MONOCYTOPOÉZA: ŠTÁDIÁ, VLASTNOSTI BUNIEK, REGULÁCIA - BIOLÓGIE - 2026

Monocytopoiesis je tvorba monocytov-makrofágov seriálu, teda zahŕňa vytvorenie monocyty makrofágov do aktivačných končí tam, kde zrenia. Oba typy buniek plnia špecifické funkcie. Monocyty pohlcujú baktérie a vírusy.

Makrofágy majú vysokú fagocytickú aktivitu, priťahujú bunky imunitného systému a fungujú ako bunky prezentujúce antigén. Syntetizujú tiež dôležité cytokíny, ktoré sa podieľajú na aktivácii ďalších bunkových línií.

Vľavo: Monocyt v periférnej krvi. Vpravo: Makrofág fagocytujúci kapsulované kvasinky (Cryptococcus neoformans). Zdroj: Wikipedia.com/ Carolina Coelho

Monocyty a makrofágy, ako aj ďalšie typy buniek tvoria mononukleárny fagocytárny systém alebo predtým známy ako endoteliálny systém retikula.

Monocytopoéza sa nazýva aj monopoéza. Monopoetická línia je súčasťou makro procesu nazývaného hematopoéza, pretože monocyty sú bunky, ktoré cirkulujú v krvi.

Monocyty sú však pri aktivácii transportované do rôznych tkanív. Tieto bunky transformované do makrofágov dostanú špecifický názov podľa tkaniva, v ktorom sa nachádzajú.

Napríklad sa nazývajú alveolárne makrofágy v pľúcnom tkanive, Kupfferove bunky v pečeni, histiocyty v spojivovom tkanive, Langerhansove bunky v koži, mikroglie v CNS, mezangiálne bunky v obličkách a osteoklasty v kosti.

Celý proces monocytopoézy začína z kmeňovej bunky. Odtiaľ sa objavia prvé bunky s multipotenciálnymi funkciami a potom sa postupne postupne diferencujú na bunky, ktoré sa zaviazali vytvoriť špecifickú bunkovú líniu.

Stáva sa to vďaka chemickým faktorom, ktoré regulujú celý proces. Medzi zúčastnené látky patria faktory stimulujúce kolónie interleukínu 3 (IL-3) a granulomonocyty (GM-CSF) a monocyty (M-CSF).

Porucha v procese monocytopoézy môže viesť k vážnym ochoreniam.

Etapy monocytopoézy

V kostnej dreni nastáva proces tvorby, diferenciácie a dozrievania. Neskôr sa aktivačný proces vyskytuje v tkanivách endoteliálneho systému retikula.

Všetky hematopoetické bunkové série pochádzajú z kmeňovej bunky a monocytopoéza nie je výnimkou. Na základe určitých chemických stimulov bude kmeňová bunka viesť k vzniku rôznych multipotenciálnych buniek.

Prvým z nich je CFU-LM (kolóniová jednotka lymfoidnej a myeloidnej série), ktorá sa neskôr líši od CFU-GEMM (kolóniová jednotka granulocytovej, erytrocytovej, monocytovej a megakaryocytovej série). Odtiaľ vedie k CFU-GM (granulocytárny a monocytárny) a to sa líši od CFU-M (monocytárny).

Odtiaľ začínajú rozpoznateľné prekurzory na úrovni kostnej drene. Sú to monoblasty, promonocyty a monocyty. Potom táto bunka vyjde do periférneho obehu a po aktivácii sa stáva makrofágom.

V procese diferenciácie z kmeňových buniek na CFU-M nie je z morfologického hľadiska možné rozpoznávať multipotenciálne prekurzorové bunky.

Neskôr, počas procesu dozrievania buniek z monoblastov na monocyty alebo makrofágy, prechádzajú postupnými morfologickými zmenami, ktoré odhaľujú ich aktuálny stav dozrievania.

Z tohto dôvodu má každá prekurzorová bunka, počínajúc monoblastom, svoje vlastné vlastnosti, vďaka ktorým sú rozpoznateľné.

Charakteristiky rozpoznateľných kmeňových buniek

monoblast

Je to bunka, ktorá meria medzi 15-22 um. Jeho vlastnosti sú veľmi podobné myeloblastu, preto je niekedy ťažké odlíšiť jeden od druhého. Má jadro, ktoré pokrýva takmer celú bunku a zanecháva zlú cytoplazmu, ktorá je charakterizovaná intenzívne bazofilnou.

Jadro je okrúhle, excentrické a má veľmi laxný chromatín, kde sa oceňuje 5 až 6 jadier. Na odlíšenie monoblastov od myeloblastov sa môžu použiť techniky cytochemického farbenia, ako je napríklad esterázové farbenie.

