MAKROFAGER: EGENSKABER, DANNELSE, TYPER, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De makrofager er fagocytiske celler, der hører til dedikeret en af mange typer af celler til stede i bindevævet. De findes som mobile og faste celler og er vigtige effekter i immunsystemet.

De hører til det mononukleære fagocytiske system, der ud over makrofager også inkluderer monocytter, promonocytter og deres forløberceller. Hovedfunktionen for cellerne, der hører til dette system, er at "rense" blodet, lymfet og andet væv ved indtagelse eller fagocytose af forskellige partikler.

Makrofag-fagocytisering af en patogen svampecelle (Kilde: Carolina Coelho via Wikimedia Commons)

Makrofager stammer fra knoglemarven, distribueres over hele kroppen og har forskellige former og egenskaber, som ofte afhænger af det væv, hvor de findes, deres grad af differentiering og alder eller levetid for den organisme, hvor de er undersøgelse.

De er en af ​​de mest plastiske celler i det hæmatopoietiske system, da de findes i alle væv i kroppen og har forskellige funktioner: de deltager i udviklingsprocesser, i vedligeholdelse af kropshomeostase, i vævsreparation og i immunsystemet.

En af dens vigtigste funktioner er tæt forbundet med kroppens immunforsvar, da dens fagocytiske aktivitet er reguleret af komponenter i komplementsystemet og immunoglobuliner (begge komponenter i immunresponssystemet).

De blev opdaget for mere end et århundrede siden, men er blevet defineret som "forfædres" celler i den metazoanske fylogeni. Under dens opdagelse blev ikke kun dens fagocytiske kapacitet fremhævet, men også dens evne til at skelne mellem selv og fremmed, som begrebet medfødt immunitet blev født med.

Opdagelse

De første fagocytiske celler blev beskrevet fra en undersøgelse udført med frøer i 1883 af den russiske zoolog Elie Metchnikoff, som ikke kun beskrev deres funktion til forsvar mod fremmede midler, men også disse cellers evne til at eliminere døende celler eller senescent i værten og identificere den egen fra det underlige.

Metchnikoff var en førende forsker, der blev opført som far til moderne immunologi, og som gav vigtige bidrag til udviklingen af ​​immunologi som en ny disciplin. Deres fund etablerede også et homologisk forhold mellem det hvirvelløse immunsystem og pattedyrs.

Med sin beskrivelse af fagocytter og fagocytiske processer opdagede denne forsker, der blev tildelt en Nobelpris for mere end hundrede år siden (i 1908), en af ​​de mest spændende mekanismer for medfødt immunitet.

Deres eksperimenter bestod af "udfordrende" eller "forstyrrende" larver af en art af havstjerner med rygsøjler for at stimulere deres immunceller og studere deres reaktion på invasionen af ​​disse fremmede agenser. Med dette observerede han udseendet af celler med specielle egenskaber, der "spiste" disse strukturer.

Han myntede udtrykket "fagocytter" (fra den græske "betaling" - fortære og "cytos" - celle-) til de celler, som han observerede, og til processen, der udførte "fagocytose", men relevansen af ​​denne opdagelse blev først tydelig år senere, med opdagelserne af Paul Ehrlich relateret til humoral immunitet og antistoffer.

egenskaber

Makrofaglignende celler deler mange karakteristika i de forskellige multicellulære organismer, hvor de kan findes. De transporteres fra deres produktionssteder til forskellige dele af kroppen, på forskellige måder afhængigt af eksistensen af ​​et blodsystem eller ej.

De mest karakteristiske træk ved makrofager inkluderer deres fagocytiske kapacitet, mobiliteten af ​​mange af dem og deres biosyntetiske kapacitet, som er ledsaget af en stor mangfoldighed af genekspressionsmønstre.

I deres aktive tilstand er de ekstremt dynamiske celler med intens membrantrafik. Forskellige processer med membranfusion og fission forekommer i dem, der er forbundet med endocytose og fagocytose.

Disse specialiserede celler kan klassificeres som "lang levetid", da de tilsyneladende lever i lange perioder i kroppens perifere væv. Derudover erstattes de kontinuerligt med differentiering af deres forfaderceller fra knoglemarven, som kan forlade cirkulationen og komme ind i de forskellige bindevæv.

