Caracteristicile, formarea, tipurile, funcțiile macrofagelor

macrofage sunt celule fagocitare dedicate care aparțin unuia dintre numeroasele tipuri de celule prezente în țesuturile conjunctive. Ele există ca celule mobile și fixe și sunt factori importanți în cadrul sistemului imunitar..

Acestea aparțin sistemului fagocitar mononuclear, care include, pe lângă macrofage, monocite, promonocite și celulele lor precursoare. Funcția principală a celulelor aparținând acestui sistem este de a „curăța” sângele, limfa și alte țesuturi prin ingerarea sau fagocitoza diferitelor particule..

Macrofagele sunt derivate din măduva osoasă, sunt distribuite pe tot corpul și au forme și caracteristici diferite, care depind adesea de țesutul în care se află, de gradul lor de diferențiere și de vârsta sau timpul de viață al organismului în care sunt studiate..

Acestea sunt una dintre cele mai plastice celule ale sistemului hematopoietic, deoarece se găsesc în toate țesuturile corpului și au funcții diferite: participă la procesele de dezvoltare, la menținerea homeostaziei corpului, la repararea țesuturilor și la sistemul imunitar..

Una dintre funcțiile sale principale este strâns asociată cu apărarea imună a organismului, deoarece activitatea sa fagocitară este reglată de componentele sistemului complement și de imunoglobuline (ambele componente ale sistemului de răspuns imun)..

Au fost descoperite acum mai bine de un secol, dar au fost definite ca celule „ancestrale” din filogenia metazoanelor. În timpul descoperirii sale, nu numai capacitatea sa fagocitară a fost evidențiată, ci și capacitatea sa de a distinge între sine și străin, cu care s-a născut conceptul de imunitate înnăscută..

Indice articol

• 1 Descoperire
• 2 caracteristici
• 3 Instruire
• 4 Histologie
• 5 tipuri
  • 5.1 Macrofage intestinale
  • 5.2 Macrofage alveolare
  • 5.3 Histiocite
  • 5.4 Celule Kupffer
  • 5.5 Celule mezangiale
  • 5.6 Celule microgiale
  • 5.7 Osteoclaste
• 6 Funcții
• 7 Referințe

Descoperire

Primele celule fagocitare au fost descrise dintr-un studiu efectuat cu broaște în 1883 de zoologul rus Elie Metchnikoff, care nu numai că a descris funcția lor de apărare împotriva agenților străini, ci și capacitatea acestor celule de a elimina celulele pe moarte sau senescente în gazdă și identifică-l pe cel propriu de ciudat.

Metchnikoff a fost un cercetător de frunte, listat ca tatăl imunologiei moderne, care a adus contribuții importante la dezvoltarea imunologiei ca nouă disciplină. Descoperirile lor au stabilit, de asemenea, o relație omologică între nevertebrate și sistemele imune ale mamiferelor..

Cu descrierea fagocitelor și a proceselor fagocitare, acest cercetător, premiat cu Nobel acum mai bine de o sută de ani (în 1908), a descoperit unul dintre cele mai interesante mecanisme ale imunității înnăscute..

Experimentele lor au constat în larve „provocatoare” sau „deranjante” ale unei specii de stele de mare cu spini, pentru a le stimula celulele imune și a studia reacția lor la invazia acestor agenți străini. Cu aceasta, el a observat apariția celulelor cu caracteristici speciale care „mâncau” aceste structuri..

El a inventat termenul de "fagocite" (de la grecescul "plată" - devora- și "cytos" - celulă) la celulele pe care le-a observat și la procesul care a efectuat "fagocitoza", dar relevanța acestei descoperiri a fost nu a fost evidentă decât ani mai târziu, cu descoperirile lui Paul Ehrlich legate de imunitatea umorală și anticorpi.

Caracteristici

Celulele asemănătoare macrofagelor au multe caracteristici în diferitele organisme multicelulare în care pot fi găsite. Acestea sunt transportate de la locurile lor de producție în diferite părți ale corpului, în moduri diferite, în funcție de existența unui sistem sanguin sau nu..

Cele mai distinctive caracteristici ale macrofagelor includ capacitatea lor fagocitară, mobilitatea multora dintre ele și capacitatea lor de biosinteză, care este însoțită de o mare diversitate de modele de expresie genică..

În starea lor activă, sunt celule extrem de dinamice, cu trafic intens de membrană. Diferite procese de fuziune și fisiune a membranei apar în ele, asociate cu endocitoză și fagocitoză..

