1 Mastocitul şi semnificaţia granulelor mastocitare

                                 Mastocitele (heparinocitele)

Mastocitele sunt celule mari, mononucleate, conjunctive, mobi¬le, prezente, în mod normal în cea mai mare parte a ţesuturilor din orga¬nismul uman, în special in jurul vaselor din ţesutul conjunctiv.
Mastocitele sunt dispersate liber în ţesutul conjunctiv moale din pulpa dentară, în special în adventicea vaselor şi nervilor.
Paul Elrich, în 1879, i-a zis „mastzellen", iar ulterior francezii au numit-o „mastocit". Au fost descoperite de Miller în 1978.
Mastocitele sunt celule rotunde, ovale, poliedrice sau neregu¬late, cu diametrul de până la 25 μ. Au un nucleu mic, rotund sau oval, situat central, cu cromatina fin granulară, care adesea este mascat de către granulaţiile din citoplasmă. Nucleul conţine 1-2 nucleoli şi se poate colora albastru cu albastru de toluidină sau violet  cu albastru alcian. Se colorează violet şi cu violet de metil.
Citoplasma este slab eoztnofilă şi conţine un număr variabil de granule. Între granule se găsesc organitele citoplasmatice, slab reprezentate: sunt rare mitocondrii, ribozorni puţini, iar complexul Golgi şi RER sunt reduse.
Granulele mastocitului au un diametru variabil de 1-2  nm. Majoritatea granulelor sunt slab PAS+ şi metacromatice: puţine sunt intens PAS+   şi ortocromatice.
Granulele se pot colora roşu-violet, bazofil (metacromatic) cu albastru de toluidină, albastru alcian şi cu violet de metil.
Sunt slab PAS pozitive, datorită conţinutului în mucopolizaharide acide.
Unii cercetători au făcut o descriere mai detaliată a granulelor mastocitare şi au făcut o clasificare după aspectul lor morfologic.
Astfel, granulele din mastocite au fost împărţite in trei categorii:
•    tip I - sunt electronodense, omogene şi se crede că ar conţine mediatori preformaţi, inactivi;
•     tip II - sunt mai slab electronodense decât tipul I şi conţin o matrice fin granulară. Între membrana perigranulară şi matri¬ce se găseşte un spaţiu clar;
•    tip III -  mult mai mari şi mult mai putm electronodense comparativ cu tipul II. Sunt formate dintr-o reţea de filamen¬te fine, în ochiurile căreia se observă mici granule electronodense.
Filamentele fine din reţea, adesea sunt ataşate la membrana perigranulară, la plasmalemă sau membrana granulelor vecine.
Granulele fuzionate în cavităţi au fost observate şi în citoplasma profundă.
Mecanismul exact al exocitozei granulelor, in vivo, nu este bine cunoscut. Acestui proces i s-au descris următoarele faze:
1.    formarea cavităţilor cu granule alterate, neregulate:
2.   fuzionarea membranelor perigranulare cu plasmalemă şi formarea de pori pe suprafaţa mastocitelor;
3.    eliminarea conţinutului cavităţilor în spaţiul extracelular.
Unele granule exocitate de către mastocite sunt fagocitate de că¬tre macrofage.
Membrana celulară (plasmalemă) rnastocitului prezintă expan¬siuni sub formă de văluri, de dimensiuni variabile. Plasmalema masto¬citelor conţine receptori specifici pentru IgE.
Receptorii de pe suprafaţa mastocitelor formează agregate mari cu anticorpii care apoi sunt internalizate în vacuole acope¬rite. Răspunsul mastocitelor la moleculele semnal (hormoni, factori de creştere, mediatori imuni) depinde, de densitatea şi distribuţia receptorilor plasmalemali.
În plasmalema unor mastocite s-au evidenţiat pori cu diametrul de 0,6-0,8 nm sau chiar mai mari. În lumenul unor pori de găsesc corpi rotunzi netezi, probabil sunt granule în curs de eliminare.
Originea mastocitelor este o problemă încă neclarificată. S-au observat asemănări structurale între mastocitele din ţesuturile conjunctive moi şi bazofilele sanguine. Astfel că, unii cer¬cetători au emis ipoteza că unele mastocite tisulare ar fi leucocite bazofile, migrate din calea sanguină şi modificate morfo-funcţional sub acţiunea factorilor de mediu local.
Alţi autori au emis ipoteza că şi mastocitul tisular s-ar diferenţia din aceeaşi clonă celulară din măduva hematogenă ca şi bazofilul san¬guin.
S-a documentat şi ipoteza că mastocitele se diferenţiază din ce¬lulele mezenchimale, la embrion şi la făt, iar la adult din celule mezenchimale perivasculare.
Alţi autori susţin că mastocitele diferenţiate îşi păstrează capaci¬tatea de proliferare prin self-replicare, asigurând linia celulară mastocitară.

