MAKROFAGER: EGENSKAPER, BILDNING, TYPER, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De makrofager är fagocytiska celler som hör till dedikerad en av många typer av celler närvarande i den bindväv. De finns som mobila och fasta celler och är viktiga effekter i immunsystemet.

De tillhör det mononukleära fagocytiska systemet, som förutom makrofager inkluderar monocyter, promonocyter och deras föregångare. Huvudfunktionen för cellerna som tillhör detta system är att "rengöra" blodet, lymfen och andra vävnader genom intag eller fagocytos av olika partiklar.

Makrofag-fagocytisering av en patogen svampcell (Källa: Carolina Coelho via Wikimedia Commons)

Makrofager härrör från benmärgen, distribueras över kroppen och har olika former och egenskaper, som ofta beror på vävnaden där de finns, deras grad av differentiering och ålder eller livstid för organismen där de befinner sig studie.

De är en av de mest plastiska cellerna i det hematopoietiska systemet, eftersom de finns i alla vävnader i kroppen och har olika funktioner: de deltar i utvecklingsprocesser, i upprätthållandet av kroppshomeostas, i vävnadsreparation och i immunsystemet .

En av dess huvudfunktioner är nära förknippad med kroppens immunförsvar, eftersom dess fagocytiska aktivitet regleras av komponenter i komplementsystemet och immunoglobuliner (båda komponenterna i immunresponssystemet).

De upptäcktes för mer än ett sekel sedan, men har definierats som "förfäder" celler i metazoan fylogeni. Under upptäckten framhölls inte bara dess fagocytiska förmåga, utan också dess förmåga att skilja mellan själv och främmande, med vilket begreppet medfödd immunitet föddes.

Upptäckt

De första fagocytiska cellerna beskrevs från en studie som utfördes med grodor 1883 av den ryska zoologen Elie Metchnikoff, som inte bara beskrev sin funktion i försvar mot främmande medel, utan också dessa cellers förmåga att eliminera döende celler eller senescent i värden och identifiera den egna från det konstiga.

Metchnikoff var en ledande forskare, listad som far till modern immunologi, som gav viktiga bidrag till utvecklingen av immunologi som en ny disciplin. Deras fynd etablerade också ett homologiskt samband mellan det ryggradslösa immunsystemet och däggdjurens.

Med sin beskrivning av fagocyter och fagocytiska processer upptäckte denna forskare, som tilldelades ett Nobelpris för mer än hundra år sedan (1908), en av de mest spännande mekanismerna för medfödd immunitet.

Deras experiment bestod av "utmanande" eller "störande" larver av en art av havsstjärnor med ryggar för att stimulera deras immunceller och studera deras reaktion på invasionen av dessa främmande medel. Med detta observerade han utseendet på celler med speciella egenskaper som "åt" dessa strukturer.

Han myntade termen "fagocyter" (från den grekiska "betalningen" - sluka och "cytos" - cell-) till cellerna som han observerade och processen som genomförde "fagocytos", men relevansen av denna upptäckt blev inte uppenbar förrän år senare, med upptäckterna av Paul Ehrlich relaterade till humoral immunitet och antikroppar.

egenskaper

Makrofagliknande celler delar många egenskaper i de olika flercelliga organismerna där de kan hittas. De transporteras från sina produktionsplatser till olika delar av kroppen, på olika sätt beroende på förekomsten av ett blodsystem eller inte.

De mest distinkta egenskaperna hos makrofager inkluderar deras fagocytiska kapacitet, rörligheten för många av dem och deras biosyntetiska kapacitet, vilket åtföljs av en stor mångfald av genuttrycksmönster.

I sitt aktiva tillstånd är de extremt dynamiska celler med intensiv membrantrafik. Olika processer av membranfusion och fission uppträder i dem, förknippade med endocytos och fagocytos.

