Komórka tuczna jest częścią grupy komórek zwanych leukocytami. Leukocyty to białe krwinki i znajdują się w osoczu krwi z erytrocytami, czerwonymi krwinkami. Komórki tuczne pełnią funkcje immunologiczne lub są częścią układu odpornościowego. Stanowią część systemu wczesnego ostrzegania. Po stymulacji uwalniają substancje chemiczne, które sygnalizują uraz lub infekcję i powodują stan zapalny w okolicy.
Substancje chemiczne wytwarzane przez komórkę tuczną nazywane są mediatorami. Dwoma popularnymi mediatorami są histamina i heparyna. Histamina, najważniejszy mediator chemiczny, powoduje, że ściany naczyń włosowatych stają się bardziej przepuszczalne lub przepuszczają substancje. Heparyna zapobiega krzepnięciu krwi, umożliwiając przepływ krwi do obszaru infekcji lub urazu. Komórki tuczne odgrywają ważną rolę w reakcjach alergicznych ze względu na ich zdolność do wytwarzania i uwalniania histaminy.
Podczas odpowiedzi immunologicznej komórka tuczna jest stymulowana przez specyficzny typ przeciwciała, zwany IgE lub immunoglobuliną E. Przeciwciała są pogrupowane w klasy na podstawie łańcucha chemicznego lub ogona do nich dołączonego. Istnieje pięć klas przeciwciał opartych na specyficznej sekwencji aminokwasowej łańcuchów A, D, E, G i M. Wszystkie przeciwciała nazywane są immunoglobulinami, więc są określane jako IgA, IgD itp.
Przeciwciała IgE przyczepiają się na zewnątrz komórek tucznych. Wszystkie przeciwciała są specyficzne dla poszczególnych antygenów. Obszar wiążący antygen przeciwciał pozostaje wolny, gdy wiążą się z komórką tuczną. Kiedy komórka tuczna z przyłączonym przeciwciałem napotka specyficzny antygen, komórka tuczna jest stymulowana do uwalniania histaminy.
Histamina jest uwalniana nie tylko z powodu kontaktu z substancją toksyczną, ale także, gdy komórki tuczne wykryją uraz. Powoduje rozszerzenie pobliskich naczyń krwionośnych, umożliwiając dotarcie większej ilości krwi do miejsca urazu lub infekcji. Osocze krwi jest bogate w przeciwciała i inne komórki układu odpornościowego. W ten sposób komórki tuczne działają jak system alarmowy dla komórek odpornościowych, przyciągając je do wymaganego obszaru infekcji lub urazu. Płyn, który wycieka do obszaru, powoduje obrzęk podczas infekcji.
Czasami organizm nadmiernie reaguje na obce substancje, które w rzeczywistości są nieszkodliwe. Większość reakcji alergicznych wynika z niekontrolowanego uwalniania histaminy, gdy układ odpornościowy działa nieprawidłowo. Objawy reakcji alergicznej są dobrze znane, ale ich przyczyna jest mniej jasna. Wiele objawów alergii można przypisać histaminie, więc jasne jest, że w grę wchodzą komórki tuczne. Leki przeciwhistaminowe blokują receptory histaminowe na tkankach, zmniejszając wpływ histaminy na te komórki i wynikające z tego objawy alergii.