Jeho dozrievanie ustupuje promonocytu.

Promonocyte

Táto bunka meria približne 15 až 20 um. Pomer jadrovej cytoplazmy, aj keď stále vysoký, je o niečo nižší ako pomer nájdený v monoblaste.

Jadro zostáva excentrické, ale teraz nadobudlo nepravidelný tvar a je možné vidieť aj mierne obličkovú alebo invaginovanú oblasť. Chromatín je mierne kondenzovaný a je možné vidieť iba 1 až 2 jadrá.

Cytoplazmatická bazofília sa môže zachovať alebo mierne znížiť. V tomto štádiu sa objavia malé azurofilné granule. Táto bunka je často zamieňaná s promyelocytmi, s ktorými zdieľa niektoré vlastnosti. Keď táto bunka dozrieva, stáva sa monocytom.

monocytov

Po vytvorení v kostnej dreni tu zostáva 24 hodín a potom je pripravený na uvoľnenie do obehu. Táto bunka je ľahko rozpoznateľná v náteroch periférnej krvi.

Monocyt je najväčšia bunka v obehu, merajúca medzi 15-30 um. Je to tiež jediná zrelá bunka, ktorá udržuje vysoký pomer cytoplazmy v jadre. Aj keď je chromatín hustejší ako promonocyt, je menej pyknotický ako lymfocyt.

Jadro môže byť umiestnené v strede bunky alebo môže zostať excentrické. Tvar jadra je variabilný, niekedy môže byť úplne v tvare obličky a inokedy zaoblený s malým zahĺbením.

Cytoplazma si zachováva miernu bazofíliu. Pri konvenčnom zafarbení sa cytoplazma pozoruje s bledomodrobielym odtieňom. Prítomnosť azurofilných granúl je udržiavaná v cytoplazme a sú trochu viac koncentrované okolo jadra.

V cytoplazme monocytov sa môže objaviť prítomnosť vakuol, ktoré možno vidieť pod mikroskopom ako biele plochy. Vírusy sa objavujú v bakteriálnych a vírusových infekčných procesoch a sú spôsobené fagocytárnou funkciou.

Monocyty a vákuované makrofágy sú známe ako penové bunky. Sú veľmi časté u pacientov so získanou imunodeficienciou. Penové bunky sú tiež bohaté na aterosklerotické plaky.

Pri zápalových procesoch sa monocyty držia endotelu vďaka integrínom, ktoré sa exprimujú vo svojej membráne a potom prechádzajú vaskulárnym endoteliom procesom nazývaným extravazácia. Týmto spôsobom migrujú do rôznych tkanív. Tam sa stávajú špecializovanými makrofágmi v závislosti od tkaniva.

makrofágov

Je to veľká bunka, merajúca medzi 25 a 50 um. Má dobre vyvinuté oválne a centrálne jadro. Cytoplazma je bohatá na lyzozómy, organely používané pri fagocytóze. Je umiestnená v rôznych tkaninách a každá z nich dostane iný názov.

Monocyty a makrofágy spolu s ďalšími bunkami, ako sú fibroblasty, endoteliálne a retikulárne bunky, tvoria endoteliálny systém retikula.

Medzi jeho funkcie patrí fagocytovanie cudzích telies, prezentovanie spracovaných antigénov iným bunkám imunitného systému, syntéza chemokínov, ktoré priťahujú ďalšie zápalové bunky, regulácia bunkovej proliferácie a fungovanie imunitnej reakcie všeobecne.

Regulácia monocytopoézy

V tomto procese tvorby buniek, diferenciácie a dozrievania sú zapojené niektoré chemické látky, ktoré regulujú homeostázu.

Medzi tieto látky patria: faktory stimulujúce kolónie interleukínu 3 (IL-3) a granuly-monocyty (GM-CSF) a monocyty (M-CSF).

Interleukín 3 (IL-3)

Je produkovaný CD4 lymfocytmi. Tento interleukín podporuje diferenciáciu kmeňovej bunky na multipotenciálne prekurzorové bunky všetkých bunkových línií, medzi ktorými je prekurzor nazývaný jednotka tvoriaca kolónie lymfoidnej a myeloidnej série (CFU-LM).

Faktor stimulujúci granulárne monocyty (GM-CSF)

Je to látka, ktorá stimuluje kostnú dreň v procesoch diferenciácie a dozrievania rôznych bunkových línií, vrátane monocytovej línie.

Jeho funkcia má zásadný význam pre udržanie homeostázy v hematopoetických procesoch. Je tiež dôležitý na udržanie imunitnej reakcie.

Tento faktor sa používa ako liečba u pacientov po transplantácii kostnej drene. Tento faktor pomáha pri stimulácii kostnej drene, a tak rýchlo obnovuje počet krviniek.

