Mastzelle

Mastzellen in der Zellkultur

Mastzellen, auch Mastozyten genannt, gehören zu den Leukozyten, spezifischer zu den Granulozyten. Sie reifen aus myeloiden Stammzellen im Knochenmark heran, die Teil des Immunsystems sind. Im Zytoplasma (der Zellflüssigkeit) der Mastzelle finden sich auffällig viele Granula (quasi Speichersäckchen), die reich an über 50 verschiedenen Botenstoffen sind, wie Amine wie Histamin, Serotonin, Heparin, Neuropeptide, verschiedene Enzyme, Eicosanoide wie Leukotriene, Prostaglandine und Thromboxan, Proteasen wie Chymase und Tryptase, Cytokinen (wie Tumornekrosefaktor, TNF), Stickoxid (NO).

Mastzellen sind an der angeborenen sowie erworbenen Immunantwort beteiligt sowie an entzündlichen Geschehen. Sie finden sich vorwiegend in Barriereorganen, nämlich in der Haut (hier vor allem um Nervenendigungen) und den Schleimhäuten von Nase, Lunge, Augen, Ohren, Darm, Mund, Zunge, Urogenitaltrakt, im Bindegewebe, um Organe, Lymph- und Blutgefäße, in den koronaren Arterien und Nervenzellen. Sie stellen unsere erste Verteidigungslinie gegen Eindringlinge dar. Auch im Zentralnervensystem finden wir Mastzellen, allerdings keine zirkulierenden weißen Blutimmunzellen, auch im Gehirn, im Diencephalon (Zwischenhirn), besonders der Hypothalamus ist reich an Mastzellen. Auch hier vor allem in Barrieregeweben, nämlich der Hirnhaut, dem Ependym, dem Plexus choroideus, und um die Blutgefäße der Blut-Hirn-Schranke sind sie reichlich angesiedelt und nehmen auf sie Einfluss über ihre vasoaktiven Funktionen.

Mastzellen existieren phylogenetisch schon sehr lange, seit etwa 500 Mio. Jahren, schon bevor unsere Vorfahren ein Gehirn oder das adaptive Immunsystem entwickelten. Man kann sie daher als Kanarienvogel in der Kohlemine bezeichnen oder als wichtige Alarmanlage, denn sie zeigen, dass mit unserer Umwelt etwas nicht stimmt, wenn sich heutzutage die Mastzellerkrankungen derart häufen, wo wir doch Jahrmillionen lang hervorragend mit ihnen zurecht gekommen sind und sie daher im Laufe der Evolution nicht ausselektiert wurden. Wir finden sie auch in „niederen“ Wirbeltieren wie Fischen und Reptilien.

Mastzellen wurden 1878 durch Paul Ehrlich entdeckt. Er gab ihnen ihren Namen, da sie wie vollgefressen aussehen und er ursprünglich annahm, ihre Aufgabe wäre es, andere Zellen zu füttern.

Mastzellen besitzen viele sehr wichtige Aufgaben. Sie spielen eine Rolle in der Wundheilung und Bekämpfung von Pathogenen, bei der Bildung neuer Blutgefäße, der Immuntoleranz, der Verhinderung von Krebs und dem Schutz unserer inneren Organe. Sie ähneln stark den Basophilen, die aber, im Gegensatz zu Mastzellen, im Blutkreislauf zirkulieren.

Sie können sehr heterogen in ihrer Funktionsweise, Größe und den Stoffen, mit denen sie beladen sind, sein und somit je nach Situation und Gewebe unterschiedlichen Aufgaben nachgehen. Sie sind außerdem in der Lage, auf neue Umweltbedingungen zu reagieren und sich entsprechend anzupassen. Sie geben gefäßerweiternde (Histamin, Leukotriene), nervendepolarisierende (Histamin) und damit schmerz- und juckreizauslösende und blutgerinnungshemmende Stoffe ab (Heparin). Prostaglandine und Leukotriene sorgen für Kontraktion der glatten Muskulatur des respiratorischen (Atmungs-) Systems und Schleimbildung. Leukotriene und Histamin sorgen außerdem für eine erhöhte Gefäßpermeabilität, was dafür sorgt, dass Plasma einströmt (was du bei Urtikaria erlebst) und somit andere Immunzellen, die u.a. durch Tryptase eingeschaltet werden, an den Ort einer Entzündungsreaktion kommen, die ebenfalls an der Bekämpfung bestimmter Stoffe und Eindringlinge, aber auch an der damit einhergehenden Symptomatik beteiligt sind. Cytokine sind hormonähnliche Stoffe, die das Immunsystem im gesamten Körper in Sekundenschnelle aktivieren können und ebenfalls an der Regulation von Entzündungsgeschehen beteiligt sind.

