Makrofagi – czym są i jaką funkcję pełnią?

Czym są makrofagi?

Makrofagi to komórki żerne, które wykazują zdolność do migracji oraz fagocytozy, tzn. do wchłaniania i trawienia ciał obcych. Mogą odbierać bodźce wysyłane przez produkty limfocytów, metabolity bakterii czy mikroorganizmy. W momencie pojawienia się w organizmie czynnika inwazyjnego, zaczynają migrować w miejsce infekcji. Migracja makrofagów jest związana z występowaniem tzw. pozytywnej chemotaksji leukocytów. Pełni ona istotną rolę w kierowaniu komórek żernych do miejsc zapalnych oraz zatrzymywaniu ich w tych rejonach.

Makrofagi powstają w szpiku kostnym i wywodzą się z monocytów, wchodzących w skład białych krwinek. Stanowią pierwszą linię obrony organizmu przed patogennymi drobnoustrojami, jak również odpowiadają za eliminację uszkodzonych komórek (martwych i nowotworowych).

Makrofagi przyczyniają się do produkcji związków modulujących działanie całego układu immunologicznego. Mogą przybierać różne formy morfologiczne oraz gromadzić się w wielu tkankach.

Przeczytaj też: Jakie funkcje w organizmie pełni fosfor?

Podział makrofagów

Ze względu na pełnione funkcje, wyróżnia się:

• makrofagi spoczynkowe – osiadłe w tkankach i narządach, w których ryzyko pojawienia się patogenów czy ciał obcych jest szczególnie wysokie;
• makrofagi wędrujące – krążące po całym organizmie i pojawiające się w odpowiedzi na obecność stanu zapalnego. Pod wpływem stymulacji mogą przekształcać się w migrujące do miejsca infekcji. W ten sposób pojawiają się makrofagi aktywowane, które wykazują zdolność do fagocytozy.

W zależności od miejsca występowania i rodzaju tkanki, w której się gromadzą, istnieje podział na:

• komórki Browicza-Kupffera – makrofagi osiadłe w naczyniach krwionośnych wątroby;
• makrofagi pęcherzykowe – zaliczane do komórek układu immunologicznego, które występują w płucach;
• histiocyty – makrofagi tkanki łącznej;
• osteoklasty – makrofagi tkanki kostnej;
• komórki mikrogleju – zaliczane do makrofagów osiadłych w ośrodkowym układzie nerwowym;
• makrofagi narządów limfatycznych,
• makrofagi mięśnia sercowego,
• synowiocyty – makrofagi błon maziowych,
• makrofagi jam surowiczych.

Ze względu na heterogenność i pełnione funkcje, wyróżnia się dwa typy makrofagów – M1 oraz M2. Makrofagi aktywowane klasycznie M1 powstają w wyniku działania substancji pochodzenia bakteryjnego. Pośredniczą w odpowiedzi immunologicznej oraz reakcjach przeciwnowotworowych. Natomiast makrofagi typu M2 odgrywają kluczową rolę w procesie gojenia ran i stymulują powstawanie limfocytów pomocniczych. Znane są z właściwości immunosupresyjnych, przyczyniających się do inaktywacji reakcji obronnej komórek układu odpornościowego. Wykazują zdolność gojenia powstałych uszkodzeń i ograniczają stan zapalny.

Przeczytaj również: Immunosupresja – czym jest?

Funkcje makrofagów

Makrofagi uczestniczą w procesach odporności wrodzonej i nabytej. Są zaangażowane w regulację odpowiedzi immunologicznej. Mogą prezentować specyficzne antygeny powierzchniowe oraz produkują wiele enzymów proteolitycznych. Pełnią kluczową rolę w utrzymywaniu homeostazy tkankowej, jak również wykazują zdolności żerne. Makrofagi charakteryzują się zdolnością degradacji martwych komórek oraz pozostałości komórkowych. Odpowiadają za inicjowanie reakcji przeciwbakteryjnych czy przeciwwirusowych. Znane są z właściwości fagocytarnych, dzięki którym niszczą drobnoustroje oraz produkty rozpadu komórek.

To też może Cię zainteresować: Układ immunologiczny – czym jest, jak działa?

Makrofagi w układzie krwiotwórczym

Komórki systemu obronnego powstają w szpiku kostnym, skąd przedostają się do krwi w formie monocytów. W krwiobiegu pozostają przez krótki czas, maksymalnie do 48 godzin. Po zakończeniu dojrzewania migrują z krwi do tkanek przez śródbłonek naczyń krwionośnych i stają się makrofagami tkankowymi. W przypadku kontaktu z patogenem, szybko przemieszczają się do miejsca infekcji i rozpoczynają proces fagocytozy.

