev za hemokine so monociti razdeljeni v dve glavni skupini. Pri ljudeh so to: CD14 ⁺⁺ CD16 ^- in CD14 ⁺ CD16 ⁺ . V miški sta to Gr-1 ^hi in Gr-1l ^ow .

Razvoj monocitov je določen z izražanjem specifičnih transkripcijskih faktorjev, kot je PU.1, in faktorji premika CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 in -2.

Poreklo in razvoj

Trenutni miši modeli temeljijo na tem, da monociti izvirajo v kostnem mozgu iz hematopoetskih matičnih celic (HSCs), ki se razvijajo v smeri tvorbe granulocitnega-makrofaga (GMP) progenitorja, kar je tvori makrofag-dendritski celični progenitor (MDP) in skupni monocitni progenitor (cMoP).

V lumen krvnih žil v stanju dinamičnega ravnovesja, cMoP razlikuje prvi v LY6C ^hi celice , nato pa v LY6C ^nizkih celice . Miške LY6C ^nizke celice (njihov človeški ekvivalent je CD14 z ^{nizkim številom} CD16 ⁺ ), postanejo makrofagi, ki prebivajo v krvi, ne pa monociti sami in se premikajo po površini endotelijskega lumena.

LY6C ^nizke celice usklajujejo stresni odziv v lumnu in se prek 7 Toll-like receptorja odzivajo na signale lokalne škode, kar povzroča rekrutiranje nevtrofilcev. To sproži nekrozo endotelija in posledično LY6C ^nizki monociti čistijo celične naplavine.

Miši LY6C ^hi celice (njihov človeški ekvivalent je CD14 ⁺ ) predstavljajo "klasične monocite." Rekrutirajo se na mestih vnetja, ki delujejo kot predhodniki perifernih mononuklearnih fagocitov. ^Hi- celice LY6C igrajo pomembno vlogo pri odzivanju gostitelja na napad patogenov, kot je Listeria monocytogenes.

Makrofagi, pridobljeni iz monocitov

Izraz makrofag se nanaša na velike fagocitne monumentalne celice. Makrofagom se glede na tkivo, v katerem se nahajajo, dodelijo določena imena.

Makrofagi se imenujejo Kupfferjeve celice v jetrih, alveolarni makrofagi v pljučih, histiociti v vezivnem tkivu, osteoklasti v kosteh, mikroglije v možganih in Langerhansove celice v koži. Poimenovani so tudi po organu, kjer ga najdemo, kot so bezgavke, timus ali endokrini makrofagi.

V stanju dinamičnega ravnovesja populacije makrofagov, ki prebivajo v tkivu, vzdržujejo lokalno širjenje. Kadar pa pride do vnetja, pride do hitrega rekrutiranja prekurzorskih celic v odsek makrofagov zadevnega tkiva.

Diferenciacija LY6C ^nizkih monocitov na makrofag vključuje spremembe v ekspresiji genov, ki določajo fenotipske spremembe in izražanje površinskih antigenov, povezanih z makrofagi. Obstajata dve vrsti makrofagov, in sicer: M1 makrofagi ali vnetni makrofagi; M2 makrofagi ali protivnetni (ali regulativni) makrofagi.

M1 makrofagi močno reagirajo na invazijo patogenov in drugih škodljivih signalov s tvorbo vnetnih citokinov ter sintezo dušikovega oksida in reaktivnih kisikovih vrst. M2 makrofagi imajo tolerogene in obnovitvene lastnosti.

Dendritične celice iz monocitov

Klasične dendritične celice se razvijejo iz makrofaga-dendritične celice (MDP), ki se imenuje predklasična dendritična celica. Dendritične celice se tvorijo iz monocitov, ki migrirajo skozi endotel v ablumenalno - lumenalni smeri. Monociti v endotelnem matriksu se razvijejo v makrofage.

Zaposlovanje ^hi celic LY6C se pojavi na mestu vnetja. Vpoklicane LY6C ^hi- celice se spremenijo v dendritične celice, ki se selijo v bezgavke. ^Hi monociti LY6C se pretvorijo v celice CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺ . Predklasične dendritične celice se pretvorijo v CD103 ⁺ .

Ko pride do vnetja na koži z obsevanjem z UV svetlobo, monociti LY6C ^hi vstopijo v povrhnjico in postanejo celice z značilnostmi Langerhansovih celic. Te celice se običajno nahajajo tudi v sluznični epitelijski liniji vaginalne in ustne votline.

Dendritične celice vaginalnega epitelija se rekonstituirajo s predhodnimi celicami kostnega mozga. V vnetnih pogojih jih ponovno naselijo monociti LY6C ^hi .

Lastnosti

Vloga monocitov pri okužbi

Pri zdravih ljudeh so periferni monociti v krvi sestavljeni iz 90% klasičnih monocitov (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺ ). Preostalih 10% so CD16 ⁺ monociti (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺ intermediati ) in neklasični monociti (CD14 ⁺ CD16 ⁺ ).

