MONOCITI: KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE, VRIJEDNOSTI, BOLESTI - BIOLOGIJA

U monociti su krvne stanice koje pripadaju leukocitne subpopulacije zove mononuklearnih fagocit sustav. Imaju zajedničko podrijetlo s drugim fagocitima u matičnim stanicama hematopoeze. Oni su odgovorni za regulaciju urođenog i adaptivnog imuniteta, kao i za pregradnja tkiva i homeostazu.

Postoje dvije podskupine monocita koje se razlikuju po funkcijama i odredištima, i to: 1) ona koja stvara makrofage nakon ekstravazacije iz periferne cirkulacije; 2) drugi koji se u upalnim uvjetima diferencira u upalne dendritičke stanice.

Izvor: Dr Graham Beards

Makrofagi su fagocitne stanice koje borave u limfoidnom i ne-limfoidnom tkivu. Oni su uključeni u stacionarnu homeostazu tkiva uklanjanjem apoptotskih stanica. Uz to, imaju širok spektar receptora koji prepoznaju patogene.

Sa svoje strane, dendritične stanice su se specijalizirale za obradu i prezentaciju antigena, te za kontrolu odgovora B i T-stanica.

Osim što se brane od infekcija, monociti mogu pridonijeti pojavi bolesti, poput ateroskleroze i multiple skleroze, ili, obrnuto, mogu pridonijeti regeneraciji mišića nakon oštećenja i razgradnji amiloidnih vlakana u Alzheimerova bolest.

karakteristike

Monociti su stanice nepravilnog oblika. Imaju jezgru u obliku bubrega. Imaju vezikule u citoplazmi. Promjer mu se kreće od 16 do 24 um. Kada se monociti oboje Wright-ovom mrljom, njihova citoplazma izgleda plavkasto.

Oni su izvedeni iz pluripotentnih matičnih stanica iz koštane srži. Monociti se proizvode u nekoliko intermedijarnih faza i faza, uključujući: 1) uobičajeni mijeloidni progenitor (CMP); 2) potomak granulocita-makrofaga (GMP); 3) makrofag-dendritički stanični potomak (MDP).

Imaju plastičnost jer mogu postati makrofagi ili dendritičke stanice. Oni postaju makrofagi kad uđu u tkiva ili bi se mogli diferencirati u upalne dendritičke stanice.

U ljudi monociti čine 8% leukocita i poluživot je 70 sati, dok kod miševa čine 4% leukocita i njihov poluživot je 17 sati.

Na temelju ekspresije hemokinskih receptora monociti su podijeljeni u dvije glavne skupine. Kod ljudi su to: CD14 ⁺⁺ CD16 ^- i CD14 ⁺ CD16 ⁺. U mišu su to Gr-1 ^hi i Gr-1l ^ow.

Razvoj monocita određuje se ekspresijom specifičnih faktora transkripcije, kao što su PU.1, i faktora istiskivanja CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 i -2.

Podrijetlo i razvoj

Postojeći modeli zasnovani na mišu predlažu da monociti potječu iz koštane srži iz matičnih stanica hematopoetskih matičnih stanica (HSC), koje se razvijaju prema tvorbi granulocitno-makrofagnog (GMP) potomka, što je tvori makrofag-dendritički stanični potomak (MDP) i zajednički monocitni potomak (cMoP).

U ravnoteži krvnih žila, u stacionarnom stanju, cMoP se diferencira najprije u ^hi- stanice LY6C, a zatim u ^niske stanice LY6C. Miševi LY6C ^niske stanice (njihov ljudski ekvivalent je CD14 s ^niskim CD16 ⁺), postaju krvni rezistentni makrofagi, a ne sami monociti, i kreću se na površini endotelnog lumena.

LY6C ^niske stanice koordiniraju reakciju na stres u lumenu i reagiraju putem 7 Toll-like receptora na signale lokalnog oštećenja, inducirajući regrutaciju neutrofila. To pokreće nekrozu endotela i, posljedično, LY6C ^niski monociti čiste stanične ostatke.

Miši LY6C ^hi stanice (njihov ljudski ekvivalent je CD14 ⁺) predstavljaju "klasične monocite". Regrutiraju se na mjestima upale koja djeluju kao prekursori perifernih mononuklearnih fagocita. LY6C ^hi stanice igraju važnu ulogu u odgovoru domaćina na napad patogena, poput Listeria monocytogenes.