Da de er mobile celler, har nogle makrofager fold i deres plasmamembran. Når de er arrangeret til at indhylle store partikler, kan de smelte sammen med andre celler for at danne det, som nogle forfattere omtaler som en "kæmpe fremmedlegemscelle", en gigantisk multinucleated makrofag.

Når de observeres i vævene, som de er en del af, er disse celler organiseret i definerede mønstre, hvor hver celle optager sit eget territorium, noget som et "væv i et andet væv".

Uddannelse

Det mononukleære fagocytiske system er en hæmatopoietisk afstamning, der er afledt af stamceller i knoglemarven. Kompromitterede forfædre differentierer sig for at danne blodmonocytter, der bevæger sig gennem strømmen og kommer ind i væv for at blive bosiddende makrofager.

Dannelsen af ​​det mononukleære fagocytiske system begynder med de mest "umodne" celler, promonocytterne, som er de replikerende celler, der giver anledning til monocytter. Sidstnævnte er dem, der forlader knoglemarven og når blodbanen, hvor de inden for de næste 8 timer vokser og differentieres til modne monocytter.

På steder, hvor modne monocytter finder “gunstige” betingelser for fagocytose, adskiller de sig i, hvad der kaldes residente makrofager, da de ikke er fri i omløb. Det er så, at de er udstyret med alle de passende apparater til fordøjelsen af ​​partiklerne, der skal fagagyseres.

Differentiering involverer forskellige ændringer: vækst af cellelegemet (mindst 5 gange størrelsen af ​​den originale monocyt), stigning i antallet og kompleksiteten af ​​interne organeller, erhvervelse af fagocytisk kapacitet (akkumulering af hydrolytiske enzymer) og sekretion af opløselige faktorer.

Disse celler distribueres i alle regioner i kroppen. Nogle har særlige præferencer for visse væv (faste), mens andre bevarer deres evne til at bevæge sig (amøben) og er fri eller vandrende.

Histologi

Makrofager har en meget variabel morfologi, hovedsageligt på grund af deres mobile tilstand, da de er i stand til at bevæge sig mellem og gennem forskellige væv. De er uregelmæssigt formede, udfladede og viser ofte pseudopodia-lignende processer til bevægelse.

Makrofagernes cellelegeme kan måle op til 30μm i diameter; og i dens cytoplasma observeres en enkelt kerne med uregelmæssig form med en eller to fremtrædende sprækker, der giver den form af en nyre og et tæt område dannet af heterochromatin.

De har forskellige vakuoler, der tilvejebringer enzymer og tilstrækkelige rum til at opsuge partikler, såsom mikroorganismer eller celleaffald. Derudover har de en række lysosomer, "fagosomer", multivesikulære legemer og restlegemer; det er grunden til, at under mikroskoplys siges de at have en "granulær" cytoplasma.

Da de kræver syntese af en stor mængde hydrolytiske enzymer for at udøve deres funktion, præsenterer disse celler et højt udviklet endoplasmatisk retikulum, samt et fremtrædende Golgi-kompleks til at udøve funktionerne af vesikulær transport af disse enzymer.

En histiocyt (makrofag), der opsperrer blodlegemer (hæmatofagocytose) (Kilde: Koenjo via Wikimedia Commons)

Makrofager har kortikale arrangementer af actinmikrofilamenter, der er karakteristiske for disse celletyper; Talrige mikrotubuli og mellemliggende filamenter observeres også, som de bruger til deres amoeboidbevægelse og under fagocytiske processer.

Da de er fagocytiske celler, kan de skelnes ved at injicere specielle farvestoffer (trypanblå, lithiumkarmin eller Indien-blæk), da disse pletter er fagocytiske og opbevares i cytoplasmaet i form af granuler.

typer

I det menneskelige legeme skelnes makrofager ud fra deres placering og deres funktion. På denne måde tarmens makrofager, alveolære (i lungerne), histiocytter (i bindevævet), Kupffer-celler (i leveren), mesangiale celler (i nyrerne), mikrogialceller (i hjernen) og osteoklaster (i knoglen).