Med kakršno koli okužbo ali poškodbo se nevtrofili odzovejo hitro (v nekaj urah). Vendar monociti modulirajo vnetje s proizvodnjo citokinov, kot so IL-1β, IL-6, TNF-α in inducibilna sintaza dušikovega oksida. Vsaka vrsta monocitov se na dražljaje odziva drugače.

Na primer med okužbo s Candida albicans klasični monociti povzročijo imunski odziv Th7. Medtem ko imajo ob okužbi z Aspergillus fumigatus klasični monociti in CD16 ⁺ podobne zmogljivosti fagocitoze, klasični monociti pa zavirajo kalitev konidij.

V pogojih okužbe se število CD16 ⁺ monocitov poveča. To so opazili pri nosečnicah z malarijo (Plasmodium spp.) In sočasno okuženih z virusom HIV. Monociti lahko zmanjšajo število zajedavcev, fagocitizirajo okužene eritrocite preko opsonične ali neopsonske fagocitoze.

Vendar lahko monociti prispevajo hude manifestacije malarije, kar vpliva na fiziološke funkcije gostitelja in vodi do pojava patologij. Monociti, dendritične celice in makrofagi igrajo tudi kritično vlogo pri patogenezi virusa HIV.

Vloga monocitov v angiogenezi in aterogenezi

Monociti se kopičijo v steni rastočih žil, kar kaže na to, da prispevajo k aterogenezi. Ne tvorijo žilnih mrež, temveč posnemajo endotelne celice, s katerimi si delijo fenotipske značilnosti in površinske markerje.

Ko monociti v perifernem obtoku migrirajo iz vaskularnega v ekstravaskularni prerez, dozorijo v makrofage. Konkretno, M2 makrofagi imajo proangiogene funkcije: spodbujajo vaskularno preoblikovanje med popravljanjem tkiva.

Značilnost nastanka aterosklerotičnega plaka je nabiranje lipoproteinov v intimnem predelu arterije, ki ga spremlja pridobivanje monocitov iz obtoka.

Monociti migrirajo v subendotelni prostor in medsebojno delujejo s komponentami zunajceličnega matriksa, kot je kolagen I, glavna sestavina stene arterij. Vzpostavljena je močna interakcija med zunajceličnim matriksom in monociti.

Lipoproteini nizke gostote (LDL), ki jih proteoglikani zadržijo v zunajceličnem matriksu, zajamejo makrofagi. Matrične metaloproteinaze (MMP) so pomembne za nastanek ateroklerotičnih plakov. Makrofagi so odgovorni za proizvodnjo urokinaze, ki aktivira MMP.

Vloga monocitov pri vnetju

Monocitne skupine so označevalci mnogih vnetnih stanj, kot so akutni miokardni infarkt, možganska kap, sepsa, revmatoidni artritis, HIV in hemodializa. Na primer, bolniki z miokardnim infarktom in ventrikularno anevrizmo imajo veliko več monocitov kot posamezniki brez teh patologij.

Monociti in makrofagi so glavni vir citokinov, ki služijo kot medcelični prenašalci in uravnavajo proliferacijo celic, diferenciacijo in migracijo. Najpomembnejša citokina, ki sodelujeta pri srčnem popuščanju, sta faktor nekroze tumorja (TNF) in interlevkin IL6.

Študija vnetnih procesov pri bolnikih s srčnim popuščanjem je pokazala, da so TNF, TNFR1 in TNFR2 napovedovalci umrljivosti v proučevani populaciji. IL6 ni označevalec vnetja, ima pa neposreden škodljiv učinek na miokard.

Terapevtska modulacija citokinskega sistema v kliničnih preskušanjih pri ljudeh ni bila uspešna. Druga strategija je sestavljena iz uporabe karvedilola, neselektivnega antagonista beta adrenoreceptorjev, ki zmanjša proizvodnjo TNF z monociti.

Fenofibrat, derivat vlaknaste kisline, znatno zavira sproščanje monocitnih citokinov, kot so IL1, IL6 in MCP-1.

Monociti v krvi

Kvantitativna analiza različnih vrst levkocitov v krvi kaže naslednje normalne vrednosti: oblike trakov (nevtrofilni granulociti), 3–5%; segmentirani (nevtrofilni granulociti), 40–75%; eozinofili (granulociti), 2–4%; bazofili (granulociti), 0–1%; limfociti, 25–40%; monociti, 2–8%.

Normalno število monocitov v krvi je med 0 in 800 celic / µl, normalna povprečna vrednost pa 300 celic / µl (0,3 x 10 ⁹ celic / L). Kronični vnetni procesi so povezani z monocitozo, kar pomeni povečanje števila monocitov. Absolutna vrednost presega 800 celic / µl (> 0,8 x 10 ⁹ celic / L).

Nekatere motnje, povezane z monocitozo, so vnetne bolezni, kot so tuberkuloza, sifilis in podkožni bakterijski endokarditis, granulomatoza / avtoimunski sistemski lupus erimatous, revmatoidni artritis in časovni arteritis.

