Monocyt

Monozyten (auch Monocyten) sind im Blut zirkulierende Zellen des Immunsystems und die Vorläufer der u. a. in den Geweben lokalisierten Makrophagen sowie eines Teils der Dendritischen Zellen. Ihre Aufgabe ist die Zerstörung körperfremder Strukturen durch Phagozytose und die Aktivierung der erworbenen Immunabwehr mittels Antigenpräsentation. Sie haben eine Lebensdauer von 1 bis 3 Tagen, bevor sie ausdifferenzieren und in die Gewebe einwandern. Dort leben sie als Makrophagen für mehrere Wochen bis Monate weiter.

Aufbau

Mit einem Durchmesser von 5–20 µm gehören Monozyten zu den größten der weißen Blutkörperchen (Leukozyten) und machen ca. 3–8 % der Leukozyten-Population aus. Sie besitzen einen charakteristischen (von griech. monos, „einzig“) großen Kern von meist bohnenartiger Form und verhältnismäßig wenig Zytoplasma. Monozyten sind keine homogene Zellpopulation, sondern es werden verschiedene Subpopulationen unterschieden. Neben dem für Monozyten typischen Oberflächenmarker CD14^[1] gibt es Subpopulationen, die zusätzlich den Marker CD16 tragen.^[2] Bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung können vermehrt CD16+ Monozyten nachgewiesen werden.^[3] Darüber hinaus sind CD16+ Prädiktoren zukünftiger kardiovaskulärer Ereignisse bei Dialysepatienten. Da bisher kein Oberflächenmarker bekannt ist, der ausschließlich auf Monozyten exprimiert wird, müssen Kombinationen von Oberflächenmarkern verwendet werden, um die Monozyten im Durchflusszytometer eindeutig zu identifizieren.

Bisher werden beim Menschen mindestens fünf Subpopulationen unterschieden^[4]:

• CD14⁺⁺CD16^-
• CD14⁺CD16⁺

• CD14⁺⁺CD16⁺
• CD14⁺CD16^-CD33^dim
• CD14⁺CD16^-CD33^high
• CD14⁺⁺CD16^-CD56

Die beiden Subpolulationen, die CD14⁺CD16^- sind, differenzieren zu Dendritischen Zellen. ^[4] Die zur Identifikation herangezogenen Oberflächenmarker auf den Monozyten anderer Säugetiere unterscheiden sich zum Teil von denen des Menschen. Bei Ratten werden ED9, CD43 und CD62, bei Schweinen CD163 verwendet.

Entwicklung und Funktion

Im Knochenmark befindliche hämatopoetische (blutbildende) Stammzellen können sich unter Einfluss bestimmter Wachstumsfaktoren wie GM-CSF (Granulozyten-Monozyten Kolonie-stimulierender Faktor) und M-CSF (Monozyten Kolonie-stimulierender Faktor) in sogenannte Monoblasten entwickeln. Aus ihnen wiederum entwickeln („differenzieren“) sich Monozyten, die dabei das Knochenmark verlassen und in den Blutkreislauf übergehen. Dort zirkulieren sie für 1-3 Tage. Innerhalb dieses Zeitraums wandern sie bei Kontakt mit Infektionen in das betroffene Gewebe. Diese Fähigkeit haben Monozyten mit neutrophilen Granulozyten gemein, treffen jedoch zeitlich versetzt (bis zu einigen Tagen) am Infektionsort ein (genauere Beschreibung: siehe neutrophiler Granulozyt). Während der Einwanderung in das Gewebe differenzieren sich Monozyten in Makrophagen. Auch vor der Differenzierung in Makrophagen sind Monozyten in der Lage, körperfremde Strukturen wie Mikroorganismen intrazellulär aufzunehmen und zu zerstören. Dadurch sind Monozyten zur Antigenpräsentation befähigt und initiieren auf diese Weise die erworbene Immunabwehr.

Monozyten können auch in vitro mit bestimmten Zytokinen stimuliert und in Dendritische Zellen ^[5] oder Makrophagen differenziert werden.

Vesikel aus Membranfragmenten von Monozyten können sogenannte im Blut zirkulierende Mikropartikel bilden, die unter anderem Thromboplastin (engl. "tissue factor") enthalten. Thromboplastin ist vor allem am Prozess der Blutgerinnung beteiligt.^[6]

Zelluläre Signale

Bestandteile bakterieller Zellwände, bakterielle Lipoproteine oder Antigen-gebundene Antikörper aktivieren bestimmte „toll-like“-Rezeptoren (TLRs), die auf der Plasmamembran von Monozyten, Makrophagen und B-Zellen zu finden sind. Die Aktivierung von TLR2 und TLR4 wird über Signalweiterleitung ins Zell-Innere geführt. Infolgedessen werden z. B. entzündungsfördernde Stoffe (Mediatoren wie Interleukin-1β, Interleukin-6 oder der Tumor-Nekrose-Faktor) hergestellt oder der Phagozytose-Prozess eingeleitet.

Monozyten-assoziierte Krankheiten

Monozyten und Makrophagen verarbeiten in natürlichem Maße LDL, einen wichtigen Teil des Fettstoffwechsels. Ist dieses jedoch durch Acetylierung des Protein-Anteils modifiziert, kann dieses oxidierte LDL nicht mehr verarbeitet werden und häuft sich im Zell-Inneren an. Dadurch entartete Monozyten und Makrophagen nennt man Schaumzellen. Sie gelten im Zusammenhang mit verletzten Blutgefäßen als Hauptursache der Arteriosklerose.

Eine Erhöhung der Monozyten-Anzahl infolge chronischer Entzündungen oder Nekrosen wird als Monozytose bezeichnet.

Einzelnachweise

1. ↑ Jonas L, Schütt C, Neels P, Walzel H, Siegl E.: Electron microscopic study of receptor mediated endocytosis of a monoclonal antibody (RoMo-1) against the surface marker CD14 of human monocytes.Acta Histochem Suppl. 1990;39:339-44. PMID 1706877
2. ↑ Stec M, Weglarczyk K, Baran J, Zuba E, Mytar B, Pryjma J, Zembala M.: Expansion and differentiation of CD14+CD16(-) and CD14++ CD16+ human monocyte subsets from cord blood CD34+ hematopoietic progenitors. J Leukoc Biol. 2007 Sep;82(3):594-602. PMID 17595380
3. ↑ Axel Schlitt: Thrombosis and Haemostasis. 2004
4. ↑ ^{a b} Ziegler-Heitbrock HW.: Definition of human blood monocytes. (PDF) J Leukoc Biol. 2000 May;67(5):603-6. PMID 10810998
5. ↑ Reddy A, Sapp M, Feldman M, Subklewe M, Bhardwaj N: A monocyte conditioned medium is more effective than defined cytokines in mediating the terminal maturation of human dendritic cells.Blood. 1997 Nov 1;90(9):3640-6.; PMID 9345048
6. ↑ Mackman N."Role of tissue factor in hemostasis and thrombosis."Blood Cells Mol Dis. 2006 Mar-Apr;36(2):104-7. Review.