Degranularea mastocitelor
Degranularea rnastocitului este un proces fiziologic şi impor¬tanţa acestui proces depinde de intensitatea şi tipul de stimul.
S-a încercat explicarea degranulării mastocitelor prin mecanisme imunologice şi neimunologice. Mecanismele imunologice se bazează pe clasica degranulare mediată de IgE; degranularea este legată de anafilaxinele care aparţin sistemului complement (C3a, C4a, C5a), precum şi degranularea legată de stimularea de către limfochine.
Dar au fost descrise şi numeroase mecanisme neimunologice cu acţiune stimulatorie ca:
l.- degranularea mastocitelor de către unele medicamente: aspi¬rina, polixina B, opiaceele, cofeină;
2.   degranularea mastocitelor de către nucleotidele adenine: ATP şi ADP;
3.    stimularea degranulării mastocitelor ar fi şi rezultatul acţiu¬nii unor factori variaţi:
•     frig, căldură, radiaţii;
•    hormoni (gastrină, estrogeni, ACTH);
•     substanţe chimice (dextran, veninuri, substanţe de con¬trast);
•    variaţii ale PH-ului;
•     substanţe toxice.
Degranularea mastocitelor poate fi inhibată de substanţe ca: teofilina şi izoproterenol, care determină o creştere a concentraţiei de AMP-ciclic sau de citochalazină în mastocite, care la rândul lor vor inhiba activitatea microfilamentelor din citosol.

Funcţiile mastocitelor
Toate mastocitele au in citoplasmă granule care conţin substanţe foarte active, care le conferă un rol foarte impor¬tant în declanşarea şi întreţinerea unor reacţii imunologice şi infla¬matorii.
Mastocitele sintetizează două tipuri de mediatori
Tabelul I: Mediatorii prezenţi în mastocite
I. Mediatorii   preformaţi din granulele de stocaj    - histamina;
- ECFA (factorul chemotactic eozinofilic al anafilaxiei);
-NCF (factorul chemotactic neutrofilic):
- heparina;
-   enzimele:   aril-sulfataza,   α,β-hexozaminidaza, β-glicuronidaza, triptaza, superoxid dismutaza.
II Mediatori neoformaţi, care nu sunt prezenţi în granule şi care derivă din acidul arahidonic
    
-  HHT (acidul  12 L-hidroxi-5 heptadecatrienoic):
- prostaglandina:
- PAF (factorul activator plachctar);
- HETE (acidul hidrozicicosatetraenoic);
- leucotrienele C4, D4, E4.


Heparina reprezintă 45% din greutatea uscată a granulelor dintr-un mastocit. Este un glicozaminoglican care stabileşte legături tempo¬rare cu celelalte molecule din granule. Are următoarele roluri:
•    anticoagulant;
•    antilipemic (prin activarea lipoproteinlipazei).
Histamina este un derivat al histidinei; este rapid eliberată de mastocite în infecţii locale şi în reacţii imunologice. Are următoarele acţiuni:
l. vasodilataţie locală
2.creşte permeabilitatea venulelor mici. Această acţiune se rea¬lizează datorită reacţiei celulelor endoteliale.
3. determină contracţia celulelor musculare netede.
Leucotriena C creşte permeabilitatea vasculară şi stimulează contracţia musculaturii netede.
Prostaglandinele stimulează adenil-ciclaza.
Factorul chemotactic pentru eozinofile este un mediator chimic mastocitar, format din două tetrapeptide, care atrage eozinofilele din curentul sanguin în ţesutul conjunctiv, la locul unde s-au degranulat mastocitele.
Eozinofilele vor elibera enzime şi prostaglandine, care vor inhi¬ba acţiunea substanţelor eliberate de către mastocite.
Factorii chemotactici intervin în faza celulară a inflamaţiei. Mastocitele intervin, de manieră diferită, în diverse răspunsuri imunologice.
Mastocitele au activitate enzimatică şi imunologică foarte varia¬tă.

 
1 Tabelul II: Caracteristicile histoenzimologice şi imunohistochimice
ale mastocitului
I. Activitate enzimatică     - peroxidază    -
    - naftol-ASD clor-acetat esterază    ++
    - amino-caproat-esterază    
    -triptază    ++
    - chimază (doar în mastocitele din mucoase)    ++
    - fosfataze acide tartrat rezistente    +
II. Enzimele evidenţiate    - elastaza    ++
    - enolaza neuronală specifică    +
    - lizozim    
    - α1-antitripsina    ++
    - α1-antichemotripsina    +
III. Alte proteine    - vimentina    ++
    - antigen leucocitar comun    ++
    - alte filamente intermediare    -
    - factorul VIII    -
    - proteina S100    
    - receptori pentru IgE    -
    - CD1-CD8 (pentru C2-C4 uneori)    +/-
    - CD45RO(UCHL1)    +
    - CD69-CD24    +
    - MB1; K1B3; Leu7    -
    - CD10    -
    - CD38    -
    - CD25    -
    - CD11 – CD17    -
    - CD33CMx9    -
    - CD68(KP1)    +
    YB5B8; MAX1; MAX3    +

