Тучные клетки: строение и функции¶
Тучные клетки (лат. mastocytes, англ. mast cells) — клетки соединительной ткани иммунной системы, содержащие гранулы с биологически активными веществами (гистамин, гепарин, протеазы, цитокины). Играют центральную роль в развитии аллергических реакций немедленного типа, а также участвуют в защите от паразитов, в регуляции воспаления и заживлении тканей.
¶Происхождение и название
Тучные клетки происходят из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга, подобно другим клеткам иммунной системы. В отличие от большинства лейкоцитов, они покидают костный мозг уже в зрелом состоянии и мигрируют в ткани, где завершают созревание под действием факторов микроокружения — прежде всего фактора стволовых клеток (SCF) и его рецептора c-Kit.
Название «тучные» (от нем. mast — «откормленный») связано с тем, что при окрашивании эти клетки выглядят набитыми гранулами, словно «откормленными». Термин ввёл немецкий патолог Пауль Эрлих в 1878 году, описав их в ходе работы над методами специфического окрашивания клеточных гранул. Эрлих первым показал, что гранулы тучных клеток метахроматически окрашиваются толуидиновым синим — свойство, используемое для их идентификации до сих пор.
¶Распространение в организме
Тучные клетки локализуются преимущественно на границах с внешней средой: в коже, слизистых оболочках дыхательных путей, кишечника, мочевыводящих путей, а также вокруг сосудов и нервных волокон. В коже человека их концентрация достигает нескольких десятков тысяч на квадратный миллиметр. Меньшее количество присутствует в сердце, лёгочной ткани и других внутренних органах.
По морфологическим и функциональным признакам выделяют два основных подтипа тучных клеток:
| Подтип | Расположение | Характерные гранулы |
|---|---|---|
| MC_T (мукозные) | Слизистые оболочки, кишечник | Преимущественно триптаза |
| MC_TC (соединительнотканные) | Кожа, слизистые дыхательных путей | Триптаза + химаза, хондроитинсульфат-Е |
¶Структура и гранулы
Зрелая тучная клетка содержит от 50 до 200 гранул диаметром 0,2–0,8 мкм. Гранулы представляют собой膜-оболочечные органеллы, заполненные кристаллическими матриксами, в которых упакованы биоактивные вещества:
- Гистамин — амин, вызывающий расширение сосудов, сокращение гладкой мускулатуры, повышение проницаемости сосудов.
- Гепарин — гликозаминогликан, участвующий в регуляции свёртывания крови и хранении гистамина в гранулах.
- Триптаза и химаза — сериновые протеазы, используемые в диагностике активации тучных клеток.
- Цитокины — интерлейкины IL-4, IL-5, IL-6, IL-13, фактор некроза опухолей TNF-α и др.
¶Механизм активации
Основной путь активации — через связывание аллергена с рецепторами IgE (FcεRI), расположенными на поверхности клетки. При повторном контакте с аллергеном происходит перекрёстное сшивание молекул IgE, что запускает сигнальный каскад и приводит к дегрануляции — выбросу содержимого гранул в межклеточное пространство за считанные секунды.
Существуют и IgE-независимые пути активации: через рецепторы комплемента, физические (травма, температура), химические (лекарственные препараты, пептиды, нейропептиды) и гормональные стимулы. Такая активация называется неспецифической дегрануляцией и лежит в основе псевдоаллергических реакций.
¶Роль в иммунитете и патологии
¶Защита от паразитов
При гельминтных инфекциях тучные клетки активируются IgE, связанным с антигенами паразитов, и выделяют медиаторы, привлекающие эозинофилы и способствующие выведению гельминтов из кишечника («отторжение» слизистой).
¶Аллергические заболевания
Избыточная активация тучных клеток лежит в основе:
- анафилаксии — системной реакции, опасной для жизни;
- аллергического ринита и бронхиальной астмы;
- крапивницы и атопического дерматита;
- пищевой аллергии.
¶Системный мастоцитоз
Патологическая пролиферация тучных клеток — редкое заболевание (встречаемость около 1 случая на 20 000 человек), приводящее к накоплению аномальных тучных клеток в коже, костном мозге, печени, селезёнке. Мастоцитоз может быть доброкачественным и злокачественным (мастоцитарная лейкемия).
¶Фармакологическое значение
Препараты, блокирующие высвобождение медиаторов тучных клеток или их действие, составляют основу терапии аллергий:
- Антигистаминные средства (цетиризин, лоратадин) — блокируют H1-рецепторы гистамина.
- Кромолин натрия — стабилизатор мембран тучных клеток.
- Омализумаб — моноклональное антитело к IgE, снижающее уровень свободного IgE и активацию тучных клеток.
- Глюкокортикоиды — подавляют синтез цитокинов и медиаторов.
¶Исследования
Современные исследования тучных клеток ведутся в направлениях нейроиммунологии (взаимодействие с нервной системой), онкологии (роль в микроокружении опухолей) и разработки новых противоаллергических средств. В России изучением мастоцитов и мастоцитоза занимаются в Гематологическом научном центре РАН и профильных кафедрах медицинских вузов.
¶Источники
- Иммунология: учебник / под ред. В. И. Пыцкого, А. А. Воробьёва. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
- Голубев В. Н. Клетки иммунной системы. — М.: Издательство РУДН.
- Metcalfe D. D., Baram D., Mekori Y. A. Mast cells physiologically and pathologically reenter // Physiological Reviews. — 1997.
- Клинические рекомендации РААКИ «Аллергический ринит».