Makrofág

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Tüdőben lévő makrofág elektronmikroszkópos képe

A makrofágok (görögül "nagy evő") a fehérvérsejtek egy csoportja, amelyek elsődleges feladata, hogy bekebelezzék és eltakarítsák a szervezetben a sejttörmeléket, baktériumokat, ráksejteket és általában minden idegen testet, amely nem hordozza felületén a megfelelő fehérjemolekulákat.[1] Ezek a jókora, amőbaszerű mozgással közlekedő sejtek gyakorlatilag valamennyi szövetben megtalálhatóak (ahol specializált alcsoportjaikat hisztiocitának, Kupffer-sejtnek, alveoláris makrofágnak, mikrogliának, stb. nevezhetik).[2] Fontos szerepet játszanak a veleszületett immunrendszer működésében és a szerzett immunrendszerben segítenek beindítani a védekezési mechanizmusokat, például antigéneket prezentálnak a T-limfocitáknak.

Két csoportjuk egymással ellentétes feladatot lát el: az M1 makrofágok stimulálják az védekezést és beindítják a gyulladásos folyamatokat; az M2 makrofágok viszont csökkentik a gyulladást és elősegítik a szöveti regenerálódást.[3]

Az emberi makrofágok átmérője mintegy 21 mikrométer[4] és a véráramból a szövetekbe vándorló monocitákból jönnek létre. A makrofágokat az orosz I. I. Mecsnyikov fedezte fel 1884-ben.[5]

Feladataik[szerkesztés]

A fagocitózis folyamata:a. a kórokozó bekebelezése, létrejön a fagoszóma
b. a lizoszómákkal való fúzió után a fagolizószóma megemészti a baktériumot
c.Az emészthetetlen törmelék távozik a sejtből. 1. kórokozó; 2. fagoszóma; 3. lizoszóma; 4. hulladék; 5. citoplazma; 6. sejtmembrán

A vérben keringő monociták a véredény falán, endotéliumán átlépve kerülnek be a szövetek sejtközti terébe és több lépésben átalakulnak makrofágokká. Erre többek között a szövetpusztuláskor a sejtekből felszabaduló anyagok, vagy a már helyszínen tartózkodó makrofágok által kibocsátott citokinek késztetik őket. A hasonló feladatú, gyulladási folyamatban részt vevő vagy kórokozókat eltakarító neutrofil granulocitáktól eltérően a makrofágok nem néhány napig, hanem akár több hónapig élnek.

Jellemző felszíni fehérjéik (amely alapján flow citometriával vagy immunhisztokémiai festéssel detektáják őket): CD14, CD40, CD11b, CD64, F4/80 (egér)/EMR1 (ember), lizozim M, MAC-1/MAC-3 és CD68.

Fagocitózis[szerkesztés]

A makrofágok igen jól specializálódtak arra, hogy fagocitózissal eltakarítsák a pusztuló és halott sejteket, valamint az utánuk maradt törmeléket. A gyulladásos folyamatok elején még a neutrofil granulociták vannak többségben, majd 48 óra után elkezdenek tömegesen pusztulni és felfalják őket a makrofágok.[6]

Az egészséges szövetekben (pl. tüdő, máj, idegrendszer, csont, lép, kötőszövet) "állandó" makrofágok járőröznek, amelyek szintén eltakarítják az elhalt sejteket, bekebelezik a kórokozókat vagy egyéb idegen testeket (mint a tüdőbe kerülő finom porszemek). Szükség esetén citokinek kibocsátásával újabb makrofágokat hívnak a helyszínre.

Amikor a makrofág bekebelez egy idegen testet (baktériumot, sejtdarabot), azt körbeveszi a sejthártyájával és körülötte létrehoz egy fagoszómát. Ehhez egy bontóenzimekkel és peroxidokkal teli lizoszóma kapcsolódik és a keletkező fagolizoszóma lebontja a belsejében lévő szerves anyagokat. Egyes baktériumok, mint a tüdővész kórokozója, a Mycobacterium tuberculosis megtanulta hogyan álljon ellen az emésztőenzimeknek. A Salmonella törzsek maguk indukálják a fagocitózist, hogy aztán blokkolják a lizoszóma enzimeit és a makrofágot saját szaporodásukhoz használják fel és elpusztítsák.[7] Egy makrofág mintegy 100 baktériumot tud megemészteni.