Aceste celule specializate pot fi clasificate ca „de lungă durată”, deoarece aparent trăiesc perioade lungi de timp în țesuturile periferice ale corpului. În plus, acestea sunt înlocuite continuu de diferențierea celulelor progenitoare de măduva osoasă, care pot părăsi circulația și pot intra în diferitele țesuturi conjunctive..

Deoarece sunt celule mobile, unele macrofage au pliuri în membrana lor plasmatică. Când sunt aranjați să înghită particule mari, se pot fuziona cu alte celule pentru a forma ceea ce unii autori numesc o „celulă gigantică a corpului străin”, un macrofag gigant multinucleat..

Atunci când sunt observate în țesuturile din care fac parte, aceste celule sunt organizate în modele definite, în care fiecare celulă își ocupă propriul teritoriu, ceva asemănător unui „țesut din alt țesut”.

Instruire

Sistemul fagocitar mononuclear este o linie hematopoietică care este derivată din celulele progenitoare ale măduvei osoase. Părinții compromiși se diferențiază pentru a forma monocite de sânge, care călătoresc prin flux și intră în țesuturi pentru a deveni macrofage rezidente.

Formarea sistemului fagocitar mononuclear începe cu cele mai „imature” celule, promonocitele, care sunt celulele replicative care dau naștere la monocite. Acestea din urmă sunt cele care părăsesc măduva osoasă și ajung în fluxul sanguin, unde, în următoarele 8 ore, cresc și se diferențiază în monocite mature..

În locurile în care monocitele mature găsesc condiții „favorabile” pentru fagocitoză, acestea diferă prin ceea ce sunt cunoscute sub numele de macrofage rezidente, deoarece nu sunt libere în circulație. Apoi, acestea sunt echipate cu toate aparatele adecvate pentru digestia particulelor de fagocitat..

Diferențierea implică diverse modificări: creșterea corpului celulei (de cel puțin 5 ori dimensiunea monocitului original), creșterea numărului și complexității organelor interne, dobândirea capacității fagocitare (acumularea enzimelor hidrolitice) și secreția factorilor solubili..

Aceste celule sunt distribuite în toate regiunile corpului. Unele au preferințe speciale pentru anumite țesuturi (fixe), în timp ce altele își păstrează capacitatea de mișcare (amoeboid) și sunt libere sau rătăcitoare.

Histologie

Macrofagele au o morfologie foarte variabilă datorită, în mare parte, stării lor mobile, deoarece sunt capabile să se deplaseze între și prin diferite țesuturi. Ele au o formă neregulată, turtite și adesea prezintă procese similare pseudopodelor pentru a se deplasa.

Corpul celulei macrofage poate măsura până la 30μm în diametru; iar în citoplasma sa se observă un singur nucleu de formă neregulată, cu una sau două fisuri proeminente care îi conferă forma unui rinichi și o regiune densă formată din heterocromatină.

Au diverse vacuole care asigură enzime și spații adecvate pentru a înghiți particule precum microorganisme sau resturi celulare. În plus, au o varietate de lizozomi, „fagozomi”, corpuri multivesiculare și corpuri reziduale; de aceea, la lumina microscopului, se spune că au o citoplasmă „granulară”.

Deoarece necesită sinteza unei cantități mari de enzime hidrolitice pentru a-și exercita funcția, aceste celule au un reticul endoplasmatic foarte dezvoltat, precum și un complex Golgi proeminent pentru a îndeplini funcțiile de transport vezicular al acestor enzime..

Macrofagele posedă aranjamente corticale ale microfilamentelor de actină care sunt caracteristice pentru aceste tipuri de celule; Se observă, de asemenea, numeroși microtubuli și filamente intermediare, pe care le folosesc pentru deplasarea lor amoeboidă și în timpul proceselor fagocitare..

Deoarece sunt celule fagocitare, este posibil să le distingem prin injectarea coloranților speciali (albastru tripan, carmin de litiu sau cerneală India), deoarece aceste pete sunt fagocitare și depozitate în citoplasmă sub formă de granule..

Tipuri

În corpul uman, macrofagele se disting în funcție de localizarea și funcția lor. În acest fel macrofagele intestinale, alveolarul (în plămâni), histiocitele (în țesuturile conjunctive), celulele Kupffer (în ficat), celulele mesangiale (în rinichi), celulele microgliale (în creier) și osteoclaste (în os).

