Makrofag

En makrofag av en mus med to fremspring ( pseudopodia ) som flyter rundt fremmede partikler og inntar dem med det formål å ødelegge.

Makrofager (forkortelse ΜΦ , fra gamle greske μακρός Makros , tysk 'store' og gamle greske φαγεῖν phagein , tysk 'spise' , "giant spise celle ") tilhører den åtseldyr celler ( fagocytter ) og er leukocytter (hvite blodlegemer), så tilhører cellene i immunsystemet . De brukes til å eliminere mikroorganismer ved fagocytose og er fylogenetiske ( fylogenetiske)representerer antagelig de eldste delene av det medfødte immunforsvaret. Makrofaglignende celler er identifisert i fruktflua Drosophila og til og med i planter.

Utvikling og forekomst

Det skilles mellom to typer makrofager basert på deres utviklingsmessige opprinnelse. I benmargen utvikler monocytter og migrerer inn i blodkarene, hvor de sirkulerer i blodet gjennom hele kroppen. Hvis de kommer i kontakt med infeksjoner i løpet av denne tiden , som neutrofiler , er de i stand til i større grad å migrere inn i det berørte vevet. Der skiller de seg inn i makrofager under påvirkning av cytokiner og patogene stoffer. Disse makrofagene er imidlertid kortvarige og må stadig erstattes av nye benmargsceller. Avhengig av stimulering kan de ta forskjellige former: noen reduserer cytoplasma og deretter epiteloidceller som kalles på grunn av deres likhet med epitelceller . Aktiverte makrofager kan også smelte sammen for å danne gigantiske celler med flere kjerner for å omslutte og fordøye større fremmedlegemer ved fagocytose. Makrofager finnes også i morsmelk , der de brukes til å skille ut enzymet lysozym og immunstimulerende stoffer.

Under normale forhold rekrutteres ingen monocytter i vevet for å differensiere til makrofager. Men det er faste makrofager i alle organer. For å beskrive lokaliseringen i forskjellige vev, har de fått spesielle navn. De kalles mikroglia i hjernen , Kupffer-stjerneceller i leveren , alveolære makrofager i lungene , multinukleære osteoklaster funnet i bein , kondroklaster i bruskvev , histiocytter i bindevev , hyalocytter i glasslegemet i øyet og Hofbauer- celler i morkake . De fleste av disse bosatte makrofagene utvikler seg ikke i benmargen, men oppstår i fostrets fase i eggeplommens sekke , er langvarige og oppnås fra beinmargen uavhengig av stamceller.

Betegnelsen kan også være basert på det investerte materialet. B. lipofager (som inneholder fett, f.eks. "Skumceller" i aterosklerotiske plakk eller i fettvevsnekrose), munnfager (inneholder slim, f.eks. I cyster i spyttkjertelen) eller siderofager (inneholder jern eller hemosiderin, f.eks. Etter blødning eller som "Hjertedefektceller ”I lungene).

funksjon

Fagocytose i makrofager:
a. Opptak av fagocytose , dannes et fagosom .
b. Foreningen av fagosom og lysosom danner et fagolysosom. Patogenet brytes deretter ned av enzymer.
c. Oppløst materiale skilles ut eller assimileres.
Forklaring av symboler:
1. Patogener
2. Fagosom
3. Lysosom
4. Rester
5. Cytoplasma
6. Cellemembran

Utenlandske proteiner eller glykoproteiner , som de på overflatene av virus og bakterier , gjenkjennes av makrofager i vevet. I en prosess som kalles fagocytose , blir mikroorganismene absorbert eller "strømmet aktivt" og delvis nedbrutt intracellulært. Samtidig frigjør makrofager og nøytrofile granulocytter på denne måten kjemiske tiltrekkingsmidler ( kjemokiner ) som rekrutterer andre celler av sitt slag fra blodet. Utgivne cytokiner forårsaker også lokal betennelse. Komponentene i det tidligere inntatte patogenet blir deretter transportert til celleoverflaten til makrofagen og koblet til det av et MHC-II-molekyl .

Den antigenpresentasjon muliggjør aktivering av celler av den ervervede immunsystemet ( T-hjelpeceller ). Disse sender igjen et signal tilbake til makrofagene for å ødelegge patogenene som tidligere ble inntatt. I motsetning til dendrittiske celler har aktiverte makrofager bare begrenset evne til å aktivere naive T-celler (dvs. T-celler som ennå ikke har kommet i kontakt med et antigen) . Makrofager (spesielt de i sekundære lymfatiske organer) bidrar imidlertid til at T-celler multipliserer sterkt og skiller seg ut i "fungerende" effektor-T-celler og minne-T-celler. I tillegg til denne aktiveringen av det ervervede immunsystemet, fjerner makrofager også eldre, ødelagte og apoptotiske celler fra kroppen. Etter en vellykket bekjempet infeksjon er makrofager involvert i helingsprosessen ved å fremme arrdannelse (granulasjonsvev) og dannelsen av nye blodkar ( angiogenese ).