A szerzett immunrendszerben játszott szerepük[szerkesztés]

A fizikai takarításon kívül a makrofágok fontos szerepet játszanak az immunreakció működésében. A dendritikus sejtekkel és B-limfocitákkal együtt prezentálják a kórokozók antigénjeit a T-limfociták számára, hogy azok felismerhessék a hasonló jelzést viselő sejteket és elpusztíthassák őket. Az antigének az esetek többségében a bakteriális felszíni fehérjék (amelyekhez a limfociták könnyen hozzáférnek) darabjai, amelyeket a makrofág a saját felszínére tesz ki, úgy hogy az az MHC II (major histocompatibility complex - fő hisztokompatibilitási komplex) molekulához kapcsolódik. Az MHC II-vel jelzi a többi fehérvérsejt számára, hogy bár baktériumantigént visel, ő maga nem betolakodó.

A prezentált antigén-MHC II komplexet a T-helper limfociták ismerik fel, amelyek elősegítik az antigénhez illeszkedő ellenanyag (antitest) képződését. Az ellenanyag a többi baktériumhoz kötődik, amely megkönnyíti a makrofág számára is, hogy felismerje és bekebelezze a kórokozót. Egyes baktériumok meg tudják akadályozni a makrofágok kapcsolódását.

A T-helper limfociták differenciálódását az interleukin-12 fokozza, amelyet szintén a makrofágok bocsátanak ki.

A makrofágok és monociták szabályozó anyagokat (a citokinek ún. "monokin" csoportját, pl. interleukin-1) termelnek, amelyek befolyásolják az immunválasz lefolyását és a gyulladást. A felületükön található limfokin-receptorok aktivációjával a makrofágok átállnak egy agresszívabb kórokozó- és tumorsejt-felkutató módba.

Altípusok[szerkesztés]

Egyes vélemények szerint a makrofágok két altípusra oszlanak:.[8] az M1 vagy "killer" makrofágokat a baktériumok felszínén található lipopoliszacharidok és a gamma-interferon aktiválja, nagy mennyiségű interleukin-12-t (IL-12) és kevés IL-10-et termelnek; elősegítik a gyulladást és elsődleges funkciójuk a patogének elleni harc. Ezzel szemben az M2 vagy "javító" makrofágok fő profilja a sebgyógyulás és szövetregeneráció, gyulladásellenes citokineket bocsátanak ki (sok IL-10, transzformáló növekedési faktor béta és kevés IL-12). A szöveti állandó makrofágok az utóbbi csoportba tartoznak. A tumorok növekedését elősegítő makrofágok is M2 jellegűek.[9]

Mindkét típus segítheti az érelmeszesedés kifejlődését. Az M1 típus az érfalak gyulladásával, az M2 makrofágok pedig felveszik a zsírokat a véredények faláról, amitől "habos" megjelenésűek lesznek, maguk is elpusztulnak és nagyobb tömegben hozzájárulnak a nekrotizáló plakkok kialakulásához.[10][11]

Sebgyógyulás[szerkesztés]

Konídiumokat bekebelező makrofág (videó)

A fenti mechanizmusok alapján a makrofágoknak alapvető szerepük van az izomregenerációban és a sebek gyógyulásában.[12] A sebesülések helyére először a neutrofil granulociták gyűlnek, majd két nap után felváltják őket a makrofágok, amelyek felfalják az esetleges kórokozókat és a sérült szöveteket. A harmadik-negyedik naptól kezdve citokineket és növekedési faktorokat termelnek, amelyek odavonzzák a seb gyógyulásában szerepet játszó egyéb sejteket, elősegítik a friss hámfelület és a sarjszövet kialakulását.[13][14]

A kétéltűeknél alapvető szerepük van az elvesztett végtagok regenerációjában.[15][16] A szalamandrák makrofágjainak eltávolításával a regenerációs és hegesedési folyamat leállt.[15][16]

Makrofágok bontják le a folyamatosan újratermelődő és pusztuló vörösvértesteket is. A hemoglobin vasionjait ideiglenesen a makrofágok tárolják. A vér magas vasszintje vagy gyulladás esetén a sejtekből való vaskiáramlás gátlás alá kerül.

