BASOPHILE: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, FUNKTIONEN, KRANKHEITEN - BIOLOGIE - 2025

Die basophilen Basophilen oder Leukozyten sind keine phagozytischen Granulozyten, deren zytoplasmatisches Granulat Substanzen freisetzt, die den Körper von Endo- und Ektoparasiten verteidigen, die bei Entzündungen und Allergien wichtig sind. Sie sind die kleinsten (5–15 μm Durchmesser) und am wenigsten zahlreichen (0–2%) Leukozyten (weiße Blutkörperchen).

Polymorphkernige Leukozyten haben ihren Namen von ihren gelappten Kernen. Sie werden auch Granulozyten genannt, weil ihr Zytoplasma Körnchen enthält, die leicht gefärbt werden können. Dazu gehören Neutrophile, Eosinophile und Basophile, deren Namen sich auf die Affinität ihres cytoplasmatischen Granulats für bestimmte Farbstoffe beziehen.

Quelle: Mitarbeiter von Blausen.com (2014). "Medizinische Galerie von Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Bei Basophilen färben sich die zytoplasmatischen Körnchen, die eine einheitliche Größe haben und den Kern überschatten, aufgrund der Wirkung chemisch basischer Farbstoffe wie Hämatoxylin und Methylenblau, die an das in ihnen vorhandene Histamin und Heparin binden, blau Innerhalb.

Funktionell ähneln Basophile, die Blutzellen sind, Mastzellen, die Gewebezellen sind. Beide Zelltypen besitzen Fc-Rezeptoren. Diese Zelloberflächenrezeptoren verdanken ihren Namen ihrer hohen Affinität zur Fc-Region von Immunglobulin E (IgE) -Antikörpern.

Eigenschaften

Bei Färbeverfahren können Basophile lichtmikroskopisch beobachtet werden. Da sie im Blut nicht sehr häufig vorkommen, ist es zweckmäßig, sie zuvor zu isolieren und zu reinigen.

Sie haben ein spezifisches Gewicht (1.070–1.080 g / ml) ähnlich dem von Monozyten und Lymphozyten, weshalb die Zentrifugation des Blutes diese drei Zelltypen zusammen trennt. Durch Zentrifugation können Basophile mit einer Reinheit von 1–20% isoliert werden. Zusätzliche Techniken sind erforderlich, um höhere Reinheiten zu erreichen.

Basophile kommen in entzündeten Geweben häufiger vor als im Blut. Seine Identifizierung in diesen Geweben erfordert monoklonale Antikörper.

Im Vergleich zu Mastzellen werden Basophile durch mehr Arten künstlicher Reize aktiviert, darunter Calciumionophore (Ionomycin, polybasische Amine) und tumorproduzierende Phorbolester, die wiederum die Kinase C aktivieren.

Basophile exprimieren Rezeptoren für Immunglobulin G (IgG), Komplement, Cytokin, Chemokin, Histamin, bestimmte kurze Peptide und lösliche Lipide, Histamin, verschiedene Peptidasen und viele Adhäsionsmoleküle der Integrin- und Selectin-Familien. In dieser Eigenschaft ähneln sie eher Eosinophilen als Mastzellen.

Morphologie

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigen, dass Basophile: 1) eine Zelloberfläche mit mehreren unregelmäßigen, kurzen und dicken Vorsprüngen aufweisen; 2) zwei Arten von Granulaten, eine kleinere in der Nähe des Kerns und eine größere, die für Elektronen undurchsichtige Materie enthält; 3) ein länglicher und gekrümmter Kern mit starker Kondensation von ultrastrukturell segmentiertem Chromatin.

Obwohl Basophile Blutzellen sind, dringen sie als Reaktion auf die Freisetzung von Chemotaxinen und Chemokinen während einer Entzündung in Gewebe ein, in denen sich funktionell ähnliche Mastzellen befinden.

Morphologisch unterscheiden sich Basophile von Mastzellen durch eine geringere Anzahl größerer Körnchen (bis zu 1,2 μm) und nicht abgerundete Kernlappen. Darüber hinaus fehlen Basophilen intragranulare Spulen, die die diagnostische Ultrastruktur von Mastzellen darstellen.

Basophile Körnchen sind wie die von Mastzellen reich an Proteoglykanen, die aus einem Polypeptidkern und mehreren unverzweigten Glycosaminoglycan-Seitenketten bestehen. Letztere verleihen den Molekülen eine starke negative Ladung, was die Färbung mit basischen Farbstoffen erklärt.

Basophile teilen mit Eosinophilen die Eigenschaft, das kristalline Charcot-Leyden-Protein in ihrem Granulat zu haben.

