Physiologische Funktionen von Mastzellen

Abstract

Beim Menschen lassen sich ebenso wie bei allen bislang darauf untersuchten Vertebraten Mastzellen ubiquitär in der Haut, den Schleimhäuten und fast allen Organen finden. Dies weist eindeutig darauf hin, dass Mastzellen relevante physiologische Funktionen im Organismus einnehmen. Trotz dieser auffälligen Verteilung werden Mastzellen noch immer nahezu ausschließlich auf Ihre schädliche Rolle in der Auslösung von allergischen Reaktionen reduziert. Physiologische Funktionen von Mastzellen wurden zwar seit der erstmaligen Beschreibung der Zellen immer wieder postuliert, erst 1996 konnte jedoch erstmals definitiv eine protektive Rolle von Mastzellen nachgewiesen werden. Im Rahmen der experimentellen septischen Peritonitis konnte dabei gezeigt werden, dass Mäuse ohne Mastzellen nicht in der Lage sind eine adäquate Immunabwehr zu initiieren und daher eine deutlich höhere Morbidität und Mortalität aufweisen. Mit unseren hier beschriebenen Arbeiten konnten wir dazu beitragen weitere, bislang unbekannte wichtige Funktionen von Mastzellen bei der Maus zu charakterisieren. So konnten wir in der Haut z.B. zeigen, dass Mastzellen insbesondere durch die Initiierung einer akuten Entzündungsreaktion als wichtige Sensoren und Effektorzellen agieren, die helfen den Organismus vor Gefahren wie bakteriellen Infektionen, chronischen UV Schäden oder Tiergiften zu schützen. Andererseits konnten wir jedoch zeigen, dass Hautmastzellen auch in der Lage sind chronische, und damit potentiell schädliche, Entzündungsreaktionen zu limitieren, d.h. dass die Mastzelle in der Haut auch antientzündliche Funktionen einnehmen kann. Eine weitere zentrale Funktion von Mastzellen konnten wir in einem Modell der septischen Peritonitis charakterisieren. Hier spielt die Mastzelle eine entscheidende Rolle in der Aufrechterhaltung der Homöostase. Durch die unmittelbar nach Mastzellaktivierung erfolgende Freisetzung von Proteasen werden Sepsis- assoziierte toxische endogene Peptide wie Endothelin-1 und Neurotensin degradiert und unschädlich gemacht. Einen ähnlichen Mechanismus konnten wir im Rahmen von Bissen und Stichen giftiger Tiere wie Schlangen, Bienen und Spinnen nachweisen. Die Aktivierung von Mastzellen durch die entsprechenden Tiergifte führt zu einer Freisetzung von Proteasen und dadurch zu einer unmittelbar am Ort des Bisses/Stiches stattfindenden Detoxifizierung des Gifts. Zusammengefasst zeigt sich in den hier präsentierten Arbeiten, dass die Mastzelle neben ihrer unbestrittenen Rolle in der Auslösung allergischer Erkrankungen zahlreiche essentielle physiologische Funktionen hat und deutet an, dass in den nächsten Jahren noch weitere bislang unbekannte Funktionen beschrieben werden.

For many decades, mast cells are primarily known for their detrimental role in the elicitation of allergic reactions. Although physiological functions have been postulated ever since the first description of mast cells by Paul Ehrlich 1877, it took until 1996 to provide first evidence for a protective role of mast cells in bacterial infections. In the work described in the manuscripts presented herein, we were able to identify and characterize other, until then unknown important physiological functions of mast cells. For example, mast ells act as important sensors and effectors contributing to protect the host from various dangers such as bacterial infections, chronic UV damage, or endogenous and exogenous toxins.