Makrofág myši, která natahuje ruce, aby pohltila dvě částice, možná patogeny
Makrofágy (řecky: „velcí jedlíci“, makros = velcí, fagein = jedí) jsou buňky uvnitř tkání, které pocházejí ze specifických bílých krvinek zvaných monocyty. Monocyty a makrofágy jsou fagocyty, které působí jak v nespecifické obraně (nebo vrozené imunitě), tak ve specifické obraně (nebo buňkami zprostředkované imunitě) obratlovců. Jejich úlohou je fagocytóza (pohltit a následně strávit) buněčné zbytky a patogeny buď jako stacionární nebo mobilní buňky a stimulovat lymfocyty a další imunitní buňky, aby na patogen reagovaly.
Když se monocyt dostane do poškozené tkáně přes endotel krevní cévy (proces známý jako leukocytární adhezní kaskáda), projde řadou změn, aby se stal makrofágem. Monocyty jsou přitahovány do poškozeného místa chemickými látkami prostřednictvím chemotaxů, které jsou spouštěny řadou podnětů včetně poškozených buněk, patogenů, histaminu uvolněného žírnými buňkami a bazofily a cytokinů uvolněných makrofágy, které jsou již na místě. Na některých místech, jako jsou varlata, bylo prokázáno, že makrofágy zalidnily orgán prostřednictvím proliferace.
Na rozdíl od neutrofilů s krátkou životností – fagocyty dorazí po 72 hodinách od data infekce, do místa infekce, žijí několik dní – se životnost makrofágů pohybuje od měsíců do let.
Jednou z důležitých hlavních rolí makrofágů je odstranění nekrotických trosek a prachu v plicích. Odstranění odumřelého buněčného materiálu je důležité při chronickém zánětu, protože v časných stádiích zánětu převládají neutrofilní granulocyty, které makrofágy přijímají, pokud dosáhnou plnoletosti (popis tohoto procesu viz CD-31).
Odstranění prachu a nekrotické tkáně je ve větší míře řešeno fixními makrofágy, které zůstanou na strategických místech, jako jsou plíce, játra, nervová tkáň, kosti, slezina a pojivová tkáň, požití cizích materiálů, jako je prach a patogeny, v případě potřeby povolají putující makrofágy.
Když makrofág pozře patogen, patogen uvízne v potravinářské vakuole, která se pak spojí s lysozomem. Uvnitř lysozomu tráví vetřelce enzymy a toxické peroxidy. Některé bakterie, například Mycobacterium tuberculosis, se však staly vůči těmto metodám trávení rezistentními. Makrofágy mohou strávit více než 100 bakterií, než nakonec zemřou kvůli vlastním trávicím sloučeninám.
Makrofágy se podílejí na imunitě zprostředkované buňkami spolu s NK buňkami a cytotoxickými T buňkami.
Po strávení patogenu makrofág předá antigen (molekulu, nejčastěji bílkovinu nalezenou na povrchu patogenu, kterou imunitní systém používá k identifikaci) patogenu odpovídající pomocné T buňce. Prezentace se provádí jeho integrací do buněčné membrány a zobrazením připojené k molekule MHC třídy II, což ostatním bílým krvinkám naznačuje, že makrofág není patogenem, přestože má na svém povrchu antigeny.
Výsledkem prezentace antigenu je nakonec tvorba protilátek, které se vážou na antigeny patogenů, což usnadňuje makrofágům jejich přilnavost k jejich buněčné membráně a fagocytizaci. V některých případech jsou patogeny velmi odolné vůči přilnutí makrofágů. Potažení antigenu protilátkami by mohlo být přirovnáno k obalení něčeho suchým zipem, aby se to přilepilo na chlupatý povrch.
Prezentace antigenu na povrchu infikovaných makrofágů (v kontextu MHC třídy II) v lymfatické uzlině stimuluje TH1 (pomocné t-buňky typu 1) k proliferaci (hlavně díky sekreci IL-12 z makrofágu). Když B-buňka v lymfatické uzlině rozpozná stejný nezpracovaný povrchový antigen na bakterii s její na povrchu vázanou protilátkou, antigen je endocytován a zpracován. Zpracovaný antigen je pak prezentován v MHCII na povrchu B-buňky. Receptor TH1, který se proliferoval, rozpozná komplex antigenu-MHCII (s kostimulačními faktory- CD40 a CD40L) a způsobí, že B-buňka produkuje protilátky, které pomáhají opsonizaci antigenu, takže bakterie může být lépe odstraňována fagocyty.
