Makrofágy – typ bílých krvinek – jakou mají funkci v těle? 4.33/5 (6)

• Makrofágy jsou velké bílé krvinky, které hrají klíčovou roli v imunitním systému těla. Jsou to tzv. fagocytující buňky, což znamená, že mají schopnost "požírat" a ničit cizorodé částice, jako jsou bakterie, viry, odumřelé buňky a další zbytky v těle. Jsou součástí vrozené imunity, což je první obranná linie proti infekcím.
• Makrofágy obklopí a pohltí mikroorganismy nebo poškozené buňky, které následně rozloží enzymy ve svých vnitřních strukturách.
• Makrofágy se nacházejí ve všech tkáních těla. Jsou přítomné například v játrech (tzv. Kupfferovy buňky), plicích (tzv. alveolární makrofágy), mozku (tzv. mikroglie) a ve slezině.
• Makrofágy jsou klíčovými buňkami imunitního systému, které likvidují cizí organismy, stimulují imunitní odpověď a podporují hojení tkání. Jsou nezbytné pro udržení rovnováhy mezi zánětlivými reakcemi a obnovou tkání.

Makrofágy jsou typem bílých krvinek, které jsou součástí obranného mechanismu vašeho těla a také součástí imunitní odpovědi. Jedná se o vysoce specializované buňky, které hrají klíčovou roli při detekci, fagocytóze a likvidaci škodlivých organismů. Činí tak pomocí rozpoznávacího systému, např. toll-like receptorů (TLR), které se vážou na různé složky patogenů, jako jsou cukry, RNA, DNA atd.

Vznikají ve vaší kostní dřeni. Když cizí vetřelec, jako jsou bakterie, vstoupí do vašeho krevního oběhu, makrofágy vylučují určité látky v boji, aby pomohly zabít bakterie.

Makrofágy si můžete představit jako jeden velký žací stroj. Identifikují, obklopí nebo pohltí cizorodou látku a poté cizorodou látku nebo buňky zničí.

 

Další funkcí makrofágů je poskytovat antigeny T buňkám a iniciovat zánět uvolňováním cytokinů, čímž se aktivují další buňky. Tyto buňky jsou přítomny téměř ve všech tkáních našeho těla, i když v různých formách, jako jsou Kupfferovy buňky, osteoklasty atd.

Monocyty jako první reagují, kdykoli dojde k infekci, a následně se diferencují na tkáňové makrofágy. Role makrofágů v patogenezi zánětlivých a degenerativních onemocnění je tak poměrně důležitá vzhledem k jejich schopnosti eliminovat patogeny a stimulovat imunitní buňky.

Kde a jak se v našem těle vyvíjejí makrofágy?

Monocyty jsou rodičovskými buňkami makrofágů a jsou přítomny v kostní dřeni. Po opuštění kostní dřeně monocyty cirkulují v krvi, vstupují do tkání, vyvíjejí se v makrofágy. Je třeba poznamenat, že makrofágy jsou extrémně všestranné a existuje mezi nimi značná heterogenita, pokud jde o jejich morfologii, hladinu zánětlivých cytokinů, které mohou produkovat, a typ patogenů, které mohou identifikovat.

Monocyty jsou prekurzory makrofágů, které cirkulují v krvi. Jakmile dorazí do místa poškození nebo infekce, mohou se přeměnit na makrofágy nebo dendritické buňky. Monocyty jsou první linií mobilních imunitních buněk, které reagují na patogeny.

Je docela pravděpodobné, že tato heterogenní povaha makrofágů byla zděděna od jejich předchůdců, tj. monocytů. Bylo dobře zdokumentováno, že široká škála patogenů vstupuje do lidského těla přes dýchací systém, střevní sliznici, léze na kůži nebo urogenitální trakt. Makrofágy jsou obvykle první linií obrany, protože jsou přítomny v submukózních tkáních.