Mastzellen können zum Ort eines entzündlichen Geschehens oder einer allergischen Reaktion wandern und sich an dortige Zellen anheften. Sie sind ungewöhnlich langlebig im Vergleich mit anderen Immunzellen und können mehrere Monate oder Jahre überleben, bevor sie absterben.

Wird an einer Stelle die Mastzelldegranulation getriggert, können sie, je nach Stärke der Reaktion (je nachdem wie viele Mastzellen aktiviert werden und wie viele aktive Stoffe diese wiederum ausschütten und wie empfindlich die Mastzellen bereits in anderen Körperteilen sind, etc.), zu einer Kettenreaktion führen, die Mastzellen im gesamten Körper triggert. So kann ein eingeatmetes Staubkorn an einer Person spurlos vorübergehen, bei einem anderen direkt für Naselaufen sorgen, oder aber auch ein verschlucktes Körnchen Erdnuss zu einem systemischen anaphylaktischen Schock führen. Über Proteasen wie Tryptase können sie umliegendes Gewebe verändern und stark schädigen.

Viele weitere Funktionen von Mastzellen sind auch heute noch nicht vollständig verstanden.

Was aktiviert Mastzellen?

Mastzellen sind beteiligt an entzündlichen Geschehen um Wunden, eine ihrer Hauptaufgaben aber ist der Schutz vor Parasiten, was über Immunglobuline des Typs E erfolgt. IgE-induzierte Mastzellreaktionen spielen auch eine entscheidende Rolle bei Allergien vom Typ 1, Soforttypallergie. Hierzu gehören Asthma, Neurodermitis, Juckreiz, Urtikaria, Nahrungsmittelallergien, Anaphylaxis, allergische Rhinitis, Heuschnupfen. Mastzellen werden aktiviert durch IgE, Antigene und Allergene, aber auch durch Verletzung des Gewebes an sich. Bei Kontakt platzen sie auf und entlassen den Inhalt von ca. 500 Granula, die über 50 verschiedene Substanzen enthalten (also weit mehr als nur Histamin, auch wenn sich die pharmakologischen Forschungen fast einzig und allein um diesen einen Stoff drehen (Antihistaminika), obwohl mehrere Stoffe an der Entwicklung allergischer Reaktionen beteiligt sind). Mastzellen können dabei entweder explosionsartig den gesamten Inhalt ihrer Granula freisetzen (i.d.Regel IgE vermittelt, anaphylaktische Reaktion), oder auch selektiv einzelne Stoffe (piecemeale Degranulation, bei anderen entzündlichen Geschehen), was über die Mitochondrien reguliert wird. Antigene können wie schon genannt Parasiten (Darmparasiten oder die Demodex Milbe) sein, aber auch von Viren freigesetzte Moleküle, durch Bakterien (Darmbakterien wie Clostridien, aber auch Staphylococcus aureus) produzierte Endotoxine, Pilze oder Umwelttoxine wie Schwermetalle, Pestizide und Chlorverbindungen. Bakterien können darüber hinaus Stoffe abgeben, die das ordnungsgemäße Absterben von Mastzellen verhindern, so dass auch fehlerhafte und überreaktive Mastzellen überleben. Über Mastzellen als wichtigste Mediatoren können Pathogene Einfluss auf die Darm-Hirn-(Haut-)Achse nehmen.

Sogar mechanische Reize wie Druck, Kratzen oder ein Schlag können Mastzellen triggern (siehe auch weitere Trigger).