La om, mastocitele participă la reacţiile alergice de hipersensi¬bilitate imediată; de exemplu, în astm, urticarie, alergie, şoc anafilactic. Mecanismul acţiunii mastocitelor este următorul: prezenţa anti-genilor umorali va induce diferenţierea de plasmocite  care vor sintetiza şi elibera anticorpi specifici de tip IgE. Anticorpii IgE se fixează pe receptorii IgE de pe plasmalema mastocitelor. La un nou contact cu acelaşi tip de antigen, aceştia se vor cupla cu anticorpi IgE, legaţi la plasmalema mastocitelor şi se formează complexe amigen-anticorp, care vor leza plasmalema şi astfel sunt eliminate granulele mastocitare, în număr mare (clasmatoză) în matricea cxtracelulară. Sub¬stanţele din compoziţia granulelor vor determina fenomene clinice ca¬racteristice reacţiilor de hipersensibilitate imediată: edem, durere, febră, stare de şoc, vasodilatatorie, hipotensiunc etc.
Aceste fenomene clinice sunt determinate de substanţele sintetizate şi secretate de către mastocite.



Tabelul III: Substanţe sintetizate şi eliminate de către mastocite
1 . Enizime pe care le stochează    -decarboxilaza
-ATP-aza
-fosfataza acidă
-fosfataza alcalină
-β-glicuronidaza
2. Substanţe pe care nu le sto¬chează    - leucotriena C
-prostaglandinele
- PAF (factorul activator plachetar)
3. Ar mai produce şi alte sub¬stanţe    :- bradichinina
- leucotaxina
- acetilcolina
 - produşi ai metabolismului O2;

Funcţiile mastocitelor sunt reglate de unii hormoni ca: STH, tiroxina, hormonii corticosuprarenalei.
Degranularea mastocitului se produce, în general, în reacţiile de apărare de tip imediat.
În reacţiile de apărare imunologică de tip imediat, s-a observat o scădere a numărului mastocitelor în ţesuturi. Această scădere a număru¬lui de mastocite ar fi rezultatul reacţiilor masive antigen-anticorp. Anti¬corpii pot fi IgG sau IgM sau activarea sistemului complement sau IgE.
Degranularea mastocitelor, ca şi depleţia tisulară mastocitară, au loc în fazele precoce, care preced criza anafilactică (astm, dermită, pul¬pită etc.).
În reacţiile de tip întârziat, are loc o creştere a numărului de mastocite, dar care nu suferă o degranulare evidentă.
Creşterea numărului de mastocite, în reacţiile de apărare imunologică de tip întârziat, s-ar datora unei limfochine, produsă de către limfocitele T sensibilizate. Această limfochină a fost numită MCGF.
Există o relaţia între creşterea numărului de mastocite şi apariţia unei fibroze. Se crede că aceste fibroze ar fi rezultatul eliberării de către mastocite a unor mediatori chimici ca: heparina, histamina, prostaglandina F, care influenţează la diferite nivele sinteza de colagen de către fibroblaste.
Experimental, in vitro, s-a observat că activarea mastocitelor in¬duce mitoze ale fibroblastelor. Stimularea paracrină mitogenică a aces¬tor celule se realizează prin mecanisme moleculare încă neelucidate.
Histamina stimulează şi proliferarea celulelor endoteliale din vasele mici si capilare.
Dar, s-a observat că secreţiile mastocitare stimulează activitatea fagocitară, metabolismul celulelor vecine; induce angiogeneza.
Mastocitele joacă un rol fundamental în procesele inflamatorii, între faza necelulară si faza celulară a inflamaţiei. În faza precoce a inflamaţiilor, mastocitele eliberează numeroşi mediatori ca: histamina, factorii chemotactici .
Există o corelaţie şi între numărul mastoci¬telor şi densitatea fibrelor nervoase. Farmacologic, s-a dovedit că neuropeptidele si catecolamincle afectează secreţia mastocitelor. Astfel, s-a emis ipoteza că mastocitele şi nervii interacţionează în procesele de homeostazie normală şi de reparaţie tisulară.
Tabelul IV: Rolul mastocitelor
•    Sinteza de acid hialuromc şi de MPZ-acide;
•    Influenţează formarea colagenului;
•    Reglează  funcţia fibrelor nervoase adrenergiee si colinergice;
•    Reglează metabolismul lipidic;
•    Reglează hidratarea locală;
•    Reglează permeabilitatea capilară;
•    Menţin fluiditatea lichidelor tisulare;
•    Leagă metalele şi microbii;
•    Intervine în procese anabolice (neogeneză capilară, reparaţie tisulară);
•    Participă la apărarea organismului.


BIBLIOGRAFIE

1.    Maria Niţă – „Histologia pulpei dentare”;
2.    Maria Niţă – “Histologia cavităţii bucale”;
3.    Dr. Irina Draga Căruntu – “Histologia sistemului somatognat”.