Makrofager kan også være direkte involvert i et organs funksjon. I bindevevet i testikelen skiller de for eksempel ut 25-hydroksykolesterol, et stoff som blir tatt opp av nærliggende Leydig-celler og blir brukt der for å syntetisere testosteron . I tilfelle en betennelse i testikelen , utfører makrofager sin immunologiske oppgave og er ikke lenger tilgjengelig for å støtte testosteronproduksjon. Dette fører til infertilitet .

Involvering i sykdomssymptomer

Ved tuberkulose tar makrofager opp patogenet (vanligvis Mycobacterium tuberculosis ) i henhold til deres funksjon . I motsetning til andre bakterier er tuberkulosepatogenene imidlertid i stand til å overleve i makrofager på grunn av den voksagtige naturen til celleveggen. Likevel rekrutteres ytterligere monocytter fra blodet, som forvandles til epitelceller og akkumuleres. Disse makrofag-etterkommerne, som slår på grunn av kattens tungelignende kjerne, danner en beskyttende vegg, i midten som de infiserte cellene dør av. Strukturen omsluttet av epitelceller med en diameter på opptil 1 mm kalles granulom . Epitelcellene kan også smelte sammen for å danne Langhans gigantiske celler med flere kjerner , som imidlertid ikke skal forveksles med Langerhans-celler i epidermis.

I tilfelle lipidmetabolismeforstyrrelser, fedme og sykdommer som Niemann-Pick syndrom eller Alport syndrom , kan makrofager absorbere et overskudd av lipider og kalles da "skumceller". I blodet spiller denne formen en rolle i utviklingen av arteriosklerose .

Blodbelastning i lungene til pasienter med hjertesykdom kan føre til akkumulering av hemosiderin der. De lokale alveolære makrofagene tar opp dette jern-proteinkomplekset. Disse cellene og deres "last" kan oppdages i de hostede sekresjonene i luftveiene i tilhørende pasienter. De kan også fungere som diagnostiske verktøy, og det er grunnen til at disse makrofagene kalles "hjertefeilceller".

En annen spesiell form for bindevevsmakrofager er "Anitschkow-celler", som er involvert i dannelsen av revmatisk granulom . Denne strukturen er også kjent som Aschoff-nodulen.

Funnhistorie

Rudolf Virchows baserte forslag beskrev Kranid Slavjanski 1863 for første gang at han i alveoler av kaniner i hvis luftrør han tidligere en kaneloppløsning dryppet, fant celler, " som hadde karakteren av hvite blodlegemer og noen ganger til og med vermilion inneholdt ". I motsetning til tidligere teorier konkluderte han ut fra eksperimentene sine at disse cellene ikke skulle sees på som " metamorfosert alveolær epitel ", det vil si komme fra lungeslimhinnen. Det er " åpenbart å akseptere dem som hvite blodlegemer som vandrer ut av karene ". I følge dagens kunnskap beskrev han dermed ikke bare de første " forbrukende " alveolære makrofagene, men også deres evne til å migrere fra blodkarsystemet til organer.

Først i 1880 beskrev Ilya Metschnikow prinsippet om fagocytose. Basert på sin undersøkelse av fagocytiske celler i sjøstjerner , laget han begrepet "makrofag" og anerkjente dets betydning for immunforsvaret. For dette og andre prestasjoner i beskrivelsen av det cellulære immunforsvaret mottok Metschnikow sammen med Paul Ehrlich i 1908 Nobelprisen for fysiologi og medisin.

I første halvdel av det 20. århundre ble funksjonen til de "faste" vevsmakrofager (histiocytter) stadig mer beskrevet. På bakgrunn av dette definerte Ludwig Aschoff og andre forskere prinsippet til retikuloendotelialsystemet (RES), som ble utvidet på slutten av 1960-tallet under navnet det mononukleære fagocytiske systemet .

Sammenlignet med andre celler viste det seg vanskelig å studere cellebiologien til makrofager de neste årene . Først på midten av 1980-tallet fikk man ny innsikt i viktigheten av makrofager: For eksempel ble det oppdaget et tidligere ukjent cytokin produsert av makrofager etter kontakt med LPS , tumornekrosefaktoren . Oppdagelsen av makrofagspesifikke vekstfaktorer som M-CSF på dette tidspunktet ga også ny innsikt i differensieringen av celler fra monocytter til makrofager.

