Au microscope, les mastocytes ont une forme ovoïde et possèdent un petit noyau sphérique qui est pratiquement submergé par les granules cytoplasmiques qui l'entourent. Les granules se colorent fortement avec des colorants basiques.
L'étude ultrastructurale révèle peu de machinerie synthétique dans le cytoplasme, par exemple peu de mitochondries. Les granules sont semi-cristallins et limités à la membrane. Ils contiennent une série de substances actives qui sont libérées lors de la dégranulation.
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