Intestinale makrofager

Denne klasse af makrofager repræsenterer en af ​​de mest rigelige makrofagpopulationer i kroppen og repræsenterer den første forsvarslinie (medfødt immunsystem). De findes i subepithelialamina propria.

De har ansvaret for at regulere de inflammatoriske reaktioner mod bakterier og mod de forskellige antigener, der kan overvinde epitelbarrieren. Derudover beskytter de slimhinderne mod farlige patogener og "renser" systemet med døde celler og andet fremmed snavs.

Tarmmakrofager har specielle mekanismer, der gør dem i stand til at skelne mellem ikke-patogene commensal mikroorganismer og farlige indtrængende.

Alveolære makrofager

De er specialiserede makrofager, der bor i lunge-alveolerne, rum med store miljøsvingninger, hovedsageligt relateret til det partielle ilttryk. De er en af ​​de få cellepopulationer, der findes i disse rum, ud over nogle lymfocytter.

Som andre makrofager har de vigtige funktioner i "rengøring" af apoptotiske celler og andet cellulært affald. De er også involveret i oprensningen af ​​forurenende partikler, der kommer ind gennem luftvejene, og deltager også i forskellige immunologiske processer.

histiocyter

Udtrykket "histiocyte" bruges almindeligvis til at henvise til alle celler med makrofaglignende egenskaber og aner, som findes i bindevæv.

Det vil sige, det henviser til differentierede celler, der kommer fra monocyt- / makrofaglinierne, inklusive sinusformede makrofager i milten, alveolære makrofager i lungerne og Kupffer-celler i leveren.

Som de andre typer makrofager forsvarer histiocytter kroppen mod at invadere mikroorganismer og uønskede organiske eller uorganiske partikler, og de deltager også i præsentationen af ​​antigener til T-lymfocytter som initiering af immunresponsen.

Kupffer celler

De er en type levercelle, der er klassificeret i gruppen af ​​bosiddende makrofager, og som er relateret til cellerne i sinusforingen, som ikke er andet end et lag af celler, der dækker sinusoiderne, store vaskulære rum placeret mellem pladerne. af hepatocytter, der udgør leverlobulerne.

En elektronmikrograf af disse celler vil afsløre flere cytoplasmatiske fremskrivninger, mange mitokondrier, et reduceret endoplasmatisk retikulum, et lille Golgi-kompleks og mange lysosomer og endosomer.

Disse betragtes som "migrerende skrald" -celler, da de ikke har intercellulære forbindelser med deres naboceller.

Mesangiale celler

Mesangialceller er celler, der er bosiddende i glomeruli i nyren, som er stederne i dette organ, hvor blod filtreres og urin syntetiseres. Deres vigtigste funktioner inkluderer regulering af blodgennemstrømning og fagocytose, og de er involveret i forskellige nyrepatologier.

De har karakteristika for modificerede glatte muskelceller, da de har iboende kontraktilitet, og er i stand til at producere cytokiner og endocytisere makromolekyler, såsom immunkomplekser.

Mikrogliale celler

De repræsenterer 20% af cellerne i det centrale nervesystem og er morfologisk, immunofenotypisk og funktionelt relaterede til celler fra monocyt / makrofaglinjen.

De aktiveres som reaktion på en lang række tilstande eller skader i hjernen og er ansvarlige for at forsvare sig mod invaderende mikroorganismer.

osteoklaster

Osteoklaster er celler, der hører til knoglevæv, der er ansvarlige for en proces, der er kendt som "knogleresorption", som er essentiel for homeostasen af ​​dette bindevæv under og efter osteogenese.

Dets funktioner er relateret til dets evne til at "hydrolysere" apoptotiske celler eller senescent celler, der udgør knoglevæv gennem sekretionen af ​​lysosomale enzymer og andre ioner, der deltager i processen.

Funktioner

Makrofager er meget plastiske celler, der er specialiserede i fagocytose af fremmede stoffer og invaderende mikroorganismer, beskadigede, gamle eller senescent celler og cellulært affald, blandt andre. De har også vist sig at være involveret i pinocytose.