Makrofágy se nacházejí ve všech tkáních těla. Jsou přítomné například v játrech (tzv. Kupfferovy buňky), plicích (tzv. alveolární makrofágy), mozku (tzv. mikroglie) a ve slezině. Makrofágy se vyvíjejí z monocytů, což jsou buňky produkované v kostní dřeni, které cirkulují v krvi. Když dojde k infekci nebo poškození tkáně, monocyty migrují do postižené oblasti a diferencují se v makrofágy.

Hlavní funkce makrofágů

• Fagocytóza: Makrofágy obklopí a pohltí mikroorganismy nebo poškozené buňky, které následně rozloží enzymy ve svých vnitřních strukturách.
• Prezentace antigenu: Po pohlcení patogenu makrofágy rozkládají jeho proteiny a vystavují jejich fragmenty (antigeny) na svém povrchu. Tento proces slouží jako signál pro další buňky imunitního systému, jako jsou T-lymfocyty, což pomáhá aktivovat specifickou imunitní odpověď.
• Zánětlivá odpověď: Makrofágy produkují cytokiny, což jsou chemické signální molekuly, které stimulují zánět a přivolávají další imunitní buňky do místa infekce nebo zranění. Tento proces je nezbytný pro ochranu těla před infekcemi.
• Údržba tkání: Kromě boje proti infekcím hrají makrofágy důležitou roli i v hojení tkání a odstraňování odumřelých buněk.

Typy makrofágů

Jak již bylo zmíněno dříve, mezi makrofágy existuje podstatná heterogenita. Pokud jde o důležité molekuly, které zprostředkovávají působení makrofágů, scRNA-seq je rozhodující pro zkoumání heterogenity a funkce makrofágů. Některé z makrofágů jsou následující:

• Alveolární makrofágy: Tyto makrofágy se nacházejí v plicních alveolech, odtud plyne jejich název. Hlavní funkcí těchto buněk je fagocytóza mrtvých buněk nebo bakterií (proces, při kterém buňky, nazývané fagocyty, pohlcují a ničí cizorodé částice, mikroorganismy nebo poškozené buňky). Kromě toho také iniciují a kontrolují imunitu vůči široké škále respiračních patogenů.
• Kupfferovy buňky: Kupfferovy buňky se nacházejí v játrech. Ty vyvolávají imunitní reakce a remodelaci tkání.
• Mikroglie: Tyto buňky patří do centrálního nervového systému a jsou zodpovědné za likvidaci starých nebo mrtvých neuronů. Kromě toho také kontrolují imunitu v mozku.
• Makrofágy sleziny: Tyto buňky se nacházejí ve slezině a pomáhají při odstraňování dysfunkčních nebo starých červených krvinek z těla.
• Osteoklasty: Osteoklasty jsou jedním ze čtyř typů kostních buněk. Osteoklasty se podílejí na vstřebávání kostí: jsou to obrovské buňky (o průměru přibližně 150–200 µm) s mnoha nepravidelnými výběžky a několika desítkami jader. Osteoklasty se nacházejí ve vyhloubených jamkách, kde ničí kostní tkáň.

Fenotypy makrofágů

Jak bylo uvedeno dříve, makrofágy mají různé fenotypy a funkce. Makrofágy lze obecně rozdělit do dvou odlišných podskupin – klasicky aktivované (M1) makrofágy a alternativně aktivované (M2) makrofágy.

Makrofágy M1 jsou polarizovány cytokiny Th1 a produkují prozánětlivé cytokiny, jako je interleukin-1p (IL-1p), IL-6, IL-12, IL-23 a TNF-a.

Naopak makrofágy M2 jsou polarizovány Th2 cytokiny a produkují protizánětlivé cytokiny jako IL-10 a TGF-β. Nedávný výzkum ukázal, že nestačí charakterizovat všechna stadia aktivace makrofágů tímto způsobem, protože jsou extrémně elastické a mohou měnit polarizaci v závislosti na podnětech.

A i buněčný metabolismus je zcela odlišný mezi makrofágy M1 a M2, tj. makrofágy M1 se spoléhají na glykolýzu, zatímco kategorie M2 závisí na oxidativní fosforylaci.