Bioaktive Verbindungen des Granulats

Basophile Granulate enthalten biogene Amine, Proteoglycane und Enzyme. Biogene Amine sind niedermolekulare Verbindungen mit einer Aminogruppe. Proteoglycane umfassen Heparin und Chondroitinsulfat. Zu den Enzymen gehören Proteasen und Lysophospholipasen, die Gewebeschäden verursachen können.

Das wichtigste der biogenen Amine ist Histamin, das schnell in Blut und Gewebe diffundiert. Histamin hat eine vasodilatatorische Wirkung und erhöht die Gefäßpermeabilität, die sich in Rötung und lokaler Hyperthermie äußert. Es zieht auch die glatte Muskulatur der Bronchien zusammen und erzeugt Bronchospasmus bei Asthmatikern, die Allergenen ausgesetzt sind.

Aufgrund ihrer starken negativen Ladung binden Heparin und Chondroitinsulfat innerhalb des Granulats an positiv geladene biogene Amine und Proteasen. Beim Verlassen des Granulats setzen Heparin und Chondroitinsulfat biogene Amine und Proteasen frei.

Lebenszyklus

Basophile stammen wie andere Blutzellen und Mastzellen aus hämatopoetischen Zellen.

Das Blut transportiert Mastzell-Vorläuferzellen zu den Geweben, wo sie sich vermehren und reifen. Basophile reifen in hämatopoetischen Geweben. Wie andere Granulozyten vermehren sie sich nicht, sobald sie ins Blut gelangen.

Zwei Tage, nachdem die Basophilen ihre reife Morphologie erreicht haben, werden sie in das Blut freigesetzt, in dem sie sehr kurze Halbwertszeiten haben (ungefähr einen Tag). Daher müssen diese Zellen ständig ersetzt werden. Basophile können jedoch in Geweben länger (wahrscheinlich bis zu mehreren Wochen) überleben.

Der Lebenszyklus von Basophilen kann auf zwei verschiedene Arten gipfeln. Wenn sie einer Degranulierung (Abgabe des Granulatinhalts) unterzogen wurden und somit ihre Funktion erfüllt haben, werden sie nekrotisch. Wenn sie intakt geblieben sind, dh wenn sie keine Degranulierung erfahren haben, sterben sie durch Apoptose.

Im Gewebe und im Kreislaufsystem vorhandene basophile Reste werden phagozytiert und somit von anderen Leukozyten eliminiert.

Aktivierung

Basophile sind Effektorzellen von Immun- und allergischen Reaktionen. Sie setzen bei IgE-abhängigen Reaktionen, die auf das Vorhandensein allergener Substanzen reagieren, wie z. B. Rhinitis, Asthma und Anaphylaxie, schnell vermittelnde chemische Verbindungen mit entzündlichen Wirkungen frei.

Diese Verbindungen können während der Differenzierung und Reifung von Basophilen synthetisiert und gespeichert werden (Beispiele: Histamin; Proteoglycane, biogene Amine) oder synthetisiert werden (Beispiele: Cytokine; Lipidmediatoren; IL-4 und IL-13; Leukotrien C4) ein Arachidonsäurederivat) zum Zeitpunkt der Aktivierung.

Die Aktivierung von Basophilen beruht auf der Kreuzreaktion von IgE, das an IgE-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche (IgEr) gebunden ist. Während einer Entzündung entstehende Moleküle können sie aktivieren.

Verschiedene Enzyme (wie Serinprotease, Phospholipasen A und C, Methyltransferasen, Phosphodiesterase und Adenylatcyclase), die an die Oberfläche der Zellmembran gebunden sind, spielen eine grundlegende Rolle bei der Aktivierung von Basophilen, wodurch sie degranulieren und daher Mediatoren freisetzen. hauptsächlich Histamin und Leukotrien C4.

Die Phasen der Aktivierung von Basophilen sind: 1) Sensibilisierung, IgE-Antikörper, die als Reaktion auf Antigene produziert werden, binden an spezifische Basophilrezeptoren; 2) Aktivierung, erneute Exposition gegenüber Antigenen, die eine Degranularisierung verursachen; (3) Effektorreaktion, allergische Manifestationen als Reaktion auf Entzündungsmediatoren, die vom Granulat freigesetzt werden.

Eigenschaften

Wie alle Leukozyten sind Basophile an der Immunantwort gegen Organismen beteiligt, die die Integrität des Körpers gefährden. Ein wichtiger Unterschied zwischen Basophilen (und Eosinophilen) und anderen Leukozyten besteht in ihrer Fähigkeit, mehrzellige Endoparasiten (Helminthen) zu neutralisieren, die zu groß sind, um phagozytiert zu werden.

Basophile verwenden die Substanzen im Granulat, um diese Endoparasiten anzugreifen und ihre schützende Nagelhaut zu durchbohren. Diese Immunantwort wird von IgE-Antikörpern dominiert, die die Antigene auf der Oberfläche von Endoparasiten erkennen. Basophile zeigen eine hohe Affinität zu IgE-Antikörpern.