Faktor stimulujúci monocytické kolónie (M-CSF)

Táto látka je syntetizovaná bunkami medulárneho stromatu a osteoblastami.

Okrem účasti na diferenciačnom procese prekurzorov monocytov hrá tiež úlohu v primárnej fáze osteoklastogenézy, konkrétne pri tvorbe viacjadrových obrovských buniek.

Hrá tiež úlohu pri regulácii hladín lipoproteínov v krvi. Do tohto procesu sú zapojené monocyty. Preto sa vytvárajú penové bunky.

Choroby súvisiace so zmenou monocytov

Infarkt myokardu

U pacientov s infarktom myokardu sa pozorovalo významné zvýšenie krvných monocytov (monocytóza). Predpokladá sa, že hrajú rozhodujúcu úlohu pri oprave tkanív.

ateroskleróza

Táto účasť je typom zápalu, ktorý sa vyskytuje na úrovni vaskulárneho endotelu. Stimuluje to zvýšenie lipidov v krvi, ako je cholesterol a lipoproteíny s nízkou hustotou (LDL).

Monocyty exprimujú receptory s afinitou k určitým modifikovaným lipoproteínom, ktoré aktívne pôsobia v aterosklerotických procesoch. V tomto zmysle interferón alfa (IFNa) stimuluje expresiu týchto receptorov na monocytoch.

V tomto stave je bežné pozorovať zvýšenie vakuolizovaných monocytov alebo penových buniek v endoteli.

MonoMAC syndróm

Tento zriedkavý syndróm je charakterizovaný genetickým defektom, ktorý spôsobuje úplnú neprítomnosť monocytov. Kostná dreň nie je schopná produkovať túto bunkovú líniu a v dôsledku toho sa vyskytujú opakujúce sa kožné infekcie oportúnnymi mikroorganizmami.

sarkoidóza

Je to choroba, ktorá má predispozíciu vytvárať granulomy v rôznych tkanivách, ako sú napríklad pľúca, koža, lymfatické uzliny, srdce. Toto ochorenie je spôsobené hromadením zápalových buniek, vrátane makrofágov.

Histiocytóza pľúcnych Langerhansových buniek

Toto zriedkavé ochorenie postihuje hlavne bielych fajčiarov a vyznačuje sa proliferáciou špecifického typu makrofágu nazývaného Langerhansove bunky. Jedná sa o makrofágy, ktoré sa bežne nachádzajú na koži.

Pri tomto ochorení dochádza k infiltrácii týchto buniek do pľúcneho tkaniva. Predpokladá sa, že táto situácia je spôsobená cytokínmi vylučovanými alveolárnymi makrofágmi, najmä u fajčiarov. Môžu byť postihnuté aj iné tkanivá, ako napríklad koža, kosť.

Chronická myelomonocytová leukémia (CMML)

Je to myelodysplastická a myeloproliferatívna neoplastická patológia. Vyskytuje sa s výrazným zvýšením počtu krvných monocytov as normálnymi leukocytmi alebo miernou leukopéniou. Môže sa vyskytnúť aj trombocytopénia a normocytárna anémia.

Syndróm aktivácie makrofágov (SAM)

Toto ochorenie sa vyznačuje proliferatívnou a funkčnou abnormalitou makrofágov. Jeho morfológia je normálna, ale jej činnosť je prehnaná. Makrofágy začínajú nekontrolovaným spôsobom fagocytovať erytrocyty, krvné doštičky, leukocyty a dokonca aj svoje vlastné prekurzory. Toto ochorenie môže byť smrteľné, ak nie je liečené včas.

Referencie

1. Terry N, Mediaceja O, Noa M, Sánchez P. Semiologická hodnota náteru periférnej krvi pri štúdiu vírusových chorôb. Rev Latinoam Patol Clin Med Lab 2016; 63 (3): 160-165. K dispozícii na: medigraphic.com
2. Gil M. Hematopoetický systém: funkcie, tkanivá, histológia, orgány a choroby. K dispozícii na adrese: lifeder.com/hematopoietic-sistema/
3. Echeverri D, Fontanilla M, Buitrago L. Makrofág pri vaskulárnych chorobách, skrytý nepriateľ? Col. Cardiol. 2004; 11 (3): 164-173. K dispozícii na: scielo.org.co/
4. Cantera A, Hernández V, Seiglie F. Syndróm aktivácie makrofágov: simulácia generalizovanej sepsy. Rev Cubana Pediatr 2009; 81 (4): 76 - 85. K dispozícii na adrese: http: // scielo
5. Comalada M. Rozhodnutia v makrofágoch: množia, aktivujú alebo umierajú. Dizertačná práca 2002; PhD program v imunológii. Univerzita v Barcelone. K dispozícii na adrese: tdx.cat/bitstream