Maligne motnje, ki povzročajo monocitozo, vključujejo prelevkemijo, nimfocitno levkemijo, histiocitozo, Hodgkinovo bolezen, ne-Hodgkinov limfom in karcinom.

Monocitopenija je zmanjšanje števila monocitov (manj kot 200 celic / µl; 0,2 x 10 ⁹ celic / L). Pojavi se kot odziv na stres, endotoksemijo in po uporabi glukokortikoidov, interferona alfa in TNF-alfa.

Nekatere motnje, povezane z monocitopenijo, so kronična limfocitna levkemija, ciklična nevtropenija in huda termična poškodba.

Sorodne bolezni: rak

Monociti poleg tega, da imajo pomembno vlogo v prirojenem imunskem sistemu za obrambo gostitelja pred patogenimi mikrobi, sodelujejo tudi pri patogenezi in napredovanju bolezni, kot so ateroskleroza, multipla skleroza in metastaze tumorjev.

Vnetni M1 makrofagi sodelujejo pri odstranjevanju nepotrebnih tumorskih celic, vendar lahko tumorsko povezani makrofagi (TAM) M2 zavirajo protitumorski odziv, povečajo rast tumorja in spodbujajo metastaze.

Zaradi tega sta prisotnost in količina TAM-a povezana s slabo življenjsko dobo pacienta. Pri miših, pri katerih je bila vranica odstranjena, kažejo zmanjšanje števila TAM-ov, zato opazimo zmanjšano rast tumorja in metastaze.

V hipoksičnem okolju tumorja na TAM močno vpliva izločanje signalnih molekul, celic imunskega sistema in tumorskih celic. Invazivni TAM tvorijo rastne dejavnike, kot je EGF, ki spodbujajo rast tumorja.

Poleg tega TAM proizvaja dejavnike, kot je VEGF, ki spodbujajo rast krvnih žil in metastaze. Drugi dejavnik, ki ga proizvaja TAM, je VEGFR1, ki sodeluje pri oblikovanju predmetastatične niše.

Reference

Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Celična in molekularna imunologija. Elsevier, Amsterdam.
Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Krvni monociti: razvoj, heterogenost in odnos z dendritičnimi celicami. Letni pregled imunologije, 27, 669–92.
Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Roittova bistvena imunologija. Wiley, Chichester.
Eales, L.-J. 2003. Imunologija za življenjske znanstvenike. Wiley, Chichester.
Fraser, IP, Ezekowitz, AB 2001. Monociti in makrofagi. V: Austen, KF, Frank, MM, Atkinson, JP, Cantor, H., eds. Samterove imunske bolezni, zvezek I. Lippincott Williams & Wilkins Publishers.
Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Ley, K. 2010. Razvoj monocitov, makrofagov in dendritičnih celic. Znanost, 327, 656–661.
Hoffman, R., Benz, EJ, Jr., Silberstein, LE, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, SA 2017. Hematologija: osnovna načela in praksa. Elsevier, Amsterdam.
Karlmark, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Monociti v zdravju in bolezni - mini pregled. Evropski časopis za mikrobiologijo in imunologijo 2, 97–102.
Lameijer, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Monociti in makrofagi kot nanomedicinska tarča za izboljšanje diagnoze in zdravljenja bolezni. Strokovni pregledi v molekularni diagnostiki, 13, 567–580.
Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, WJM 2013. Monociti in makrofagi kot nanomedicinalna tarča za izboljšanje diagnoze in zdravljenja bolezni. Strokovni pregled Molekularna diagnostika, 13, 567–580.
Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Jedrnato navodilo za hematologijo. Springer, Cham.
Lichtman, MA, Kaushanski, K., Prchal, JT, Levi, MM, Burns, LJ, Armitage, JO 2017. Priročnik za hematologijo. Mc Graw Hill, New York.
Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Atlas klinične hematologije. Springer, Berlin.
Longo, DL 2010. Harrisonova hematologija in onkologija. McGraw-Hill, New York.
Murphy, K., Weaver, C. 2016. Janewayova imunobiologija. Garland Science, New York.
Østerud, B., Bjørklid, E. 2003. Vloga monocitov v aterogenezi. Physiology Review, 83, 1069-1112.
Parham, P. 2014. Imunski sistem. Garland Science, New York.
Paul, WE 2012. Temeljna imunologija. Lippincott Williams & Wilkins, Filadelfija.
Richards, DM, Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Monociti in makrofagi pri raku: razvoj in funkcije. Rak, mikrookolstvo, 6, 179–191.
Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, E. 2011. Vloga monocitov in vnetja v patofiziologiji srčnega popuščanja. Evropski časopis za srčno popuščanje, 13, 1161–1171.
Yona, S., Jung, S. 2009. Monociti: podvrsta, izvor, usoda in funkcije. Trenutno mnenje o hematologiji. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.

MONOCITI: ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE, VREDNOSTI, BOLEZNI - BIOLOGIJA - 2026