Makrofagi koji potiču iz monocita

Pojam makrofag odnosi se na velike fagocitne monumentalne stanice. Ovisno o tkivu u kojem se nalaze, makrofazima se daju određena imena.

Makrofagi se nazivaju Kupfferove stanice u jetri, alveolarni makrofagi u plućima, histiociti u vezivnom tkivu, osteoklasti u kostima, mikroglije u mozgu i Langerhansove stanice u koži. Nazvani su i po organu u kojem se nalazi, poput limfnog čvora, timusa ili endokrinih makrofaga.

Pod uvjetima stabilnog stanja populacije makrofaga koje žive u tkivu održavaju se lokalnom proliferacijom. Međutim, kada postoji upala, dolazi do brzog regrutovanja stanica prekursora u odjeljak makrofaga odgovarajućeg tkiva.

Diferencijacija LY6C ^niskih monocita na makrofag uključuje promjene u ekspresiji gena, koje određuju fenotipske promjene i ekspresiju površinskih antigena povezanih s makrofagom. Postoje dvije vrste makrofaga, i to: M1 makrofagi ili upalni makrofagi; M2 makrofagi ili protuupalni (ili regulatorni) makrofagi.

M1 makrofagi snažno reagiraju na invaziju patogena i drugih štetnih signala stvaranjem proupalnih citokina, sintezom dušičnog oksida i reaktivnih vrsta kisika. M2 makrofagi imaju tolerogena i restorativna svojstva.

Dendritičke stanice dobivene monocitima

Klasične dendritičke stanice nastaju iz makrofaga-dendritičke stanice (MDP), nazvane pretklasičnom dendritičkom stanicom. Dendritične ćelije nastaju iz monocita koji migriraju kroz endotel u ablumenalno - lumenalnom smjeru. Monociti u endotelnom matriksu razvijaju se u makrofage.

Zapošljavanje ^hi- stanica LY6C događa se na mjestu upale. Regrutovane LY6C ^hi stanice transformiraju se u dendritične stanice koje prelaze u limfne čvorove. ^Hi monociti LY6C pretvaraju se u CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺ dendritičke stanice. Predklasične dendritičke stanice pretvaraju se u CD103 ⁺.

Kad se u koži pojave zračenja UV zračenjem, monociti LY6C ^hi uđu u epidermu i postaju stanice s karakteristikama Langerhansovih stanica. Te se stanice obično nalaze i u epitelnoj sluznici vaginalne i usne šupljine.

Dendritične stanice vaginalnog epitela rekonstituiraju stanice prekida koštane srži. U upalnim uvjetima ponovno ih naseljavaju monociti LY6C ^hi.

Značajke

Uloga monocita u infekciji

U zdravih pojedinaca monociti u perifernoj krvi sastoje se od 90% klasičnih monocita (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺). Preostalih 10% čine CD16 ⁺ monociti (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺ intermedijari) i neklasični monociti (CD14 ⁺ CD16 ⁺).

Tijekom bilo koje infekcije ili ozljede, neutrofili reagiraju brzo (u roku od nekoliko sati). Međutim, monociti moduliraju upalu stvaranjem citokina, kao što su IL-lp, IL-6, TNF-a i inducibilna sintaza dušičnog oksida. Svaka vrsta monocita različito reagira na podražaje.

Na primjer, tijekom infekcije Candida albicans, klasični monociti induciraju Th7 imunološki odgovor. Dok su u infekciji Aspergillus fumigatusom, klasični monociti i CD16 ⁺ imaju slične sposobnosti fagocitoze, a klasični monociti inhibiraju klijanje konidija.

U uvjetima infekcije povećava se broj CD16 ⁺ monocita. Ovo je uočeno kod trudnica sa malarijom (Plasmodium spp.) I koinficiranim s HIV-om. Monociti mogu smanjiti broj parazita, fagocitizirati zaražene eritrocite putem opsonske ili ne-opsonske fagocitoze.

Međutim, monociti mogu pridonijeti teškim manifestacijama malarije, što utječe na fiziološke funkcije domaćina i dovodi do pojave patologija. Monociti, dendritičke stanice i makrofagi također igraju kritičnu ulogu u patogenezi HIV-a.