Macrofage intestinale

Această clasă de macrofage reprezintă una dintre cele mai abundente populații de macrofage din organism și reprezintă prima linie de apărare (sistemul imunitar înnăscut). Se găsesc în lamina propria subepitelială.

Acestea sunt responsabile pentru reglarea răspunsurilor inflamatorii împotriva bacteriilor și împotriva diferitelor antigene care pot depăși bariera epitelială. În plus, protejează mucoasa împotriva agenților patogeni periculoși și „purifică” sistemul de celule moarte și alte resturi străine..

Macrofagele intestinale posedă mecanisme speciale care le fac capabile să facă distincția între microorganismele comensale nepatogene și invadatorii periculoși..

Macrofage alveolare

Sunt macrofage specializate care locuiesc în alveolele pulmonare, compartimente cu fluctuații mari de mediu, legate în principal de presiunea parțială a oxigenului. Acestea sunt una dintre puținele populații de celule găsite în aceste spații, pe lângă unele limfocite.

La fel ca alte macrofage, ele au funcții importante în „curățarea” celulelor apoptotice și a altor resturi celulare. Sunt, de asemenea, implicați în purificarea particulelor poluante care intră prin căile respiratorii și, de asemenea, participă la diferite procese imunologice.

Histiocite

Termenul "histiocit" este utilizat în mod obișnuit pentru a desemna toate celulele cu caracteristici asemănătoare macrofagelor și ascendențe găsite în țesuturile conective..

Adică se referă la celulele diferențiate care provin din linia monocitelor / macrofagelor, inclusiv macrofagele sinusoidale din splină, macrofagele alveolare în plămâni și celulele Kupffer din ficat..

La fel ca alte tipuri de macrofage, histiocitele apără corpul de microorganisme invadante și particule organice sau anorganice nedorite și participă, de asemenea, la prezentarea antigenelor la limfocitele T ca inițierea răspunsului imun..

Celulele Kupffer

Acestea sunt un tip de celule hepatice care sunt clasificate în grupul macrofagelor rezidente și care sunt legate de celulele mucoasei sinusoidale, care nu este altceva decât un strat de celule care acoperă sinusoidele, spații vasculare mari situate între plăci. de hepatocite care alcătuiesc lobulii ficatului.

O micrografie electronică a acestor celule prezintă proiecții citoplasmatice multiple, multe mitocondrii, un reticul endoplasmatic redus, un mic complex Golgi și mulți lizozomi și endozomi..

Acestea sunt considerate a fi celule „gunoi migrator”, deoarece nu au conexiuni intercelulare cu celulele vecine..

Celulele mesangiale

Celulele mesangiale sunt celule rezidente în glomerulii rinichiului, care sunt locurile acestui organ în care sângele este filtrat și urina este sintetizată. Funcțiile lor principale includ reglarea fluxului sanguin și a fagocitozei și sunt implicați în diferite patologii renale.

Au caracteristici ale celulelor musculare netede modificate, deoarece au contractilitate inerentă și sunt capabile să producă citokine și să endociteze macromolecule, cum ar fi complexele imune..

Celulele microgiale

Ele reprezintă 20% din celulele din sistemul nervos central și sunt legate morfologic, imunofenotipic și funcțional de celulele din linia monocitelor / macrofagelor..

Acestea sunt activate ca răspuns la o mare varietate de afecțiuni sau leziuni din creier și sunt responsabile pentru apărarea împotriva microorganismelor invadatoare.

Osteoclaste

Osteoclastele sunt celule aparținând țesutului osos care sunt responsabile pentru un proces cunoscut sub numele de "resorbție osoasă", esențială pentru homeostazia acestui țesut conjunctiv, în timpul și după osteogeneză.

Funcțiile sale sunt legate de capacitatea sa de a „hidroliza” celulele apoptotice sau senescente care alcătuiesc țesutul osos prin secreția enzimelor lizozomale și a altor ioni care participă la proces..

Caracteristici

Macrofagele sunt celule foarte plastice, specializate în fagocitoza substanțelor străine și microorganisme invadante, celule deteriorate, vechi sau senescente și resturi celulare, printre altele. De asemenea, s-a demonstrat că sunt implicați în pinocitoză.