Szöveti makrofágok[szerkesztés]

Giemsa-festéssel színezett makrofág rajza

A makrofágok nagyobbik része a szervezet azon pontjain állomásozik, ahol nagyobb eséllyel várható a baktériumok inváziója vagy idegen testek behatolása. Ezen sejtek összességét mononukleáris fagocitarendszernek (korábban retikuloendoteliális rendszer) nevezzük. A különböző szövetek makrofágjai más-más szövettani nevet kaptak:

Sejt Helyszín
zsírszöveti makrofágok zsírszövet
monociták csontvelő/vér
Kupffer-sejtek máj
nyirokcsomó-hisztiociták nyirokcsomó
alveoláris makrofágok a tüdő léghólyagocskái (alveolusai)
óriássejtekké fuzionáló szöveti makrofágok kötőszövet
Langerhans-sejtek bőr és nyálkahártya
mikrogliák központi idegrendszer
Hofbauer-sejtek méhlepény
Intraglomeruláris mezangiális sejtek vese
oszteoklasztok csont
Epitelioid sejtek granulómák
vörös pulpa makrofágok lép
peritoneális makrofágok hashártya

Kórképek[szerkesztés]

A makrofágok, mint az immunrendszer fontos részei sokféle betegségben érintettek. Ők a felelősek a granulómákért, az olyan gyulladásos léziókért, amelyek hisztiociták (makrofágok) tömegéből gyűlnek össze valamilyen test körül, amely immunreakciót vált ki.

Bizonyos kórokozók, mint tuberkulózist kiváltó Mycobacterium tuberculosis vagy a Leishmania-fajok a makrofágokban élnek és szaporodnak és ezáltal képesek kikerülni az immunrendszer támadásait.

Az Afrikában elterjedt, szúnyogok által terjesztett Chikungunya-vírus az ízületek makrofágjait támadja meg, helyi gyulladást okozva.[17] Egyéb, makrofágokban megbúvó kórokozók még az adenovírusok, a brucellózist okozó Brucella-fajok, vagy a Legionella pneumophila. A HIV is képes megfertőzni őket és bár ellenállóbbak, mint a T-sejtek, a betegség során a vírus rezervoárjaként szolgálhatnak.[18]

A makrofágok súlyosbító szerepet játszhatnak az érelmeszesedés során a plakkok kialalulásában, amikor fagocitálják az érfalon felgyülemlett zsírt, majd maguk is elpusztulnak..[19]

A makrofágok által kibocsátott anyagok, mint a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor, segítik az érképződést a kialakuló tumorokban és lehetővé teszik azok növekedését. A rák fejlődéséhez más szignálmolekulák (tumor nekrózis faktor alfa, makrofág kolóniastimuláló faktor (M-CSF/CSF1), IL-1, IL-6) is hozzájárulhatnak.[20] Elhízott személyekben a zsírszövetben felszaporodnak a gyulladáselősegítő makrofágok, amely elősegíteni látszik az inzulinrezisztencia és a 2. típusú cukorbetegség kialakulását.[21]

Források[szerkesztés]