 

Role makrofágů

Makrofágy tedy hrají velmi zásadní roli v boji proti nemocem jako součást imunitního systému. Navíc se mohou negativně podílet na chronických zánětech, autoimunitních onemocněních atd. Makrofágy cirkulují téměř v každé tkáni, hlídají patogeny nebo škodlivé organismy a likvidují odumřelé buňky. Tyto buňky jsou klíčové i v procesu hojení rány a bezprostředně po poranění se prozánětlivé makrofágy M1 dostanou do místa rány a zahájí proces čištění rány od mrtvých buněk a škodlivých bakterií.

Během procesu opravy tkáně přecházejí makrofágy M1 na své protějšky M2, které jsou protizánětlivé. Oba tyto procesy jsou extrémně důležité v průběhu opravy tkáně. Kromě toho hrají makrofágy také klíčovou roli ve vaskularizaci rány, tj. fúzi a stabilizaci nových krevních cév. Je třeba poznamenat, že tento proces přechodu prozánětlivých makrofágů na protizánětlivé makrofágy je brzděn u chronických stavů, jako jsou diabetické rány.

Makrofágy mohou také odstranit nádorové buňky. Makrofágy spojené s nádorem (TAM) jsou schopny polarizace na fenotypy M1 nebo M2 v závislosti na mikroprostředí nádoru a tyto různé polarizace mají velmi odlišné důsledky pro vývoj nádoru a šance na celkové přežití.

Výzkumníci prokázali, že vysoký počet makrofágů M2 u pacientů s rakovinou žaludku byl spojen s nižší mírou přežití, zatímco vyšší počet makrofágů M1 vedl k příznivějším výsledkům z hlediska celkového přežití. Přesné pochopení TAM by proto mohlo být extrémně přínosné pro imunoterapii rakoviny.

Jak makrofágy ničí patogen?

Krok 1
Makrofág identifikuje cizorodý materiál a iniciuje imunitní odpověď, která se pohybuje směrem k bakteriím.

Krok 2
Makrofág začne pohlcovat bakterie a začíná proces fagocytózy. Slovo pochází z řeckých slov phago, což znamená ‚požírat‘ nebo ‚jíst‘; a cyte, přípona v biologii, která znamená ‚buňka‘. Společně se fagocyt překládá jako „požírající buňky“.

Rychlost, jakou je částice „pohlcena“, závisí na její velikosti. Malé částice, jako jsou bakterie, jsou požity téměř okamžitě, zatímco větší částice, jako jsou tkáňové buňky nebo shluky bakterií, to trvá déle.

Krok 3
Kolem bakterií se vytvoří bublinková membránová struktura nebo vezikula, která ji uzamkne v makrofágu. Tato vezikula se nazývá fagozom.

Krok 4
Lysozom vázaný na membránu obsahující trávicí enzymy fúzuje s fagozomem a fagocytární enzymy (biologické katalyzátory) jsou vylučovány do vakuoly.

Krok 5
Požité bakterie jsou zničeny a tráveny enzymy, když se ve vakuole smíchají. Existují však určité druhy bakterií, jako je Mycobacterium tuberculosis, které se staly odolnými vůči těmto způsobům trávení.

Krok 6
Vytvoří se zbytkové tělo obsahující nestrávené zbytky bakterií a odpadní materiál se vypustí. Makrofág se tohoto odpadního materiálu zbavuje procesem zvaným exocytóza. Tento proces vyžaduje energii a ta je důležitá pro obnovu buněčné membrány.

Makrofágy dokážou strávit více než 100 bakterií, než samy konečně zemřou na své vlastní trávicí sloučeniny.

Studie a zdroje článku

• Macrophages in immunoregulation and therapeutics Autoři: Shanze Chen, Abdullah F.U.H. Saeed
• Macrophages: shapes and functions Autoři: Uwe Lendeckel, Simone Venz
• Zdroj obrázku ve článku: animaxx3d / depositphotos.com
• Zdroj obrázku ve článku: edesignua / depositphotos.com

Autor článku

Líbil se vám náš článek? Sdílejte ho, uděláte nám radost

Štítky: Lidská krev

Přečtěte si také naše další články