Dessa specialiserade celler kan klassificeras som "långlivade" eftersom de uppenbarligen lever under långa perioder i kroppens perifera vävnader. Dessutom ersätts de kontinuerligt av differentieringen av sina stamceller från benmärgen, vilket kan lämna cirkulationen och komma in i olika bindvävnader.

Eftersom de är mobila celler har vissa makrofager veck i plasmamembranet. När de är arrangerade för att riva upp stora partiklar, kan de smälta samman med andra celler för att bilda det som vissa författare hänvisar till som en "gigantisk främmande kroppscell", en jätte multinucleated makrofag.

När de observeras i vävnaderna som de ingår i, organiseras dessa celler i definierade mönster, där varje cell upptar sitt eget territorium, något som en "vävnad i en annan vävnad".

Träning

Det mononukleära fagocytiska systemet är en hematopoietisk avstamning som härstammar från stamceller i benmärgen. Kompromissade avkommare differentierar sig för att bilda blodmonocyter, som reser genom strömmen och kommer in i vävnader för att bli bosatta makrofager.

Bildningen av det mononukleära fagocytiska systemet börjar med de mest "omogna" cellerna, promonocyterna, som är de replikerande celler som ger upphov till monocyter. De senare är de som lämnar benmärgen och når blodomloppet, där de under de kommande 8 timmarna växer och differentierar till mogna monocyter.

På platser där mogna monocyter hittar "gynnsamma" förhållanden för fagocytos skiljer de sig åt vad som kallas bosatta makrofager, eftersom de inte är fria i cirkulation. Det är då de är utrustade med alla lämpliga apparater för spjälkning av partiklarna som ska fagocyteras.

Differentiering involverar olika förändringar: tillväxt av cellkroppen (minst 5 gånger storleken på den ursprungliga monocyten), ökning av antalet och komplexiteten hos inre organeller, förvärv av fagocytisk kapacitet (ansamling av hydrolytiska enzymer) och utsöndring av lösliga faktorer.

Dessa celler distribueras i alla delar av kroppen. Vissa har speciella preferenser för vissa vävnader (fast), medan andra behåller sin förmåga att röra sig (amoeboid) och är fria eller vandra.

Histologi

Makrofager har en mycket varierande morfologi, till stor del beroende på deras mobila tillstånd, eftersom de kan röra sig mellan och genom olika vävnader. De är oregelbundet formade, plattade och visar ofta pseudopodia-liknande processer för rörelse.

Makrofagernas cellkropp kan mäta upp till 30μm i diameter; och i dess cytoplasma observeras en enda kärna med oregelbunden form, med en eller två framträdande sprickor som ger den formen av en njure och en tät region bildad av heterokromatin.

De har olika vakuoler som tillhandahåller enzymer och tillräckliga utrymmen för att riva upp partiklar såsom mikroorganismer eller cellskräp. Dessutom har de en mängd lysosomer, "fagosomer", multivikulära kroppar och restkroppar; därför sägs de under mikroskopljuset ha en "granulär" cytoplasma.

Eftersom de kräver syntes av en stor mängd hydrolytiska enzymer för att utöva sin funktion, presenterar dessa celler ett mycket utvecklat endoplasmatisk retikulum, liksom ett framträdande Golgi-komplex för att utöva funktionerna av vesikulär transport av dessa enzymer.

En histiocyt (makrofag) som sluter blodceller (hematofagocytos) (Källa: Koenjo via Wikimedia Commons)

Makrofager har kortikala arrangemang av aktinmikrofilamenter som är karakteristiska för dessa celltyper; Många mikrotubuli och mellanliggande filament observeras också, som de använder för sin amoeboidrörelse och under fagocytiska processer.