  1. Regenerative Medicine Partnership in Education
  2. Ovchinnikov, Dmitry A. (2008). „Macrophages in the embryo and beyond: Much more than just giant phagocytes”. Genesis, Institute for Molecular Bioscience and Cooperative Research Centre for Chronic Inflammatory Diseases (CRC-CID), University of Queensland, Brisbane, Queensland, Australia. 46 (9), 447–62. o, Kiadó: researchgate.net. DOI:10.1002/dvg.20417. PMID 18781633. (Hozzáférés ideje: 2013. június 28.)  
  3. (2012) „M1 and M2 Macrophages: Oracles of Health and Disease”. Critical reviews in immunology 32 (6), 463–488. o. DOI:10.1615/CritRevImmunol.v32.i6.10. PMID 23428224.  
  4. Krombach, F., Münzing, S., Allmeling, A. M., Gerlach, J. T., Behr, J., Dörger, M. (1997. szeptember 1.). „Cell size of alveolar macrophages: an interspecies comparison”. Environ. Health Perspect. 105 Suppl 5 (Suppl 5), 1261–3. o. DOI:10.2307/3433544. PMID 9400735.  
  5. Semyon Zalkind. Ilya Mechnikov: His Life and Work. Honolulu, Hawaii: University Press of the Pacific, 78, 210. o (2001). ISBN 0-89875-622-7 
  6. Sabine A. Eming1, Thomas Krieg and Jeffrey M. Davidson: Inflammation in Wound Repair: Molecular and Cellular Mechanisms, 2007. [2014. július 1-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. augusztus 17.)
  7. YashRoy R.C. (2000. november 20.). „Hijacking of Macrophages by Salmonella (310r) Through 'Types III' Secretion Like Exocytotic Signalling : A Mechanism for Infection of Chicken Ileum”. Indian Journal of Poultry Science 35 (3), 276–281. o.  
  8. (2008. december 1.) „Exploring the full spectrum of macrophage activation”. Nature Reviews Immunology 8 (12), 958–969. o. DOI:10.1038/nri2448. PMID 19029990.  
  9. Galdiero (2012). „Tumor associated macrophages and neutrophils in tumor progression”. J Cell Phys 228 (7), 1404–12. o. DOI:10.1002/jcp.24260. PMID 23065796.  
  10. Hotamisligil GS (2010). „Endoplasmic reticulum stress and atherosclerosis”. Nature Medicine 16 (4), 396–399. o. DOI:10.1038/nm0410-396. PMID 20376052.  
  11. (2012) „Endoplasmic reticulum stress controls M2 macrophage differentiation and foam cell formation”. Journal of Biological Chemistry 287 (15), 11629–41. o. DOI:10.1074/jbc.M111.338673. PMID 22356914.  
  12. de la Torre J., Sholar A. (2006). Wound healing: Chronic wounds. Emedicine.com. Accessed January 20, 2008.
  13. Mercandetti M., Cohen A.J. (2005). Wound Healing: Healing and Repair. Emedicine.com. Accessed January 20, 2008.
  14. (2004) „Update on wound dressings: Indications and best use”. Clinical Techniques in Equine Practice 3 (2), 148–163. o. DOI:10.1053/j.ctep.2004.08.006.  
  15. ^ a b Souppouris, Aaron: Scientists identify cell that could hold the secret to limb regeneration. the verge.com, 2013. május 23.
  16. ^ a b Macrophages are required for adult salamander limb regeneration. University of Texas, 2013. április 24.
  17. Chikungunya Disease: Infection-Associated Markers from the Acute to the Chronic Phase of Arbovirus-Induced Arthralgia”. PLoS Neglected Tropical Diseases 6, e1446. o. DOI:10.1371/journal.pntd.0001446. (Hozzáférés ideje: 2012. június 14.)  
  18. (2011. február 1.) „Macrophage”. Future Virology 6, 187–208. o.  
  19. (2001. november 1.) „Atherosclerosis: role of chemokines and macrophages”. Expert Rev Mol Med 3 (25), 1–18. o. DOI:10.1017/S1462399401003696. PMID 14585150.  
  20. (2006) „Macrophages regulate the angiogenic switch in a mouse model of breast cancer”. Cancer Res 66 (23), 11238–46. o. DOI:10.1158/0008-5472.can-06-1278. PMID 17114237.  
  21. Weisberg SP, McCann D, Desai M, Rosenbaum M, Leibel RL, Ferrante AW. Obesity is associated with macrophage accumulation in adipose tissue" Journal of Clinical Investigation 2003; 112:1796-808.

Ez a szócikk részben vagy egészben a Macrophage című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.