Desweiteren können Hormone, wie die Sexualhormone Gonadotropin-Releasing-Hormon und Östrogen oder das Stresshormon Corticotropin-Releasing-Hormone, Mastzellen aktivieren und insgesamt die Produktion an Mastzellen erhöhen. Das Stresshormon Cortisol (dessen Freisetzung durch Corticotropin-Releasing-Hormone getriggert wird) hingegen reguliert die Anzahl und Aktivität von Mastzellen herunter. Aus diesem Grund wird Cortisol (=Hydrocortison) auch in antientzündlichen Präparaten wie Cremes und Medikamenten gegen chronisch entzündliche Erkrankungen eingesetzt. Ebenso können Neuropeptide wie Substanz P, Neurotensin und Nervenwachstumsfaktor sowie andere Immunmoleküle Mastzellaktivität triggern. Oxidativer Stress kann direkt zur Aktivierung von Mastzellen führen. Mastzellen interagieren mit T-Zellen über Tumornekrosefaktor (TNF). Interessanterweise können Mastzellen viele Stoffe, von denen sie aktiviert werden, gleichzeitig auch abbauen und besitzen Mechanismen, um das Immunsystem wieder beruhigen.

Lies hier über die Zusammenhänge zwischen Stress und Mastzellerkrankungen.

Wie entsteht eine Allergie?
Vom Allergen zur allergischen Reaktion, ausgelöst durch Mastzellen, getriggert von Immunglobulin E

Beim ersten Kontakt einer antigenpräsentierenden Zelle mit einem Allergen werden Antigen-spezifische Typ2-T-Helferzellen (TH2-Lymphozyten) produziert, die wiederum B-Zellen über Cytokine aktivieren, die dann IgE Antikörper herstellen, spezifisch gegen diesen Stoff, z.B. ein bestimmter Pollen. Diese (mehrere 100.000 Stück) binden an Mastzellen (und Basophile). Sie sind nun sensibilisiert, aber es kommt noch zu keiner Reaktion. Beim nächsten Kontakt mit dem Allergen bindet es an die nun an die Oberfläche von Mastzellen gebundenen IgE Antikörper, wodurch die Mastzelle das Signal durch Calciumioneneinstrom bekommt, ihren Inhalt mit den ganzen Entzündungschemikalien freizugeben. Lokal entsteht eine plötzliche entzündliche („allergische“) Immunreaktion, darüber hinaus können weitere Körperstellen über Cytokine ebenfalls alarmiert werden.

Die Reaktion auf Toxine, Medikamente und Hormone erfolgt hingegen nicht-IgE vermittelt, also nicht-immunologisch, es kann also zu einer Reaktion kommen, ohne dass sich entsprechende Immunglobuline im Blut nachweisen lassen.

Mastzellinvolvierte Erkrankungen sind die Mastozytose, bei der der Körper zu viele Mastzellen herstellt, und das Mastzellaktivierungssyndrom, bei dem die Mastzellen stark überreaktiv und wahrscheinlich auch vermehrt mit Entzündungsbotenstoffen beladen sind. Wie bei den anderen Zivilisationserkrankungen dürften hier die Übergänge zwischen einem Gesunden und einem Kranken fließend und schwierig abzugrenzen sein.

Neben den allergischen Erkrankungen stehen auch multiple chemische Sensitivität, chronisches Erschöpfungssyndrom, Migräne, Mittelohrentzündung, Fibromyalgie, Rosazea, interstitielle Zystitis, chronische Prostatitis, AIDS, Neurofibromatose, Osteoporose, Autismusspektrumstörung, Schizophrenie, manische Depression, kardiovaskuläre Erkrankungen, Arthrose, Reizdarm und Autoimmunerkrankungen wie Multiple Sklerose, rheumatoide Arthritis, Endometriose und Psoriasis im Zusammenhang mit Mastzellen. Siehe auch Reiter „Chronische entzündliche Erkrankungen“.

Mastzellen kann man sich vorstellen wie die Wachttürme in einer Stadt. Die Wächter halten nach fremden Eindringlingen Ausschau. Sobald sie etwas verdächtiges wahrnehmen, alarmieren sie mit chemischen Signal­stoffen die Soldaten in ihrem Stadtteil, damit diese zum Ort des Angriffs eilen, um die Gefahr abzuwehren. ~www.mastzellaktivierung.info


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