Uloga monocita u angiogenezi i aterogenezi

Monociti se nakupljaju u stijenkama rastućih žila, što sugerira da doprinose aterogenezi. Ne formiraju vaskularne mreže, ali oponašaju endotelne stanice s kojima dijele fenotipske karakteristike i površinske markere.

Kada monociti u perifernoj cirkulaciji migriraju iz vaskularnog u ekstravaskularni odjeljak, oni sazrijevaju u makrofage. Naime, M2 makrofagi posjeduju proangiogene funkcije: promiču vaskularnu pregradnju tijekom popravljanja tkiva.

Karakteristično za nastanak aterosklerotskog plaka je nakupljanje lipoproteina u intimnom području arterije, što je popraćeno regrutovanjem monocita iz cirkulacije.

Monociti migriraju u subendotelni prostor i stupaju u interakciju s komponentama izvanćelijskog matriksa, poput kolagena I, glavnog sastojka stijenke arterija. Uspostavljena je snažna interakcija između izvanstanične matrice i monocita.

Lipoproteini niske gustoće (LDL), koje proteoglikani zadržavaju u izvanstaničnom matriksu, hvataju se makrofagi. Matrične metaloproteinaze (MMP) važne su za stvaranje ateroklerotičnog plaka. Makrofagi su odgovorni za proizvodnju urokinaze koja aktivira MMP.

Uloga monocita u upali

Monocitni podskupini su markeri mnogih upalnih stanja, kao što su akutni infarkt miokarda, moždani udar, sepsa, reumatoidni artritis, HIV i hemodijaliza. Na primjer, pacijenti s infarktom miokarda i ventrikularnom aneurizmom imaju mnogo više monocita od pojedinaca bez tih patologija.

Monociti i makrofagi glavni su izvor citokina koji služe kao međućelijski glasnici i reguliraju proliferaciju stanica, diferencijaciju i migraciju. Najvažniji citokini uključeni u zatajenje srca jesu faktor nekroze tumora (TNF) i interleukin IL6.

Ispitivanje upalnih procesa u bolesnika sa zatajivanjem srca pokazalo je da su TNF, TNFR1 i TNFR2 prediktori smrtnosti u ispitivanoj populaciji. IL6 nije marker upale, ali ima izravan štetni učinak na miokard.

Terapijska modulacija citokinskog sustava u kliničkim ispitivanjima nije bila uspješna na ljudima. Druga se strategija sastoji od upotrebe karvedilola, neselektivnog antagonista beta-adrenoreceptora, koji smanjuje proizvodnju TNF-a monocitima.

Fenofibrat, derivat vlaknaste kiseline, značajno inhibira oslobađanje monocita dobivenih citokina, poput IL1, IL6 i MCP-1.

Razina monocita u krvi

Kvantitativna analiza različitih vrsta leukocita u krvi pokazuje sljedeće normalne vrijednosti: oblik trake (neutrofilni granulociti), 3–5%; segmentirani (neutrofilni granulociti), 40–75%; eozinofili (granulociti), 2–4%; bazofili (granulociti), 0–1%; limfociti, 25–40%; monociti, 2–8%.

Normalni broj monocita u krvi je između 0 i 800 stanica / µl, a normalna prosječna vrijednost je 300 stanica / µl (0,3 x 10 ⁹ stanica / L). Kronični upalni procesi povezani su s monocitozom, što je povećanje broja monocita. Apsolutna vrijednost prelazi 800 stanica / µl (> 0,8 x 10 ⁹ stanica / L).

Neki poremećaji povezani s monocitozom su upalne bolesti, poput tuberkuloze, sifilisa i potkožnog bakterijskog endokarditisa, granulomatoze / autoimune, sistemskog lupusa erimatoza, reumatoidnog artritisa i temporalnog arteritisa.

Maligni poremećaji koji uzrokuju monocitozu uključuju preleukemiju, nimfocitnu leukemiju, histiocitozu, Hodgkinovu bolest, ne-Hodgkinov limfom i karcinom.

Monocitopenija je smanjenje broja monocita (manje od 200 stanica / ul; 0,2 x 10 ⁹ stanica / L). Javlja se kao odgovor na stres, endotoksemiju i nakon primjene glukokortikoida, interferona alfa i TNF-alfa.