Bei Infektionen durch den Spulwurm Ascaris lumbricoides kommt es zu einer Erhöhung der Serum-IgE-Spiegel. Die Immunisierung mit Antigenen dieses Helminthen induziert die Bildung von IgE.

Basophile helfen auch, Ektoparasiten wie die Haemaphysalis longicornis-Zecke abzulehnen. Das von diesen Zellen erzeugte Hautödem kann verhindern, dass die Zecke die Blutgefäße des Wirts lokalisiert.

Endoparasiten verwenden Mechanismen der Umgehung (Einlagerung, molekulare Tarnung, Antigenvariation) der Immunantwort und der Unterdrückung der Effektorwege der Immunantwort.

Basophile sind neben Mastzellen und Eosinophilen auch an der Angiogenese, dem Umbau des Gewebes und der Reaktion auf Krebs beteiligt.

Entzündung

Die entzündlichen Eigenschaften von Basophilen, Mastzellen und Eosinophilen sind ein wesentlicher Bestandteil der Immunantwort und haben sich entwickelt, weil sie eine Schutzfunktion gegen Parasiten und Infektionen besitzen. Diese entzündlichen Eigenschaften sind jedoch auch die Ursache von Krankheiten.

Die drei genannten Zelltypen produzieren Lipidmediatoren und Zytokine. Sie sind einzigartige Zellen, weil sie Histamin (ein entzündliches Molekül) speichern und Membranen mit einer großen Anzahl von Rezeptoren mit einer hohen Affinität für IgE (an Entzündungen beteiligt) aufweisen.

Lipidmediatoren induzieren Blutextravasation, Bronchokonstriktion und intestinale Hypermotilität, die Bestandteile der unmittelbaren Immunantwort sind. Lipidmediatoren und Zytokine tragen zur Entzündung bei, die Bestandteil der späten Immunantwort ist.

Basophile sind das Blutäquivalent von Mastzellen, die ausschließlich aus Gewebe bestehen. Eosinophile sind hauptsächlich Gewebe, kommen aber auch im Kreislauf vor. Aufgrund ihrer Position werden Mastzellen als erste aktiviert. Von Mastzellen sezernierte Moleküle ziehen Basophile und Eosinophile in betroffene Gewebe.

Basophile produzieren Mediatoren, die die glatten Muskeln der Atemwege verengen. Sie kommen nach tödlichen Asthma-Episoden und auf entzündeter Haut in großer Zahl in der Lunge vor.

Normalwerte

Aufgrund unterschiedlicher Quantifizierungsverfahren variieren die "normalen" Werte für Basophile zwischen Autoren und klinischen Laboratorien. Ein repräsentativer Wertebereich für erwachsene Personen wäre 0,02–0,10 × 10 ⁹ Basophile für jeden Liter Blut oder 20–100 Basophile für jeden Kubikmillimeter Blut.

Basophile Werte sind altersabhängig und ändern sich im Laufe des Tages aufgrund des Einflusses von Hormonen. Sie werden auch von der Umgebungstemperatur beeinflusst, deren Anzahl in der heißen Jahreszeit und angesichts der plötzlichen Abkühlung der Umgebung zunimmt.

Hohe und niedrige Basophile

Der Besitz einer höheren Anzahl von Basophilen als normal wird als Basophilie bezeichnet. Dieser Zustand tritt bei Blutkrankheiten auf, einschließlich Polyzythämie vera, Myelofibrose, Thrombozythämie und myeloischer Leukämie.

Es tritt auch bei anderen Krankheiten auf, einschließlich Allergien, östrogenen Anomalien, juveniler rheumatoider Arthritis, Colitis ulcerosa, Diabetes mellitus, Hypothyreose, Infektionen und Parasiten, Autoimmunentzündungen, Myxödemen und myeloproliferativen Neoplasmen.

Die Anzahl der Basophilen kann als Reaktion auf eine Krankheit oder unter bestimmten physiologischen Bedingungen wie Operationen, Durchfall, Hyperthyreose, Infektionen, anaphylaktischen Manifestationen, Eisprung, schwerer allergischer Reaktion, Überempfindlichkeitsreaktionen, Glukokortikoidtherapie, unter die normalen Werte fallen. Thyreotoxikose und Trauma.

Verwandte Krankheiten

Allergien

Allergien sind verschiedene Formen von Entzündungen, die technisch als Überempfindlichkeitsreaktionen vom Typ I bezeichnet werden und auf eine Überreaktion auf ein Allergen (Antigen) zurückzuführen sind, dem Sie zuvor ausgesetzt waren. Die klinischen Manifestationen einer Überempfindlichkeit vom Typ I umfassen Hautallergien, allergische Rhinitis und Asthma.

