MAKROFÁGY: VLASTNOSTI, FORMACE, TYPY, FUNKCE - BIOLOGIE

Tyto makrofágy jsou fagocytární buňky, které patří do vyhrazené jedné z mnoha typů buněk přítomných v pojivové tkáni. Existují jako mobilní a fixované buňky a jsou důležitými efektory v imunitním systému.

Patří do mononukleárního fagocytárního systému, který zahrnuje kromě makrofágů také monocyty, promonocyty a jejich prekurzorové buňky. Hlavní funkcí buněk patřících do tohoto systému je „čištění“ krve, lymfy a dalších tkání požitím nebo fagocytózou různých částic.

Makrofág fagocytující patogenní houbovou buňku (Zdroj: Carolina Coelho přes Wikimedia Commons)

Makrofágy jsou odvozeny z kostní dřeně, jsou distribuovány v celém těle a mají různé tvary a vlastnosti, které často závisí na tkáni, kde se nacházejí, na jejich stupni diferenciace a věku nebo době života organismu, kde jsou. studie.

Jsou jednou z nejplastickějších buněk hematopoetického systému, protože se nacházejí ve všech tkáních těla a mají různé funkce: podílejí se na vývojových procesech, na udržování homeostázy těla, na opravě tkání a na imunitním systému..

Jedna z jejích hlavních funkcí je úzce spojena s imunitní obranou těla, protože jeho fagocytární aktivita je regulována složkami komplementového systému a imunoglobuliny (obě složky imunitního systému).

Byly objeveny před více než stoletím, ale byly v metazoanské fylogenii definovány jako „předkové“ buňky. Během jeho objevu byla zdůrazněna nejen jeho fagocytární kapacita, ale také jeho schopnost rozlišovat mezi sebe a cizím, s níž se zrodil koncept vrozené imunity.

Objev

První fagocytární buňky byly popsány ze studie provedené s žabami v roce 1883 ruskou zoologkou Elie Metchnikoffovou, která nejen popsala jejich funkci v obraně proti cizím činitelům, ale také schopnost těchto buněk eliminovat umírající buňky nebo senescent v hostiteli a identifikovat vlastní od podivné.

Metchnikoff byl vedoucí výzkumník, uvedený jako otec moderní imunologie, který významně přispěl k rozvoji imunologie jako nová disciplína. Jejich nálezy také prokázaly homologický vztah mezi imunitním systémem bezobratlých a savců.

Se svým popisem fagocytů a fagocytárních procesů objevil tento vědec, který získal Nobelovu cenu před více než sto lety (v roce 1908), jeden z nejzajímavějších mechanismů vrozené imunity.

Jejich experimenty spočívaly v „napadání“ nebo „rušivých“ larvách druhu mořské hvězdy se páteřími, aby se stimulovaly jejich imunitní buňky a studovala jejich reakce na invazi těchto cizích látek. S tím pozoroval vzhled buněk se zvláštními vlastnostmi, které tyto struktury „snědly“.

On razil termín “fagocyty” (od Řeka “platba” - devour- a “cytos” - buňka) k buňkám, které on pozoroval, a k procesu, který vykonával “fagocytózu”, ale význam tohoto objevu stal se evidentní až do některých o několik let později, s objevy Paula Ehrlicha týkající se humorální imunity a protilátek.

vlastnosti

Buňky podobné makrofágům sdílejí mnoho charakteristik v různých mnohobuněčných organismech, kde je lze nalézt. Jsou přepravovány ze svých produkčních míst do různých částí těla různými způsoby v závislosti na existenci krevního systému či nikoli.

Mezi nejvýraznější charakteristiky makrofágů patří jejich fagocytární kapacita, mobilita mnoha z nich a jejich biosyntetická kapacita, která je doprovázena velkou rozmanitostí genových expresních vzorců.

Ve svém aktivním stavu se jedná o extrémně dynamické buňky s intenzivním membránovým přenosem. V nich se vyskytují různé procesy membránové fúze a štěpení spojené s endocytózou a fagocytózou.

Tyto specializované buňky mohou být klasifikovány jako „dlouho žijící“, protože zjevně žijí po dlouhou dobu v periferních tkáních těla. Kromě toho jsou neustále nahrazovány diferenciací jejich progenitorových buněk od kostní dřeně, která může opustit krevní oběh a vstoupit do různých pojivových tkání.