På 1990-tallet ble overflatemarkører i økende grad brukt til å lokalisere delpopulasjoner av makrofager i forskjellige vev. På denne måten kunne tidligere definisjoner av vevsspesifikke makrofager konsolideres.

Immunofenotype

Celletype CD11b CD11c F4 / 80 Gr-1 Ly6C Ly6G iNOS TNFa
Monocyte +++ - + + +++ - +++ +++
Makrofag ++ + +++ + +/- - ++ ++
monocytoid MDSC ++ + ++ ++ +++ - +++ +
granulocytt. MDSC ++ + - ++ + ++ + +
plasmocytt. DC - + +/- + + - - -
Tips DC + + - + - + ++ ++
CD4-CD8a- DC ++ +++ + - +/- - - +/-
CD4-CD8a + DC - +++ - - +/- - - +/-
CD4 + CD8a- DC ++ +++ + + + / i - - +/-
Benmarg. DC + + +/- + - +/- + +
Skin DC + + +/- ? ? ? + +
Langerhans celle + + +/- - - - +/- +

Originaltabell med referanser for alle artiklene i PMID 22416241 (OA).

litteratur

  • Abul K. Abbas, Andrew Lichtman: Molekylær og cellulær immunologi. 5. utgave. Saunders, 2005, ISBN 1-416-02389-5 .
  • Abul K. Abbas, Andrew Lichtman, Nelson Fausto: Robbins Pathologic Basis of Disease. 7. utgave. Saunders, 2004, ISBN 0-7216-0187-1 .
  • Herbert Hof, Rüdiger Dörries: Medisinsk mikrobiologi. 3. Utgave. Thieme, 2005, ISBN 3-13-125313-4 .
  • T. Gui, A. Shimokado et al.: Ulike roller av makrofager i aterosklerose: fra inflammatorisk biologi til oppdagelse av biomarkører. I: Mediators of Inflammation. Volum 2012, 2012, s. 693083, ISSN  1466-1861 . doi: 10.1155 / 2012/693083 . PMID 22577254 . PMC 3337637 (fri fulltekst). (Anmeldelse).

Individuelle bevis

  1. Wilhelm Gemoll : gresk-tysk skole og manuell ordbok. München / Wien 1965.
  2. Abul K. Abbas, Andrew Lichtman, Shiv Pillai: Cellular and Molecular Immunology. 6. utgave. Saunders Elsevier, 2007, s. 30.
  3. KM Murphy et al: Janeway Immunology. 7. utgave. Spektrum Akademischer Verlag, 2009, ISBN 978-3-8274-2047-3 , spesielt kapittel 2 og 8.
  4. Kranid Slavjanski: Eksperimentelle bidrag til Pneumonokoniosis-undervisning. I: Würzburger Medicinische Zeitschrift. Volum IV, 1863.
  5. E. Metchnikoff: Om den intracellulære fordøyelsen i coelenterates. I: Zoologischer Anzeiger. 3, 1880, s. 261-263.
  6. Presentasjonstale av professor grev KAH Mörner, rektor ved Royal Caroline Institute, den 10. desember 1908 rosende tale
  7. ^ R. van Furth: Celler i det mononukleære fagocyttsystemet. Nomenklatur når det gjelder lokaliteter og forhold. I: Mononukleære fagocytter. Funksjonelle aspekter, del I; Martinus Nijhoff, Haag 1980, s. 1-30.
  8. B. Beutler, J. Mahoney, N. Le Trang, P. Pekala, A. Cerami: Rensing av kakektin, et lipoprotein lipase-undertrykkende hormon som utskilles av endotoksin-indusert RAW 264.7 celler. I: J Exp Med . 161 (5), 1. mai 1985, s. 984-995. PMID 3872925 .
  9. V. Chitu, ER Stanley: koloni-stimulerende faktor-1 i immunitet og inflammasjon. I: Curr Opin Immunol . 18 (1), februar 2006, s. 39-48. PMID 16337366
  10. S. Gordon L. Lawson, S. Rabinowitz, PR Crocker, L. Morris, VH Perry: Antigen markører av makrofag differensiering i murine vev. I: Curr Top Microbiol Immunol. 181, 1992, s. 1-37. PMID 1424778
  11. ^ M. Schmid, AK måter, U. Ritter: Kjennetegn på "Tip-DCs og MDSCs" og deres potensielle rolle i Leishmaniasis. I: Frontiers in Microbiology. Volum 3, 2012, s. 74, doi : 10.3389 / fmicb.2012.00074 , PMID 22416241 , PMC 3298847 (fri fulltekst).

weblenker

Commons : Macrophages  - Samling av bilder, videoer og lydfiler