Eftersom det är fagocytiska celler kan de särskiljas genom att injicera speciella färgämnen (trypanblått, litiumkarmin eller Indien-bläck), eftersom dessa fläckar är fagocytiska och lagras i cytoplasma i form av granulat.

typer

I människokroppen skiljer sig makrofager utifrån deras plats och deras funktion. På detta sätt är tarmens makrofager, alveolära (i lungorna), histiocyter (i bindvävnader), Kupffer-celler (i levern), mesangialceller (i njurarna), mikrogialceller (i hjärnan) och osteoklaster (i benet).

Intestinala makrofager

Denna klass av makrofager representerar en av de mest omfattande makrofagpopulationerna i kroppen och representerar den första försvarslinjen (medfött immunsystem). De finns i subepitel-lamina propria.

De ansvarar för att reglera de inflammatoriska responserna mot bakterier och mot de olika antigenen som kan övervinna epitelbarriären. Dessutom skyddar de slemhinnan mot farliga patogener och "rena" systemet med döda celler och annat främmande skräp.

Makrofager i tarmen har speciella mekanismer som gör dem kapabla att skilja mellan icke-patogena kommensala mikroorganismer och farliga inkräktare.

Alveolära makrofager

De är specialiserade makrofager som finns i lungalveoler, fack med stora miljöförändringar, främst relaterade till syrepartiets tryck. De är en av få cellpopulationer som finns i dessa utrymmen, förutom vissa lymfocyter.

Liksom andra makrofager har de viktiga funktioner i "rengöring" av apoptotiska celler och andra cellulära skräp. De är också involverade i rening av förorenande partiklar som kommer in i luftvägarna och deltar också i olika immunologiska processer.

histiocyter

Termen "histiocyt" används vanligen för att hänvisa till alla celler med makrofagliknande egenskaper och förfäder som finns i bindväv.

Det vill säga hänvisar till differentierade celler som kommer från monocyt- / makrofaglinjerna, inklusive sinusformade makrofager i mjälten, alveolära makrofager i lungorna och Kupffer-celler i levern.

Liksom de andra typerna av makrofager försvarar histiocyter kroppen från att invadera mikroorganismer och oönskade organiska eller oorganiska partiklar, och de deltar också i presentationen av antigener för T-lymfocyter som initiering av immunsvaret.

Kupffer-celler

De är en typ av leverceller som klassificeras i gruppen av bosatta makrofager, och som är relaterade till cellerna i sinusfodret, vilket är inget annat än ett lager av celler som täcker sinusoiderna, stora kärlrum mellan plattorna. av hepatocyter som utgör leverloberna.

Ett elektronmikrografi av dessa celler avslöjar flera cytoplasmiska prognoser, många mitokondrier, ett reducerat endoplasmiskt retikulum, ett litet Golgi-komplex och många lysosomer och endosomer.

Dessa anses vara "migrerande sopor" -celler, eftersom de inte har intercellulära förbindelser med sina angränsande celler.

Mesangialceller

Mesangialceller är celler som är bosatta i glomeruli i njurarna, som är platserna i detta organ där blod filtreras och urin syntetiseras. Deras huvudfunktioner inkluderar reglering av blodflöde och fagocytos, och de är involverade i olika njurpatologier.

De har egenskaper hos modifierade glatta muskelceller, eftersom de har inneboende kontraktilitet, och kan producera cytokiner och endocytisera makromolekyler såsom immunkomplex.

Mikroglialceller

De representerar 20% av cellerna i det centrala nervsystemet och är morfologiskt, immunofenotypiskt och funktionellt relaterade till celler i monocyt- / makrofaglinjen.

De aktiveras som svar på en mängd olika tillstånd eller skador i hjärnan och ansvarar för att försvara sig mot invaderande mikroorganismer.

osteoklaster

Osteoklaster är celler som tillhör benvävnad som är ansvariga för en process som kallas "benresorption", vilket är väsentligt för homeostas av denna bindväv, under och efter osteogenes.

Dess funktioner är relaterade till dess förmåga att "hydrolysera" apoptotiska celler eller senescenta celler som utgör benvävnad genom utsöndring av lysosomala enzymer och andra joner som deltar i processen.