Protože se jedná o mobilní buňky, mají některé makrofágy záhyby ve své plazmatické membráně. Když jsou uspořádány tak, aby pohltily velké částice, mohou se spojit s jinými buňkami, aby vytvořily to, co někteří autoři označují jako „obří cizí tělesnou buňku“, obrovský vícejaderný makrofág.

Když jsou tyto buňky pozorovány v tkáních, jichž jsou součástí, jsou uspořádány v definovaných vzorcích, kde každá buňka zabírá své vlastní území, něco jako „tkáň v jiné tkáni“.

Výcvik

Mononukleární fagocytární systém je hematopoetická linie, která je odvozena z progenitorových buněk kostní dřeně. Kompromitovaní progenitory se diferencují na krevní monocyty, které putují proudem a vstupují do tkání, aby se staly rezidentními makrofágy.

Tvorba mononukleárního fagocytárního systému začíná u nejvíce „nezralých“ buněk, promonocytů, což jsou replikativní buňky, které dávají vznik monocytům. Posledně jmenované jsou ty, které opouštějí kostní dřeň a dostávají se do krevního řečiště, kde v následujících 8 hodinách rostou a diferencují se na zralé monocyty.

V místech, kde zralé monocyty nacházejí „příznivé“ podmínky pro fagocytózu, liší se v tzv. Rezidentních makrofágech, protože nejsou v oběhu volné. Je to tak, že jsou vybaveny veškerým vhodným zařízením pro trávení částic, které mají být fagocytovány.

Diferenciace zahrnuje různé změny: růst buněčného těla (nejméně pětinásobek velikosti původního monocytu), zvýšení počtu a složitosti vnitřních organel, získání fagocytární kapacity (akumulace hydrolytických enzymů) a sekrece rozpustných faktorů.

Tyto buňky jsou distribuovány ve všech oblastech těla. Některé mají zvláštní preference pro určité tkáně (fixní), zatímco jiné si zachovávají schopnost pohybu (amoeboid) a jsou zdarma nebo putují.

Histologie

Makrofágy mají velmi variabilní morfologii z velké části díky svému mobilnímu stavu, protože jsou schopny se pohybovat mezi různými tkáněmi a skrz ně. Jsou nepravidelně tvarované, zploštělé a často vykazují pohybové procesy podobné pseudopodii.

Buněčné tělo makrofágů může měřit až 30 μm v průměru; a ve své cytoplazmě je pozorováno jedno jádro nepravidelného tvaru, s jednou nebo dvěma významnými trhlinami, které mu dávají tvar ledvin a hustou oblast tvořenou heterochromatinem.

Mají různé vakuoly, které poskytují enzymy a dostatečný prostor pro pohlcení částic, jako jsou mikroorganismy nebo buněčné zbytky. Kromě toho mají různé lysozomy, „fagosomy“, multivesikulární těla a zbytková těla; to je důvod, proč se pod mikroskopem říká, že mají „granulární“ cytoplazmu.

Protože vyžadují syntézu velkého množství hydrolytických enzymů, aby mohly vykonávat svou funkci, tyto buňky představují vysoce vyvinuté endoplazmatické retikulum a také prominentní Golgiho komplex pro vykonávání funkcí vezikulárního transportu těchto enzymů.

Histiocyt (makrofág) pohlcující krvinky (hematofagocytóza) (Zdroj: Koenjo přes Wikimedia Commons)

Makrofágy mají kortikální uspořádání aktinových mikrovláken, která jsou charakteristická pro tyto typy buněk; Rovněž jsou pozorovány četné mikrotubuly a mezivlákna, která používají pro svůj amoeboidní pohyb a během fagocytárních procesů.

Protože se jedná o fagocytární buňky, lze je odlišit injekcí speciálních barviv (trypanová modř, lithium karmín nebo indický inkoust), protože tyto skvrny jsou fagocytární a jsou uloženy v cytoplazmě ve formě granulí.

Typy

V lidském těle se makrofágy rozlišují podle jejich umístění a funkce. Tímto způsobem střevní makrofágy, alveolární (v plicích), histiocyty (v pojivových tkáních), Kupfferovy buňky (v játrech), mesangiální buňky (v ledvinách), mikrogliální buňky (v mozek) a osteoklasty (v kosti).