Anumite tipuri de macrofage au funcții fagocitare „specializate”, cum ar fi fagocitoza bacteriană care apare după recunoașterea reziduurilor speciale de carbohidrați în pereții celulari bacterieni prin intermediul receptorilor de pe suprafața macrofagului cunoscut sub numele de C3.

În plus față de funcțiile lor de „sentinelă” și „curățare”, macrofagele rezidente sunt capabile să inițieze răspunsuri inflamatorii acute și modificări vasculare prin asocierea lor cu microvasculatura..

În timpul acestor răspunsuri inflamatorii, macrofagele sunt activate de factori secretați de limfocite, ceea ce îi ajută să își mărească capacitatea fagocitară grație unui fel de metamorfoză prin care dobândesc microvili și lamelipodii (extensii ale membranei)..

Unele tipuri de macrofage fagocitează antigenele și le prezintă limfocitelor, astfel sunt direct implicate în cascadele răspunsurilor imune. În plus, acestea secretă factori speciali care stimulează divizarea limfocitelor T, diferențierea limfocitelor B etc..

Macrofagele alveolare sunt cel mai bun exemplu pentru funcțiile „non-fagocitice” ale macrofagelor, deoarece pot endocita funinginea, azbestul, poluanții gazoși industriali, fumul de țigară și chiar fibrele de bumbac..

Referințe

1. Cline, M. (1994). Histiocite și Histiocitoză. Sânge, 84(4), 2840-2853.
2. Dudek, R. W. (1950). Histologie cu randament ridicat (Ed. A 2-a). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams și Wilkins.
3. Gartner, L. și Hiatt, J. (2002). Text Atlas histologie (Ed. A 2-a). México D.F.: McGraw-Hill Interamericana Editores.
4. Gehrmann, J., Matsumoto, Y. și Kreutzberg, G. W. (1995). Microglia: celulă efectivă imună intrinsecă a creierului. Brain Research Reviews, douăzeci, 269-287.
5. Gordon, S. (2007). Macrofagul: trecut, prezent și viitor. Jurnalul European de Imunologie, 37, 9-17.
6. Hume, D. A. (2006). Sistemul fagocitar mononuclear. Opinia curentă în imunologie, 18, 49-53.
7. Hussell, T. și Bell, T. J. (2014). Macrofage alveolare: plasticitate într-un context specific țesutului. Nature Review Immunology, 1-13.
8. Johnson, K. (1991). Histologie și biologie celulară (Ed. A 2-a). Baltimore, Maryland: Seria medicală națională pentru studiu independent.
9. Kindt, T., Goldsby, R. și Osborne, B. (2007). Imunologia lui Kuby (Ed. A 6-a). México D.F.: McGraw-Hill Interamericana de España.
10.  Kuehnel, W. (2003). Atlasul culorilor de citologie, histologie și anatomie microscopică (Ed. A 4-a). New York: Thieme.
11.  Liu, G. și Yang, H. (2013). Modularea activării și programării macrofagelor în imunitate. Jurnalul de fiziologie celulară, 502-512.
12.  Masuya, M., Drake, C. J., Fleming, P. A., Reilly, C. M., Zeng, H., Hill, W. D., ... Ogawa, M. (2003). Originea hematopoietică a celulelor mezangiale glomerulare. Sânge, 101(6), 2215-2218.
13.  Merien, F. (2016). O călătorie cu Elie Metchnikoff: de la mecanismele înnăscute ale celulelor în bolile infecțioase la biologia cuantică. Frontiere în sănătatea publică, 4(125), 1-5.
14.  Smith, P. D., Smythies, L. E., Shen, R., Gliozzi, M. și Wahl, S. M. (2011). Macrofage intestinale și răspuns la intervenția microbiană. Imunologie mucoasă, 4(1), 32-42.
15. van Furth, R., Cohn, Z., Hirsch, J., Humphrey, J., Spector, W. și Langevoort, H. (1972). Sistemul fagocitar mononuclear: o nouă clasificare a macrofagelor, monocitelor și a celulelor lor precursoare. Memorandumuri, 845-852.
16.  Institutul de cercetare în științele vieții VIB. (2016). Adus de pe www.vib.be/en/news/Pages/Macrophages-One-Of-The-Oldest-Immune-Cells-Reveals-Its-Hidden-Beauty-After-A-Century.aspx
17.  Wynn, T. A., Chawla, A. și Pollard, J. W. (2013). Biologia macrofagelor în dezvoltare, homeostazie și boală. Natură, 496, 445-455.