Visse typer makrofager har "specialiserede" fagocytiske funktioner, såsom bakteriel fagocytose, der forekommer efter genkendelsen af ​​specielle kulhydratrester på bakteriecellevægge af receptorer på overfladen af ​​makrofagen kendt som C3.

Ud over deres "sentinel" og "oprydning" -funktioner er bosatte makrofager i stand til at indlede akutte inflammatoriske reaktioner og vaskulære ændringer gennem deres tilknytning til mikrovasculaturen.

Under disse inflammatoriske reaktioner aktiveres makrofager af faktorer, der udskilles af lymfocytter, hvilket hjælper dem med at øge deres fagocytiske kapacitet takket være en slags metamorfose, gennem hvilken de får mikrovilli og lamellipodia (membranforlængelser).

Nogle typer makrofager fagocytoseantigener og præsenterer dem for lymfocytter, således at de er direkte involveret i kaskaderne af immunresponser. Derudover udskiller de særlige faktorer, der stimulerer opdelingen af ​​T-lymfocytter, differentieringen af ​​B-lymfocytter osv.

Alveolære makrofager er det bedste eksempel på de "ikke-fagocytiske" funktioner af makrofager, da de kan endocytter sot, asbest, industrielle luftforurenende stoffer, cigaretrøg og endda bomuldsfibre.

Referencer

1. Cline, M. (1994). Histiocytter og Histiocytosis. Blod, 84 (4), 2840–2853.
2. Dudek, RW (1950). High-Yield Histology (2. udgave). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
3. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Tekst Atlas of Histology (2. udgave). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
4. Gehrmann, J., Matsumoto, Y., & Kreutzberg, GW (1995). Microglia: iboende immuneffektorcelle i hjernen. Brain Research Reviews, 20, 269–287.
5. Gordon, S. (2007). Makrofagen: Fortid, nutid og fremtid. European Journal of Immunology, 37, 9-17.
6. Hume, DA (2006). Det mononukleære fagocyt-system. Aktuel udtalelse i immunologi, 18, 49–53.
7. Hussell, T., & Bell, TJ (2014). Alveolære makrofager: plasticitet i en vævsspecifik sammenhæng. Naturanmeldelser Immunology, 1–13.
8. Johnson, K. (1991). Histologi og cellebiologi (2. udgave). Baltimore, Maryland: National medicinsk serie til uafhængig undersøgelse.
9. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6. udg.). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana fra Spanien.
10. Kuehnel, W. (2003). Color Atlas of Cytology, Histology and Microscopic Anatomy (4. udgave). New York: Thieme.
11. Liu, G., & Yang, H. (2013). Modulering af makrofagaktivering og programmering i immunitet. Journal of Cellular Physiology, 502–512.
12. Masuya, M., Drake, CJ, Fleming, PA, Reilly, CM, Zeng, H., Hill, WD,… Ogawa, M. (2003). Hematopoietisk oprindelse af glomerulære mesangiale celler. Blood, 101 (6), 2215–2218.
13. Merien, F. (2016). En rejse med Elie Metchnikoff: Fra medfødte cellemekanismer i infektionssygdomme til kvantebiologi. Frontiers in Public Health, 4 (125), 1–5.
14. Smith, PD, Smythies, LE, Shen, R., Gliozzi, M., & Wahl, SM (2011). Intestinale makrofager og respons på mikrobiel indgreb. Mucosal Immunology, 4 (1), 32–42.
15. van Furth, R., Cohn, Z., Hirsch, J., Humphrey, J., Spector, W., & Langevoort, H. (1972). Det mononukleære fagocyt-system: en ny klassificering af makrofager, monocytter og deres forløberceller. Memoranda, 845–852.
16. VIB Life Sciences Research Institute. (2016). Hentet fra www.vib.be/da/nyheder/Sider/Macrophages-One-Of-The-Oldest-Immune-Cells-Reveals-Its-Hidden-Beauty-After-A-Century.aspx
17. Wynn, TA, Chawla, A., & Pollard, JW (2013). Makrofagbiologi i udvikling, homeostase og sygdom. Natur, 496, 445-455.