Střevní makrofágy

Tato třída makrofágů představuje jednu z nejhojnějších populací makrofágů v těle a představuje první linii obrany (vrozený imunitní systém). Nacházejí se v subepiteliální lamina propria.

Mají na starosti regulaci zánětlivých reakcí proti bakteriím a proti různým antigenům, které mohou překonat epiteliální bariéru. Kromě toho chrání sliznici před nebezpečnými patogeny a „čistí“ systém odumřelých buněk a jiných cizích zbytků.

Střevní makrofágy mají speciální mechanismy, díky nimž jsou schopny rozlišovat mezi nepatogenními komenzálními mikroorganismy a nebezpečnými útočníky.

Alveolární makrofágy

Jsou to specializované makrofágy, které sídlí v plicních alveolách, kompartmenty s velkými výkyvy prostředí, které souvisejí hlavně s parciálním tlakem kyslíku. Kromě některých lymfocytů jsou jednou z mála buněčných populací nalezených v těchto prostorech.

Stejně jako ostatní makrofágy mají důležité funkce při „čištění“ apoptotických buněk a jiných buněčných zbytků. Také se podílejí na čištění znečišťujících částic, které vstupují přes dýchací cesty, a podílejí se také na různých imunologických procesech.

Histiocyty

Termín "histiocyt" se běžně používá pro označení všech buněk s makrofágovými vlastnostmi a původem nalezených ve pojivových tkáních.

To znamená, že se týká diferencovaných buněk, které pocházejí z linií monocytů / makrofágů, včetně sinusových makrofágů ve slezině, alveolárních makrofágů v plicích a Kupfferových buněk v játrech.

Podobně jako ostatní typy makrofágů chrání histiocyty tělo před napadením mikroorganismy a nežádoucími organickými nebo anorganickými částicemi a podílejí se také na prezentaci antigenů T lymfocytům jako iniciace imunitní odpovědi.

Kupfferovy buňky

Jsou to typ jaterních buněk, které jsou klasifikovány ve skupině rezidentních makrofágů a které souvisejí s buňkami sinusového obložení, což není nic jiného než vrstva buněk pokrývající sinusoidy, velké vaskulární prostory umístěné mezi plotnami. hepatocytů, které tvoří jaterní lobules.

Elektronový mikrograf těchto buněk odhalí několik cytoplazmatických projekcí, mnoho mitochondrií, redukované endoplazmatické retikulum, malý Golgiho komplex a mnoho lysozomů a endozomů.

Tyto buňky jsou považovány za „migrační odpadky“, protože nemají intercelulární spojení se svými sousedními buňkami.

Mesangiální buňky

Mesangiální buňky jsou buňky žijící v glomerulech ledvin, což jsou místa v tomto orgánu, kde se filtruje krev a syntetizuje se moč. Mezi jejich hlavní funkce patří regulace průtoku krve a fagocytózy a podílejí se na různých patologiích ledvin.

Mají vlastnosti modifikovaných buněk hladkého svalstva, protože mají vlastní kontraktilitu, a jsou schopné produkovat cytokiny a endocytizovat makromolekuly, jako jsou imunitní komplexy.

Mikrogliální buňky

Představují 20% buněk v centrálním nervovém systému a jsou morfologicky, imunofenotypicky a funkčně příbuzné buňkám linie monocytů / makrofágů.

Aktivují se v reakci na celou řadu podmínek nebo zranění v mozku a jsou odpovědné za obranu proti napadajícím mikroorganismům.

Osteoklasty

Osteoklasty jsou buňky patřící do kostní tkáně, které jsou zodpovědné za proces známý jako "kostní resorpce", který je nezbytný pro homeostázu této pojivové tkáně, během a po osteogenezi.

Její funkce souvisejí s jeho schopností „hydrolyzovat“ apoptotické nebo senescentní buňky, které vytvářejí kostní tkáň prostřednictvím sekrece lysozomálních enzymů a dalších iontů, které se účastní procesu.

