Degranulace

Degranulace je proces, při kterém dochází k fúzi cytoplasmatických granulí s cytoplazmatickou membránou. Granule jsou membránové váčky, obsahující prozánětlivé a antimikrobiální látky.[1] Při jejich degranulaci dochází k vylití těchto látek do extracelulárního prostoru, což způsobí rychlou reakci organismu.

Tento proces je využíván některými imunitními buňkami k likvidaci patogenu, například granulocyty (neutrofily, eosinofily, bazofily), žírnými buňkami, NK buňkami a cytotoxickými T lymfocyty.[2][3][4][5][6]

Kromě přirozených fyziologických funkcí, může degranulace zapříčinit i poškození vlastní tkáně. Žírné buňky a eozinofily jsou efektorovými buňkami alergií. Jejich degranulace vede k uvolnění prozánětlivých látek, především histaminu, leukotrienů a prozánětlivých cytokinů, což vede k alergické reakci.[7][8][9] Degranulace neutrofilů je příčinou respiračních onemocnění a astmatických epizod.[2]

Mechanismus degranulace

Poté, co buňka přijme signál spouštějící degranulaci, jsou granuly transportovány k plasmatické membráně pomocí polymerizace mikrotubulů. Pokud je tato polymerizace inhibována, degranulace je zastavena. Následně dochází ke splynutí těchto granulí s cytoplasmatickou membránou a tím uvolnění látek v nich obsažených. Tyto látky působí cytolyticky, antimikrobiálně a cytotoxicky a vedou k destrukci patogenu.[5] Před samotnou fúzí membrán nejspíše dochází k tethering granulí na membránu, tedy vazbě membrány granulí a cílové membrány pomocí SNARE a SNAP proteinů.[2][10]

K uvolnění mediátorů uložených v granulích dochází ve velkých množstvích. Po stimulaci se může uvolnit až 100% látek obsažených v granulích během jedné události, na rozdíl od kupříkladu nervové synapse, kdy se exocytózou z váčků opakovaně uvolňuje menší množství látek. Význam degranulace je v okamžitém biologickém efektu, protože mediátory jsou už syntetizované a odezva po přijetí signálu je tedy rychlá.[8]

Složení granulí

Granule obsahují velkou škálu baktericidních a hydrolytických látek a jejich složení se liší v závislosti na buněčném typu [7]

Látky často se vyskytující v granulích jsou například:

  • Histamin – stah hladkého svalu, vazodilatace, zvýšená průchodnost cév, stimulace nervů [7]
  • Proteázy – např. tryptáza a chymáza – štěpí povrchové a extracelulární molekuly, což vede k destrukci patogenu, ale i vlastní tkáně, dále regulují aktivaci zánětu štěpením pro a protizánětlivých látek [7]
  • Proteoglykany: např. heparin a chondroitin sulfát – tvoří stabilní komplexy s jinými mediátory, čímž usnadňují jejich ukládání a transport [7]
  • Lipidové mediátory[7]
  • Prozánětlivé cytokiny – například TNF-α [7]
  • Perforiny a granzymy – jsou využívány Cytotoxickými CD8+ T lymfocyty a NK buňkami, jejich degranulace způsobí lyzi buněk [6]

Reference

  1. ↑ ScienceDirect. www.sciencedirect.com [online]. [cit. 2019-02-24]. Dostupné online. DOI 10.1016/j.micinf.2003.09.008. 
  2. ↑ a b c LACY, Paige. Mechanisms of Degranulation in Neutrophils. Allergy, Asthma & Clinical Immunology. 2006, roč. 2, čís. 3, s. 98. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. ISSN 1710-1492. DOI 10.1186/1710-1492-2-3-98. (anglicky) 
  3. ↑ WINQVIST, I; OLOFSSON, T; OLSSON, I. Mechanisms for eosinophil degranulation; release of the eosinophil cationic protein.. Immunology. 1984-1, roč. 51, čís. 1, s. 1–8. PMID: 6317543 PMCID: PMC1454395. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. ISSN 0019-2805. PMID 6317543. 
  4. ↑ KOROŠEC, P.; GIBBS, B. F.; RIJAVEC, M. Important and specific role for basophils in acute allergic reactions. Clinical & Experimental Allergy. 2018-5, roč. 48, čís. 5, s. 502–512. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. DOI 10.1111/cea.13117. PMID 29431885. (anglicky) 
  5. ↑ a b TUMA, Rabiya S. The degranulation two-step. The Journal of Cell Biology. 2005-07-04, roč. 170, čís. 1, s. 9.3–9. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. ISSN 0021-9525. DOI 10.1083/jcb1701iti5. (anglicky) 
  6. ↑ a b VEUGELERS, K. The granzyme B-serglycin complex from cytotoxic granules requires dynamin for endocytosis. Blood. 2004-05-15, roč. 103, čís. 10, s. 3845–3853. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. ISSN 0006-4971. DOI 10.1182/blood-2003-06-2156. (anglicky) 
  7. ↑ a b c d e f g GONZÁLEZ-DE-OLANO, D; ÁLVAREZ-TWOSE, I. Mast Cells as Key Players in Allergy and Inflammation. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 2018-12-09, roč. 28, čís. 6, s. 365–378. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. DOI 10.18176/jiaci.0327. 
  8. ↑ a b GROOT KORMELINK, Tom; ARKESTEIJN, Ger J. A.; VAN DE LEST, Chris H. A. Mast Cell Degranulation Is Accompanied by the Release of a Selective Subset of Extracellular Vesicles That Contain Mast Cell–Specific Proteases. The Journal of Immunology. 2016-10-15, roč. 197, čís. 8, s. 3382–3392. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. ISSN 0022-1767. DOI 10.4049/jimmunol.1600614. (anglicky) 
  9. ↑ AHLSTROM-EMANUELSSON, C.A. Eosinophil degranulation status in allergic rhinitis: observations before and during seasonal allergen exposure. European Respiratory Journal. 2004-11-01, roč. 24, čís. 5, s. 750–757. Dostupné online [cit. 2019-02-24]. ISSN 0903-1936. DOI 10.1183/09031936.04.00133603. (anglicky) 
  10. ↑ BLANK, Ulrich. The Mechanisms of Exocytosis in Mast Cells. Příprava vydání Alasdair M. Gilfillan, Dean D. Metcalfe. Svazek 716. Boston, MA: Springer US Dostupné online. ISBN 9781441995322, ISBN 9781441995339. DOI 10.1007/978-1-4419-9533-9_7. S. 107–122. DOI: 10.1007/978-1-4419-9533-9_7.