Zapojení do příznaků onemocnění
Vzhledem ke své roli ve fagocytóze se makrofágy podílejí na mnoha onemocněních imunitního systému. Podílejí se například na vzniku granulomů, zánětlivých lézí, které mohou být způsobeny velkým počtem onemocnění.
Byly popsány některé poruchy, většinou vzácné, neúčinné fagocytózy a funkce makrofágů.
Makrofágy jsou převládající buňky podílející se na vytváření progresivních ložiskových lézí aterosklerózy.
Při boji s chřipkou jsou makrofágy odesílány do krku. Dokud však nejsou nalezeny zabijácké T buňky chřipkového viru, makrofágy více škodí než pomáhají. Nejenže ničí krční buňky infikované chřipkovým virem, ale také ničí několik okolních neinfikovaných buněk.
Makrofágy také hrají roli v infekci virem lidské imunodeficience (HIV). Podobně jako T-lymfocyty, mohou být makrofágy infikovány virem HIV, a dokonce se mohou stát rezervoárem probíhající replikace viru v celém těle.
Předpokládá se, že makrofágy napomáhají proliferaci nádorových buněk. Jsou přitahovány k nádorovým buňkám s nedostatkem kyslíku (hypoxie) a podporují chronický zánět. Zánětlivé sloučeniny, jako je Tumor necrosis factor (TNF), uvolněné makrofágem aktivují genový spínač nukleární faktor-kappa B. NF-kB pak vstupuje do jádra nádorové buňky a zapíná produkci proteinů, které zastavují apoptózu a podporují proliferaci a zánět buněk.
Makrofágy jsou všestranné buňky, které hrají mnoho rolí. Jako mrchožrouti zbavují tělo opotřebovaných buněk a dalších zbytků. Patří především mezi buňky, které „představují;“ klíčovou roli při iniciaci imunitní reakce. Jako sekreční buňky jsou monocyty a makrofágy životně důležité pro regulaci imunitních reakcí a rozvoj zánětu; chrlí úžasné množství silných chemických látek (monokinů) včetně enzymů, proteinů komplementu a regulačních faktorů, jako je interleukin-1. Zároveň nesou receptory pro lymfokiny, které jim umožňují „aktivaci“ do cílevědomé honby za mikroby a nádorovými buňkami.
Jak již bylo zmíněno, většina makrofágů je umístěna na strategických místech, kde pravděpodobně dojde k mikrobiálním invazím nebo hromadění prachu, každý typ makrofágů, určený svým umístěním, má specifický název:
Vyšetřování týkající se Kupfferových buněk je ztíženo, protože u lidí jsou Kupfferovy buňky přístupné pouze pro imunohistochemickou analýzu z biopsií nebo pitev. Od potkanů a myší je obtížné je izolovat a po vyčištění lze z jedné myši získat pouze přibližně 5 milionů buněk.
Makrofágy mohou vyjadřovat parakrinní funkce uvnitř orgánů, které jsou specifické pro funkci daného orgánu. Například ve varlatech bylo prokázáno, že makrofágy jsou schopny interagovat s Leydigovými buňkami prostřednictvím sekrece 25-hydroxycholesterolu, oxysterolu, který může být přeměněn na testosteron sousedními Leydigovými buňkami. Také testikulární makrofágy se mohou podílet na vytváření imunitního privilegovaného prostředí ve varlatech a na zprostředkování neplodnosti během zánětu varlat.
Plazma – Hematopoetické kmenové buňky
T buňky: Cytotoxické CD8+, Helper CD4+/Regulatory, γδ, Natural Killer T buněčné B buňky: Plazma, MemoryNatural killer cells (lymfokinem aktivovaná zabijácká buňka)
Granulocyty (Neutrofil, Eosinophil, Basophil) – prekurzory žírných buněkDendritické buňky (Langerhansovy buňky, folikulární dendritické buňky)Monocyty/makrofágy (Histiocyty, Kupfferovy buňky, Langhansovy obří buňky, Microglia, Osteoclasty)Megakaryoblast – Megakaryocyt – destičky
Retikulocyt – Normoblast