Makrofagi pełnią funkcję komórek prezentujących antygen limfocytom T, co wpływa na działanie całego układu odpornościowego. Rozpoczynają i regulują proces zapalny, niszczą drobnoustroje oraz inicjują regenerację tkanek. Mogą być aktywowane przez sygnały pochodzące z własnego organizmu (fizjologiczne) lub patologiczne (zewnętrzne). Czynnikiem najsilniej aktywującym komórki żerne są cytokiny, uwalniane przez pobudzone mastocyty i limfocyty T.

Zobacz też: Dlaczego odporność spada?

Makrofagi w szpiku kostnym

Przede wszystkim uczestniczą we wczesnych etapach hematopoezy komórek macierzystych oraz progenitorowych. Makrofagi osiadłe w szpiku kostnym pełnią funkcję regulatorów uwalniania krwiotwórczych komórek do obiegu krwi. W przypadku rozwoju procesów zapalnych, mogą wykazywać zdolności do samoodnawiania.

Czytaj również: Chłoniak nieziarniczy – przyczyny, objawy, leczenie, rokowanie

Makrofagi w węzłach chłonnych

W tym przypadku wyróżnia się trzy subpopulacje: makrofagi zatoki podtorebkowej, rdzeniowej i rdzenia. Pełnią różnorodne funkcje, takie jak: szybkie wychwytywanie antygenów, fagocytoza patogenów z limfy czy wspomaganie komórek plazmatycznych. Odpowiadają za pochłanianie wirionów pochodzących z niektórych wirusów i zapobiegają rozprzestrzenianiu się zakażenia.

Makrofagi w śledzionie

Występują w strefie brzeżnej narządu oraz w miazdze czerwonej. Przede wszystkim uczestniczą w degradacji patogenów pochodzących z bakterii i wirusów oraz wykazują właściwości prozapalne. Makrofagi strefy brzeżnej biorą udział w podtrzymaniu tolerancji na komórki apoptotyczne oraz zapobiegają nadmiernemu rozbudowaniu reakcji zapalnej. W miazdze czerwonej pełnią funkcję oczyszczania krwi z resztkowych erytrocytów.

Zobacz też: Kanavit – lek na zaburzenia krzepnięcia krwi

Makrofagi w nowotworach układu krwiotwórczego

Komórki nowotworowe wytwarzają liczne czynniki wzrostu i chemokiny. Obecne w nowotworach makrofagi wydzielają enzymy proteolityczne, proteazy i cytokiny, które odpowiedzialne są za regulację procesu progresji, powstawanie przerzutów oraz działanie immunosupresyjne. W przypadku chłoniaków złośliwych stwierdza się podwyższoną liczbę makrofagów typu M2. Natomiast w przewlekłej białaczce występują tzw. komórki odżywczopodobne, wykazujące ekspresję czynnika aktywującego limfocyty B.

Makrofagi w płucach

Makrofagi płucne odgrywają niezwykle istotną rolę obronną w momencie infekcji wirusem. Jednak mogą przyczynić się także do wystąpienia tzw. burzy cytokinowej, która towarzyszy zapaleniu płuc w ciężkim przebiegu COVID-19. Związane jest to z wydzielaniem nadmiaru cytokin prozapalnych. W płucach występują dwie odrębne populacje: makrofagi śródmiąższowe i pęcherzykowe, których zwiększona liczba pojawia się najczęściej w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc (POChP).

Makrofagi w pigułce

Makrofagi wątrobowe (komórki Kupffera) są odpowiedzialne za oczyszczanie krwi z toksyn. Mają zdolność do pochłaniania oraz neutralizacji szkodliwych cząstek, tj.: wirusów, bakterii, pasożytów. Makrofagi pęcherzykowe są ważnym składnikiem płucnych mechanizmów obronnych. Przede wszystkim odpowiadają za trawienie dymu tytoniowego czy pyłów. Makrofagi sercowe biorą udział w rozkładzie erytrocytów. Poza tym uczestniczą w procesie gojenia, m.in. po zawale serca. Makrofagi w tkance kostnej odpowiadają za powolne wchłanianie składników mineralnych. Osteoklasty przyczyniają się głównie do resorpcji kości.