Funktioner

Makrofager är mycket plastiska celler som är specialiserade på fagocytos av främmande ämnen och invaderande mikroorganismer, skadade, gamla eller senescenta celler, och cellulära skräp, bland andra. De har också visat sig vara involverade i pinocytos.

Vissa typer av makrofager har "specialiserade" fagocytiska funktioner, såsom bakteriell fagocytos som inträffar efter igenkänningen av speciella kolhydratrester i bakteriecellväggar av receptorer på makrofagytan känd som C3.

Förutom deras "sentinel" och "sanering" -funktioner kan bosatta makrofager initiera akuta inflammatoriska svar och vaskulära förändringar genom deras associering till mikrovaskulaturen.

Under dessa inflammatoriska svar aktiveras makrofager av faktorer som utsöndras av lymfocyter, vilket hjälper dem att öka deras fagocytiska kapacitet tack vare en slags metamorfos genom vilken de förvärvar mikrovilli och lamellipodia (membranförlängningar).

Vissa typer av makrofager fagocytosantigen och presenterar dem för lymfocyter, varför de är direkt involverade i kaskaderna av immunsvar. Dessutom utsöndrar de speciella faktorer som stimulerar uppdelningen av T-lymfocyter, differentieringen av B-lymfocyter etc.

Alveolära makrofager är det bästa exemplet för de "icke-fagocytiska" funktionerna i makrofager, eftersom de kan endocyt sot, asbest, industriella gasformiga föroreningar, cigarettrök och till och med bomullsfibrer.

referenser

1. Cline, M. (1994). Histiocyter och Histiocytos. Blod, 84 (4), 2840–2853.
2. Dudek, RW (1950). High-Yield Histology (2: a upplagan). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
3. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2: a upplagan). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
4. Gehrmann, J., Matsumoto, Y., & Kreutzberg, GW (1995). Microglia: inneboende immuneffektorcell i hjärnan. Brain Research Reviews, 20, 269–287.
5. Gordon, S. (2007). Makrofagen: Förgångna, nutid och framtid. European Journal of Immunology, 37, 9-17.
6. Hume, DA (2006). Det mononukleära fagocyt-systemet. Aktuellt yttrande i immunologi, 18, 49–53.
7. Hussell, T., & Bell, TJ (2014). Alveolära makrofager: plasticitet i vävnadsspecifikt sammanhang. Nature Reviews Immunology, 1–13.
8. Johnson, K. (1991). Histologi och cellbiologi (2: a upplagan). Baltimore, Maryland: Den nationella medicinska serien för självständig studie.
9. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6: e upplagan). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
10. Kuehnel, W. (2003). Färgatlas av cytologi, histologi och mikroskopisk anatomi (4: e upplagan). New York: Thieme.
11. Liu, G., & Yang, H. (2013). Modulering av makrofagaktivering och 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). Hematopoietiskt ursprung för glomerulära mesangialceller. Blood, 101 (6), 2215–2218.
13. Merien, F. (2016). En resa med Elie Metchnikoff: från medfödda cellmekanismer vid infektionssjukdomar till kvantbiologi. Frontiers in Public Health, 4 (125), 1–5.
14. Smith, PD, Smythies, LE, Shen, R., Gliozzi, M., & Wahl, SM (2011). Intestinala makrofager och svar på mikrobiell inblandning. Mucosal Immunology, 4 (1), 32–42.
15. van Furth, R., Cohn, Z., Hirsch, J., Humphrey, J., Spector, W., & Langevoort, H. (1972). Det mononukleära fagocytsystemet: en ny klassificering av makrofager, monocyter och deras föregångare. Memoranda, 845–852.
16. VIB Life Sciences Research Institute. (2016). Hämtad från www.vib.be/en/news/Sidor/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 utveckling, homeostas och sjukdom. Nature, 496, 445-455.