Neki poremećaji povezani s monocitopenijom su kronična limfocitna leukemija, ciklička neutropenija i teška termička oštećenja.

Srodne bolesti: rak

Monociti, osim što imaju važnu ulogu u urođenom imunološkom sustavu za obranu domaćina od patogenih mikroba, također sudjeluju u patogenezi i napredovanju bolesti poput ateroskleroze, multiple skleroze i metastaza tumora.

Upalni M1 makrofagi uključeni su u uklanjanje nepotrebnih tumorskih stanica, ali makrofagi povezani s tumorom (TAM) M2 mogu inhibirati antitumorski odgovor, povećavajući rast tumora i promičući metastaze.

Zbog toga je prisutnost i količina TAM-a povezana s lošim životnim vijekom pacijenta. Kod miševa kojima je uklonjena slezina pokazuju smanjenje broja TAM-a, zbog čega se primjećuje smanjeni rast i metastaza tumora.

U hipoksičnom okruženju tumora, TAM je pod jakim utjecajem izlučivanja signalnih molekula, stanica imunološkog sustava i tumorskih stanica. Invazivni TAM-ovi stvaraju faktore rasta poput EGF-a, koji potiču rast tumora.

Uz to, TAM proizvodi čimbenike poput VEGF-a, koji potiču rast i metastaze krvnih žila. Drugi čimbenik koji proizvodi TAM je VEGFR1, koji sudjeluje u stvaranju premetastatske niše.

Reference

Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Stanična i molekularna imunologija. Elsevier, Amsterdam.
Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Krvni monociti: razvoj, heterogenost i odnos s dendritičkim stanicama. Godišnji pregled imunologije, 27, 669–92.
Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Roittova esencijalna imunologija. Wiley, Chichester.
Eales, L.-J. 2003. Imunologija za životne znanstvenike. Wiley, Chichester.
Fraser, IP, Ezekowitz, AB 2001. Monociti i makrofagi. U: Austen, KF, Frank, MM, Atkinson, JP, Cantor, H., ur. Samterove imunološke bolesti, svezak I. Lippincott Williams & Wilkins Publishers.
Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Ley, K. 2010. Razvoj monocita, makrofaga i dendritičkih stanica. Znanost, 327, 656-661.
Hoffman, R., Benz, EJ, Jr., Silberstein, LE, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, SA 2017. Hematologija: osnovni principi i praksa. Elsevier, Amsterdam.
Karlmark, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Monociti u zdravlju i bolesti - mini pregled. Europski časopis za mikrobiologiju i imunologiju 2, 97-102.
Lameijer, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Monociti i makrofagi kao nanomedicinalni ciljevi za bolju dijagnozu i liječenje bolesti. Stručni osvrti u molekularnoj dijagnostici, 13, 567–580.
Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, WJM 2013. Monociti i makrofagi kao nanomedicinalni ciljevi za bolju dijagnozu i liječenje bolesti. Stručni pregled Molekularna dijagnostika, 13, 567–580.
Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Sažeti vodič za hematologiju. Springer, Cham.
Lichtman, MA, Kaushansky, K., Prchal, JT, Levi, MM, Burns, LJ, Armitage, JO 2017. Priručnik za hematologiju. Mc Graw Hill, New York.
Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Atlas kliničke hematologije. Springer, Berlin.
Longo, DL 2010. Harrisonova hematologija i onkologija. McGraw-Hill, New York.
Murphy, K., Weaver, C. 2016. Janewayova imunobiologija. Garland Science, New York.
Østerud, B., Bjørklid, E. 2003. Uloga monocita u aterogenezi. Physiology Review, 83, 1069-1112.
Parham, P. 2014. Imunološki sustav. Garland Science, New York.
Paul, WE 2012. Temeljna imunologija. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
Richards, DM, Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Monociti i makrofagi u raku: razvoj i funkcije. Mikro okruženje raka, 6, 179–191.
Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, E. 2011. Uloga monocita i upale u patofiziologiji zatajenja srca. Europski časopis za zatajenje srca, 13, 1161–1171.
Yona, S., Jung, S. 2009. Monociti: podvrsta, podrijetlo, sudbine i funkcije. Trenutačno mišljenje u hematologiji. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.

MONOCITI: KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE, VRIJEDNOSTI, BOLESTI - BIOLOGIJA - 2025