MED24INfO

Тучные клетки (мастоциты) и базофилы представляют тканевые клетки, содержащие в цитоплазме базофильные гранулы. Оба типа клеток имеют костномозговое происхождение и принадлежат к миелоидному ряду. Их объединяет ряд других свойств, о которых будет сказано ниже. В отличие от базофилов, относящихся к клеткам крови, тучные клетки не циркулируют в крови и представляют тканевые клетки. Мастоциты реагируют на разного рода повреждающие воздействия, участвуют в развитии воспаления, служат основными эффекторными клетками при гиперчувствительности немедленного типа и входят в первую линию иммунной защиты, обеспечивая в первую очередь защиту от многоклеточных паразитов. Базофилы также могут выполнять аналогичные функции. Однако если тучные клетки, находясь в очагах повреждения, реагируют на него немедленно, вовлечение базофилов в подобные реакции требует их миграции в ткани, что исключает участие базофилов в инициации и осуществлении ранних этапов реакций врожденного иммунитета.
Предполагают, что у тучных клеток и базофилов есть общий предшественник. Однако неясно, развивается ли он непосредственно из общего мие- лоидного предшественника или служит ответвлением одного из основных направлений миелоидной дифференцировки (эозинофильно-базофильно- го). Схема развития тучных клеток и базофилов представлена на рис. 2.4. Согласно этой схеме окончательная дифференциация предшественников этих клеток происходит в селезенке. Базофилы могут созревать как в костном мозгу, так и в селезенке, и мигрируют в кровоток. Дифференцировка тучных клеток проходит иначе: в кровоток поступают предшественники тучных клеток (у человека эти клетки в циркуляции имеют фенотип CD13+ CD33+ CD34+ CD38+ CD117+). Из кровотока предшественники тучных клеток мигрируют в ткани (в наибольшем количестве — в слизистую оболочку кишечника), где и завершается созревание мастоцитов. Основные факторы, определяющие дифференцировку тучных клеток — SCF и IL-3; в качестве кофакторов выступают IL-4, IL-9, IL-10 и фактор роста нервов (NGF). В частности, эти факторы обусловливают формирование гранул и пролиферацию клеток. В слизистых оболочках в роли фактора, необходимого для развития тучных клеток, выступает IL-33. Тучные клетки сохраняют способность к делению и имеют длительный срок жизни — месяцы и даже годы.

Рис. 2.4. Схема развития и миграции тучных клеток и базофилов. Рядом с кружками, обозначающими клетки, указаны их маркеры. ОМЛ — общий миелоидный предшественник; пТК — предшественник тучной клетки; ТК — тучная клетка; пБф — предшественник базофилов; Бф — базофил