Wenn die allergische Reaktion schwerwiegend ist, spricht man von Anaphylaxie. Die schwerwiegendste Form der Anaphylaxie, die als anaphylaktischer Schock bezeichnet wird, kann tödlich sein. Die Behandlung der Wahl ist die Injektion von Adrenalin.

Die grundlegenden Komponenten der allergischen Reaktion sind: 1) Exposition gegenüber dem Antigen; 2) Immunglobulin E (IgE); 3) IgE-Rezeptoren an Basophilen und Mastzellen; 4) die Freisetzung von Histamin und Zytokinen in Blut und Gewebe durch diese Zellen infolge der IgE-IgE-Rezeptor-Wechselwirkung.

Die allergische Reaktion ist schnell, da sie innerhalb weniger Minuten nach Exposition gegenüber dem Antigen auftritt. Die Rolle von Basophilen bei der allergischen Reaktion zeigt sich in ihrer raschen Rekrutierung an der Kontaktstelle mit dem Allergen, sei es Haut, Nasenschleimhaut oder Lunge.

Myeloproliferative Störungen

Myeloproliferative Störungen sind bösartige Erkrankungen des Knochenmarks, die zu einer übermäßigen Proliferation von roten Blutkörperchen, Granulozyten und Blutplättchen führen. Die vier wichtigsten myeloproliferativen Erkrankungen sind Polyzythämie vera, Myelofibrose, Thrombozythämie und myeloische Leukämie.

Polycythemia vera ist eine Knochenmarkerkrankung, die zur Überproduktion aller drei Arten von Blutzelllinien (Leukozyten, Erythrozyten, Blutplättchen) führt. Es schreitet langsam voran und kann zu Myelofibrose und akuter Leukämie führen.

Myelofibrose ist eine Fibrose des Knochenmarks. Es führt zu schwerer Anämie und verursacht eine vergrößerte Milz. Es schreitet langsam voran und kann zu präleukämischen Störungen führen.

Thrombozythämie ist der Besitz einer ungewöhnlich hohen Anzahl von Blutplättchen. Es ist auch als Thrombozytose bekannt.

Myeloische Leukämie ist Krebs der zur myeloischen Linie gehörenden Blutzellen (Granulozyten, Monozyten, Erythrozyten). Es kann chronisch oder akut sein.

Die Assoziation von myeloproliferativen Störungen mit Basophilie führt zu schwerwiegenden biochemischen und immunologischen Störungen. Zum Beispiel Erhöhung der intrazellulären Histamin- und Histidin-Decarboxylase.

Verweise

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Zelluläre und molekulare Immunologie. Elsevier, Amsterdam.
2. Bochner, BS, Schroeder, J. 2001. Basophils. In: Austen, KF, Frank, MM, Atkinson, JP, Cantor, H., Hrsg. Samters immunologische Erkrankungen, Band I. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
3. Bos, JD 2004. Hautimmunologie des Hautimmunsystems und klinische Immunodermatologie. CRC Press, Boca Raton.
4. Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Roitts essentielle Immunologie. Wiley, Chichester.
5. Eales, L.-J. 2003. Immunologie für Biowissenschaftler. Wiley, Chichester.
6. Falcone, FH, Haas, H., Gibbs, BF 2000. Der menschliche Basophil: eine neue Einschätzung seiner Rolle bei Immunantworten. Blood, 96, 4028 & ndash; 4038.
7. Galli, SJ 2000. Mastzellen und Basophile. Current Opinion in Hematology, 7, 32–39.
8. Hoffman, R., Benz, EJ, Jr., Silberstein, LE, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, SA 2017. Hämatologie: Grundprinzipien und Praxis. Elsevier, Amsterdam.
9. Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Kurzer Leitfaden zur Hämatologie. Springer, Cham.
10. Longo, DL 2010. Harrisons Hämatologie und Onkologie. McGraw-Hill, New York.
11. Murphy, K., Weaver, C. 2016. Janeways Immunbiologie. Garland Science, New York.
12. Parham, P. 2014. Das Immunsystem. Garland Science, New York.
13. Paul, WE 2012. Grundlegende Immunologie. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
14. Pinchuk, G. 2002. Theorie und Probleme der Immunologie. McGraw-Hill, New York.
15. Prussin, C., Metcalfe, DD 2003. IgE, Mastzellen, Basophile und Eosinophile. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 111, S486-S494.
16. Valent, P. 1995. Immunphänotypische Charakterisierung von menschlichen Basophilen und Mastzellen. Chemical Immunology, 61, 34 & ndash; 48.
17. Valent, P., Bettelheim, P. 1990. Der menschliche Basophil. Critical Reviews in Oncology and Hematology, 10, 327–352.