Funkce

Makrofágy jsou vysoce plastické buňky, které se specializují mimo jiné na fagocytózu cizích látek a invazi mikroorganismů, poškozených, starých nebo stárnoucích buněk a buněčných zbytků. Bylo také prokázáno, že se účastní pinocytózy.

Některé typy makrofágů mají „specializované“ fagocytární funkce, jako je bakteriální fagocytóza, ke které dochází po rozpoznání speciálních zbytků uhlohydrátů na bakteriálních buněčných stěnách receptory na povrchu makrofága známého jako C3.

Kromě jejich funkcí "sentinelové" a "vyčištění" jsou rezidentní makrofágy schopné iniciovat akutní zánětlivé reakce a vaskulární změny prostřednictvím jejich spojení s mikrovasuklaturou.

Během těchto zánětlivých reakcí jsou makrofágy aktivovány faktory vylučovanými lymfocyty, což jim pomáhá zvyšovat jejich fagocytární kapacitu díky určité metamorfóze, díky níž získávají mikrovilli a lamellipodia (prodloužení membrány).

Některé typy makrofágových fagocytózových antigenů a prezentující je lymfocytům, jsou tedy přímo zapojeny do kaskád imunitních odpovědí. Kromě toho vylučují speciální faktory, které stimulují dělení T lymfocytů, diferenciaci B lymfocytů atd.

Alveolární makrofágy jsou nejlepším příkladem „nefagocytárních“ funkcí makrofágů, protože mohou endotovat saze, azbest, průmyslové plynné znečišťující látky, cigaretový kouř a dokonce i bavlněná vlákna.

Reference

Cline, M. (1994). Histiocyty a histiocytóza. Blood, 84 (4), 2840–2853.
Dudek, RW (1950). Histologie vysokého výnosu (2. vydání). Philadelphia, Pensylvánie: Lippincott Williams & Wilkins.
Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Textový atlas histologie (2. vydání). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editors.
Gehrmann, J., Matsumoto, Y., & Kreutzberg, GW (1995). Microglia: vnitřní imunitní efektorová buňka mozku. Brain Research Reviews, 20, 269–287.
Gordon, S. (2007). Makrofág: Minulost, současnost a budoucnost. European Journal of Immunology, 37, 9-17.
Hume, DA (2006). Mononukleární fagocytový systém. Current Opinion in Immunology, 18, 49–53.
Hussell, T. a Bell, TJ (2014). Alveolární makrofágy: plasticita v tkáňově specifickém kontextu. Nature Reviews Immunology, 1-13.
Johnson, K. (1991). Histologie a buněčná biologie (2. vydání). Baltimore, Maryland: Národní lékařská série pro nezávislé studium.
Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6. vydání). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Španělska.
Kuehnel, W. (2003). Barevný atlas cytologie, histologie a mikroskopické anatomie (4. vydání). New York: Thieme.
Liu, G., a Yang, H. (2013). Modulace aktivace a programování makrofágů v imunitě. Journal of Cellular Physiology, 502–512.
Masuya, M., Drake, CJ, Fleming, PA, Reilly, CM, Zeng, H., Hill, WD,… Ogawa, M. (2003). Hematopoetický původ glomerulárních mezangiálních buněk. Blood, 101 (6), 2215–2218.
Merien, F. (2016). Cesta s Elie Metchnikoff: Od vrozených buněčných mechanismů infekčních nemocí po kvantovou biologii. Hranice ve veřejném zdraví, 4 (125), 1-5.
Smith, PD, Smythies, LE, Shen, R., Gliozzi, M. a Wahl, SM (2011). Střevní makrofágy a reakce na mikrobiální zásahy. Mucosal Immunology, 4 (1), 32–42.
van Furth, R., Cohn, Z., Hirsch, J., Humphrey, J., Spector, W., a Langevoort, H. (1972). Mononukleární fagocytární systém: nová klasifikace makrofágů, monocytů a jejich prekurzorových buněk. Memoranda, 845–852.
VIB Life Sciences Research Institute. (2016). Citováno z www.vib.cz
Wynn, TA, Chawla, A. a Pollard, JW (2013). Biologie makrofágů ve vývoji, homeostáze a nemoci. Nature, 496, 445-455.

MAKROFÁGY: VLASTNOSTI, FORMACE, TYPY, FUNKCE - BIOLOGIE - 2025