Диаметр тучных клеток варьирует от 10 до 20 мкм. Они имеют овальную форму с ворсинчатой поверхностью. Мембранный фенотип тучных клеток выражается формулой FceRI+ CD13+ CD29+ CD45+CD117+ СD123+. Среди мембранных молекул тучных клеток наиболее важны для реализации их функции высокоаффинные рецепторы IgE — FceRI.
Как уже было сказано, главная морфологическая особенность этих клеток — наличие в их цитоплазме большого количества базофильных гранул (10—150 на клетку). Гранулы разновидностей тучных клеток варьируют по составу (см. табл. 2.2, 2.4), однако они всегда содержат вазоактивные амины, главный из которых — гистамин — реализует значительную часть эффектов тучных клеток при аллергических реакциях. Кроме того, в гранулах содержатся хондроитинсульфаты А и С и/или гепарин, а у некоторых видов животных (например, у кроликов) — серотонин. В состав гранул входят также ферменты: прежде всего протеазы, а также дегидрогеназа, пероксида- за, РНКаза, гистидинкарбоксилаза и кислые гликозамингликаны. Выделяют 3 группы протеаз тучных клеток: триптазы (ферменты со специфичностью, близкой к трипсину; у мышей — 5 разновидностей), химазы (сходны по специфичности с химотрипсином; у мышей — 4 варианта) и карбокси- пептидазу А (относится к металлопротеиназам). Перечисленные факторы, содержащиеся в гранулах, — предобразованные вещества. Перекрестное связывание рецепторов FceRI комплексами IgE-антител с аллергенами обусловливает высвобождение содержимого гранул (дегрануляцию) и проявление всех основных реакций гиперчувствительности немедленного типа (см. раздел 4.5.1.3). Дегрануляция может быть вызвана также повышением содержания внутриклеточного цАМФ или концентрацией в цитозоле ионов Са2+. Дегрануляция не сопровождается гибелью клеток — гранулы после выброса регенерируют. Тучные клетки несут некоторые патогенраспозна- ющие рецепторы (TLR-2, TLR-3, TLR-4), что позволяет им распознавать патогены и их продукты напрямую.
При стимуляции тучные клетки синтезируют и секретируют эйкоза- ноиды (см. раздел 2.5.4) и цитокины. Из эйкозаноидов в тучных клетках в наибольшем количестве вырабатываются лейкотриен С4 и простаглан- дин E2. Спектр цитокинов, секретируемых тучными клетками, сходен со спектром цитокинов, продуцируемых Т-хелперами 2-го типа (Th2 — см. раздел 3.5.3.1): IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, GM-CSF. Тучные клетки вырабатывают также провоспалительные (IL-1, IL-8, IL-12, IL-18, IL-21, IL-23, TNFa) и гомеостатические цитокины (IL-7 и IL-15), а также TGFp, некоторые хемокины и интерфероны основных типов. IL-4, TNF и GM-CSF мастоциты вырабатывают спонтанно, образование остальных цитокинов индуцируется стимуляторами. Активированные тучные клетки продуцируют ряд пептидных ростовых факторов (сосудистый — VEGF, фибро- бластный — FGF, фактор роста нервов — NGF). Спектр секертируемых цитокинов (особенно спонтанная выработка IL-4) определяет иммунорегуляторную функцию тучных клеток, главное проявление которой — участие в индукции дифференцировки ^2-клеток.
Для тучных клеток характерны поверхностные маркеры: CD117 (с-Kit) — рецептор для SCF и CD123 — рецептор для IL-3. SCF и IL-3 (помимо их роли в качестве факторов, определяющих развитие тучных клеток) служат основными факторами роста зрелых мастоцитов. Тучные клетки несут на своей поверхности также высокоаффинные FcyI-рецепторы и рецепторы для компонентов комплемента C3b и С3d (мукозные тучные клетки лишены CR1), что свидетельствует об их участии в реакциях врожденного иммунитета. На поверхности тучных клеток присутствуют молекулы МНС обоих классов; наличие МНС-II, а также костимулирующих молекул CD86 придает мастоцитам способность выполнять функции АПК, особенно при индукции ^2-клеток.
Тучные клетки локализуются в подслизистом слое слизистых оболочек (особенно в кишечнике), соединительнотканном слое кожи (дерме), серозных оболочках, селезенке, периваскулярной соединительной ткани. В 1 г названных тканей содержится 104—106 тучных клеток. Мастоциты легко идентифицировать по окрашиваемости толуидиновым синим или алциановым синим. Выделяют два варианта тучных клеток: слизистые, или мукозные (тип t), и серозные (тип rt) (табл. 2.4). Названия отражают 2 главных отличительных признака этих клеток — преимущественную локализацию и преобладающий тип протеаз (триптазы — t или хемотрип- тазы — ct). Оба типа тучных клеток происходят из костного мозга, но только клетки t-типа в своем развитии зависят от тимуса и отсутствуют у генетически бестимусных мышей. Продолжительность жизни серозных тучных клеток выше, чем слизистых. Основной ростовый фактор для клеток обоих типов — SCF; в качестве кофактора для слизистых тучных клеток выступают IL-3 и IL-4, для серозных — только IL-3. Преобладающий тип протеогликана в слизистых тучных клетках — хондроитинсульфат, в серозных — гепарин. На поверхности мукозных мастоцитов экспрессировано больше FceRI, они содержат больше IgE в цитоплазме, чем серозные. Тучные клетки разных типов различаются также интенсивностью секреции эйкозаноидов: в слизистых тучных клетках больше лейкотриенов, в серозных — простагландина. Несмотря на существенные различия, до конца не известно, являются ли эти разновидности тучных клеток истинными субпопуляциями или представляют фенотипические варианты единой популяции тучных клеток, дифференцирующиеся под влиянием факторов микроокружения. У разных типов тучных клеток микроокружение различается: мастоциты типа t локализованы главным образом в подслизистом слое мукозы, а тучные клетки типа ct — в серозных полостях, дерме и миндалинах. Участие в защите от паразитов и развитии аллергических реакций доказано только для слизистых тучных клеток (типа t), тогда как серозные мастоциты причастны скорее к развитию склеротических процессов.
Таблица 2.4. Разновидности тучных клеток человека

