Makrofagi – rodzaje, budowa i funkcje

Makrofagi to duże komórki układu odpornościowego, które zalicza się do tkanki łącznej. Należą do układu fagocytów jednojądrzastych. Ze względu na zdolność do fagocytozy (wchłaniania i trawienia ciał obcych), stanowią pierwszą linię obrony organizmu przed patogenami. Odpowiadają też za eliminację nieprawidłowych komórek organizmu: martwych, apoptotycznych czy nowotworowych.

Makrofagi powstają z komórek szpiku kostnego, z monocytów wywodzących się z komórek macierzystych hemopoezy. Monocyty pozostają we krwi przez 1-2 dni, po czym wędrują do tkanek. Tam rosną i ostatecznie przekształcają się w fagocyty, duże komórki żerne, czyli makrofagi.

Makrofagi mogą być aktywowane przez czynniki fizjologiczne, to jest pochodzące z organizmu oraz czynniki patologiczne (to np. obecność patogenów, wytwarzane przez bakterie endotoksyny). Aktywacja makrofagów sprawia, że wzrasta ich cytotoksyczność w stosunku do uszkodzonych komórek organizmu, zwiększają się także zdolności żerne i bakteriobójcze.

Makrofagi dzielą się na makrofagi osiadłe (spoczynkowe) oraz makrofagi wolne (migrujące). Wskutek stymulacji makrofagi osiadłe przekształcają się w makrofagi wędrujące. Komórki migrują w miejsce pojawienia się stanu zapalnego. Tam przekształcają się w makrofagi aktywowane o wysokiej zdolności do fagocytozy.

Makrofagi spoczynkowe znajdują się głównie w tych narządach i tkankach, w których ryzyko pojawienia się patogenów, ciał obcych oraz nieprawidłowych komórek organizmu jest wysoka. Oznacza to, że występują w:

• szpiku kostnym (makrofagi),
• węzłach chłonnych,
• tkance łącznej (histiocyty),
• tkance kostnej (osteoklasty),
• śledzionie,
• grasicy,
• wątrobie (komórki Browicza-Kupffera),
• sercu (makrofagi sercowe),
• płucach (makrofagi pęcherzykowe, komórki pyłowe),
• jamach surowiczych (makrofagi jamy otrzewnej, makrofagi jamy opłucnej),
• ośrodkowym układzie nerwowym (mezoglej).

Podczas przewlekłych stanów zapalnych makrofagi mogą ulegać fuzji, tworząc wielojądrzaste komórki olbrzymie (polikariony).

Makrofagi są dużymi komórkami o budowie polimorficznej. Ich wygląd ma związek z przynależnością do określonej populacji. Makrofagi wędrujące osiągają większe rozmiary niż makrofagi osiadłe. Komórki mają dobrze rozbudowaną siateczkę śródplazmatyczna oraz aparat Golgiego. Posiadają wypustki cytoplazmatyczne o różnej długości. Te u makrofagów osiadłych są długie i wąskie oraz krótkie i tępo zakończone u makrofagów wędrujących. W błonie komórkowej makrofagów znajdują się specyficzne antygeny powierzchniowe oraz białkowe receptory błonowe, receptory dla immunoglobulin, składników układu dopełniacza oraz cytokin. Ich cechą charakterystyczną są także obecne w cytoplazmie liczne lizosomy, które zawierają enzymy hydrolityczne. To między innymi katepsyna, β-glukuronidaza, RNAza, DNAza, kwaśna fosfataza, lizozym czy lipaza.

Funkcje pełnione przez makrofagi są zróżnicowane i zależą głównie od rodzaju tkanki, w której się znajdują. Wszystkie są komórkami żernymi. Należą do układu odpornościowego, ponieważ biorą udział w mechanizmach odporności nieswoistej i swoistej. Mają zdolność fagocytozy, czyli pochłaniania i niszczenia drobnoustrojów, mikroorganizmów oraz uszkodzonych, nieprawidłowych lub martwych komórek.

Makrofagi, które uczestniczą w odporności swoistej, to komórki prezentujące antygen, regulujące odpowiedź immunologiczną. Pełnią rolę komórek zdolnych do przetwarzania i prezentacji obcych antygenów. Mają również wpływ na regulację odpowiedzi immunologicznej innych komórek. Dzieje się tak za pośrednictwem wydzielanych przez nie substancji.

Do substancji produkowanych i wydzielanych przez makrofagi zalicza się:

• substancje bakteriobójcze, które są wydzielane w konsekwencji rozpoznania wzorców molekularnych związanych z patogenami. To między innymi wolne rodniki czy nadtlenek wodoru,
• substancje uczestniczące w procesach zapalnych. To między innymi enzymy trawiące proteoglikany czy kwaśne hydrolazy,
• substancje regulujące czynności innych komórek. To na przykład czynnik martwicy nowotworów, interferon czy transformujący czynnik wzrostu beta.

Rola makrofagów w odporności nieswoistej przejawia się głównie w zdolności do fagocytozy. Dzięki temu niszczą pozostałości komórkowe, martwe komórki i patogeny.