Makrofagi – co to, funkcje w organizmie, aktywacja makrofagów

Makrofagi to komórki uczestniczące w mechanizmach obronnych organizmu. Stanowią element układu odpornościowego, tworząc pule tzw. komórek żernych. Nie tylko pomagają w walce z infekcjami, ale biorą także udział w procesie regeneracji tkanek. Makrofagi tworzą skupiska w rozmaitych tkankach, a dzięki zdolności migracji mogą docierać do miejsca infekcji czy stanu zapalnego.

Co to są makrofagi?

Makrofagi to komórki żerne, uczestniczące w mechanizmach obronnych organizmu. Pojawiają się w miejscu infekcji, gdzie odpowiadają za fagocytozę, czyli pochłanianie i trawienie drobnoustrojów. Makrofagi umożliwiają ponadto fagocytozę komórek uszkodzonych czy nowotworowych. Dzięki tak wszechstronnemu działaniu mogą ograniczać infekcje, modulować przebieg stanu zapalnego, a także uczestniczyć w procesie regeneracji tkanek. Makrofagi powstają z monocytów – komórek krwi, które po przejściu z krwiobiegu do tkanek przekształcają się w komórki żerne.

Jak powstają makrofagi?

Makrofagi wywodzą się z monocytów, stanowiących jedną z frakcji komórek krwi. W szpiku kostnym obecne są komórki macierzyste hemopoezy, które przekształcają się do macierzystych komórek szpikowych CFU-S. W kolejnym etapie powstają jednostki tworzące kolonie dla granulocytów, z których wykształcają się monoblasty, a następnie promonocyty. Ostatecznie dochodzi do ich przekształcenia do monocytów, które przedostają się do krwi i spędzają w krwiobiegu dwa-trzy dni. Po upływie tego czasu przechodzą ze światła naczyń krwionośnych do tkanek i następuje transformacja monocytów do makrofagów. Czas przeżycia makrofagów to od kilku godzin do nawet kilku lat – wszystko zależy od przebiegu odpowiedzi immunologicznej, w której te komórki biorą udział.

Budowa i formy morfologiczne makrofagów

Wśród makrofagów wyróżnić można dwie frakcje – są to makrofagi wędrujące wraz z krwią oraz makrofagi osiadłe w tkankach. Różnią się one budową. Makrofagi spoczynkowe znajdują się w tkankach, a zwłaszcza w tych narządach, w których ryzyko kontaktu z drobnoustrojami chorobotwórczymi jest szczególnie wysokie. Takie komórki wykazują niewielką ruchliwość, mają okrągłe lub owalne jądro, a także długie wypustki cytoplazmatyczne.

Uwzględniając lokalizację makrofagów tkankowych, można wyróżnić następujące typy komórek:

• komórki Browicza-Kupffera w wątrobie,
• histiocyty tkanki łącznej,
• osteoklasty w tkance kostnej,
• makrofagi pęcherzykowe w płucach,
• makrofagi sercowe,
• makrofagi jam surowiczych,
• makrofagi ośrodkowego układu nerwowego (komórki mikrogleju),
• makrofagi błon maziowych (synowiocyty).

Makrofagi wędrujące z krwią są większe niż komórki osiadłe, mają większą ruchliwość i zdolność do zmiany kształtu.

Jak dochodzi do aktywacji makrofagów?

Aktywacja makrofagów jest niezbędna do tego, aby komórki te mogły pełnić funkcje żerne. Czynniki inicjujące aktywację makrofagów to bakterie lub cytokiny. Wiele bakterii chorobotwórczych wydziela toksyny, które mogą wchodzić w interakcje z receptorami na powierzchni makrofagów. Z kolei cytokiny to związki syntetyzowane przez limfocyty T i komórki tuczne. Po kontakcie z tymi czynnikami aktywującymi, w makrofagach dochodzi do szeregu zmian mających na celu pobudzenie ich aktywności fagocytarnej. Zwiększeniu ulega aktywność enzymów wewnątrz komórek makrofagów, ponadto zaobserwować można zmiany w budowie makrofagów. jedną z najistotniejszych zmian jest wzrost zawartości enzymów w lizosomach, dzięki czemu możliwe będzie trawienie wchłoniętych bakterii czy uszkodzonych komórek. Łatwiejsze jest także wydzielanie cytokin prozapalnych oraz prezentowanie na powierzchni antygenów pochłoniętych drobnoustrojów.

Funkcje makrofagów w organizmie

Makrofagi są komórkami uczestniczącymi w odpowiedzi obronnej organizmu. Ich rolą jest inicjowanie reakcji mających na celu unieczynnienie bakterii, wirusów, pasożytów czy grzybów. Po kontakcie z drobnoustrojami chorobotwórczymi lub uszkodzonymi komórkami, makrofagi dokonują procesu fagocytozy, czyli wchłonięcia do wnętrza komórki. Sfagocytowane elementy mogą być całkowicie strawione wewnątrz makrofagów, przy udziale enzymów lizosomalnych. Możliwa jest także częściowe strawienie, a następnie zaprezentowanie antygenów bakteryjnych limfocytom T. Wówczas limfocyty te uczestniczą w odpowiedzi komórkowej, niszcząc drobnoustroje.

Makrofagi mogą modulować przebieg stanu zapalnego. Jest to możliwe dzięki wpływaniu na takie elementy odpowiedzi zapalnej jak:

• aktywność limfocytów,
• prostaglandyny,
• czynniki dopełniacza,
• interferony,
• cytokiny,
• chemokiny,
• enzymy.

Makrofagi odpowiadają za rozkład erytrocytów zachodzący w śledzionie, uczestniczą w procesie apoptozy, czyli zaprogramowanej śmierci uszkodzonych komórek. Ponadto odgrywają istotna rolę w procesach gojenia się tkanek, w tym – w regeneracji mięśnia sercowego po zawale.

Bibliografia:

1. Kopeć – Szlęzak J., Makrofagi i ich rola w układzie krwiotwórczym, Jurnal of Transfusion Medicine, 2014/ 7,84 – 92.
2. Nazimek K., Bryniarski K., Aktywność biologiczna makrofagów w zdrowiu i chorobie; Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej,  2012/66, 507 – 520.