Свойство	Мукозные тучные клетки	Серозные тучные клетки
Локализация	Слизистая оболочка кишечника, lamina propria респираторного тракта	Кожа и подслизистый слой кишечника
Основные протеазы	Триптаза	Триптаза, химаза, катеп- син G, карбоксипептидаза

Окончание табл. 2.4

Свойство	Мукозные тучные клетки	Серозные тучные клетки
Активация	IgE-зависимая	IgE-зависимая и IgE-независимая
Протеогликаны	Хондроитинсульфат	Гепарин
Эйкозаноиды	LTC4gt;PGD2 (^)	PGD4gt;LTC4
Секретируемые цитокины	IL-5 gt; IL-4, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, IL-13, IL-16, TNFa, GM-CSF, SCF, TGFp,	IL-3, IL-4 gt;IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, IL-13, IL-16, TNFa, SCF
Число FceRI на клетке	Около 100 000	Около 10 000
Срок жизни	lt;40 cут	gt;40 сут
Зависимость от тимуса	Есть	Нет
Функциональная роль, связь с патологией	Участвуют в развитии реакций на инвазию паразитов и аллергических реакций	Участвуют в развитии процесса склерозирования

В противоположность тучным клеткам базофилы в норме представлены в кровяном русле. Их содержание в крови очень невелико — до 0,5% от числа лейкоцитов. По своей морфологии базофилы сходны как с другими типами гранулоцитов, так и с тучными клетками. Однако от других гранулоцитов базофилы отличаются наличием базофильных гранул, а от мастоцитов — сегментированным ядром, округлой формой и меньшей величиной. Для базофилов миграция в очаг аллергии — основное условие выполнения их функций. Базофилы мигрируют из кровотока в очаг аллергического воспаления наряду с эозинофилами и нейтрофилами. На них больше, чем на тучных клетках, экспрессировано рецепторов для хемотаксических факторов — бактериального формил-метионильного пептида, анафилатоксинов С3а и С5а, а- и р-хемокинов ^XCR1, СXCR4, CCR1, CCR2, CCR3). Как и тучные клетки, базофилы несут на своей поверхности высокоаффинные (FceRI) и низкоаффинные (FceRII, или CD23) рецепторы для IgE, Н2-рецепторы для гистамина. Однако, в отличие от мастоцитов, базофилы не экспрессируют FcRyI. Спектр TLR, экспрессируемых базофилами, значительно беднее, чем у тучных клеток. В отличие от мастоцитов, базофилы не несут на своей поверхности с-ЮЕ В состав базофильных гранул входят: гистамин, протеазы (химаза и триптаза) и некоторые другие ферменты, пептидогликаны (преимущественно хондроитинсульфаты), гликозаминогликаны. Количество гранул в базофилах меньше, чем в тучных клетках, и они содержат меньше протеаз. Спектр активных веществ, секретируемых базофилами, ограничен; он включает: лейкотриен C4, IL-4, IL-13 и ряд других цитокинов (см. табл. 2.2). Функция базофилов в тканях сходна с функцией тучных клеток — они поддерживают аллергический процесс, инициированный тучными клетками, высвобождая содержимое гранул в ответ на перекрестное связывание FceRI. В отличие от тучных клеток, базофилы не способны восстанавливать гранулы.