Содержание
Иммунная система обеспечивает жизнь анатомически сложных живых существ на планете. Все животные — открытые системы, поскольку для развития наших метаболических функций нам требуется поступление энергии в виде органического вещества, кислорода в воздухе и бесконечного количества питательных веществ.
По всем этим причинам пищеварительная и дыхательная системы подвергаются воздействию внешней среды, поскольку они напрямую взаимодействуют с окружающей средой через ноздри и рот соответственно.
Эти пути проникновения газов и веществ являются свободным путем для тысяч вирусов, бактерий и гельминтов, которые обосновываются на слизистых оболочках путей, а иногда проходят через систему кровообращения и проникают внутрь организма. Чтобы предотвратить смерть хозяина от патогенного заражения, иммунная система действует с различными биологическими барьерами.
От кожи до лимфоцитов существует ряд механизмов, которые тем или иным образом предотвращают распространение микроорганизмов в нашем организме. Первичные барьеры (кожа, слизистые оболочки, слюна, пот и кашель) предотвращают проникновение болезнетворных микроорганизмов, но когда они устанавливаются по какой-либо причине, ряд клеточных тел, принадлежащих «врожденной иммунной системе», вступает в действие. Макрофаги — одно из важнейших клеточных тел в этом процессе.
Что такое макрофаги?
Макрофаги — это клеточные тела иммунной природы, которые происходят из моноцитов в крови, которые, в свою очередь, вырабатываются в костном мозге специализированными предшественниками. Следует отметить, что, в отличие от других циркулирующих элементов, эти клетки обладают достаточно выраженным полиморфизмом, так как они имеют сферическую, яйцевидную и многоугольную форму с общим диаметром 12-15 мкм. У них также есть яйцевидное, почти пустое ядро с очень небольшим количеством хроматина.
Возникая из моноцитов, макрофаги покидают кровообращение, чтобы адаптироваться и дифференцироваться в разные ткани. Эти клеточные тела встречаются практически во всех областях тела, и их основная функция — поглощать и переваривать любой биологический агент, который интерпретируется как опасный или чужеродный для организма. Кроме того, следует отметить, что существует несколько видов в зависимости от их расположения:
- Альвеолярный макрофаг: как следует из названия, он расположен в легочных альвеолах. Вместе эти клеточные тела отвечают за защиту нижних дыхательных путей.
- Клетки Купфера: отвечают за иммунный ответ и модуляцию ткани в печени.
- Микроглия: находится в центральной нервной системе. Удаляет старые или мертвые нейроны и контролирует иммунитет нервной системы.
- Макрофаги селезенки: они отвечают за устранение старых или дисфункциональных эритроцитов. Это чрезвычайно важно, так как способствует обновлению крови.
Функции
Как видите, макрофаги убивают болезнетворные микроорганизмы, а также клетки самого тела, которые бесполезны или слишком стары.
Фагоцитоз
Основная функция макрофагов — поглощать все инородные тела, попадающие в организм, такие как бактерии и метаболические отходы.
Нейтрофилы (самые многочисленные лейкоциты в системе кровообращения, составляющие 70% от общего количества) первыми достигают места заражения, но их продолжительность жизни очень коротка, от нескольких часов до пары дней максимум. Присутствие нейтрофилов в качестве первого внутреннего защитного барьера стимулирует макрофаги, которые направляются к месту действия и начинают поглощать мертвые нейтрофилы.
Как только они сталкиваются с патогеном, макрофаг обволакивает его фагосомой или эндоцитарным пузырьком, вакуоль, образованная вокруг частицы, ассимилированной фагоцитозом, которая затем сливается с лизосомой, интернализованной в фагоцитарной клетке, давая начало «фаголизосоме». Наконец, различные ферменты воздействуют на микроорганизм, заключенный в фаголизосоме, и разрушают его.
Активация иммунной системы
Макрофаг уничтожает угрозу, находящуюся в конкретной ткани, но на этом его функция не заканчивается. Остатки метаболизма, являющиеся продуктом переваривания микроорганизма, обнажаются в определенных частях клеточной мембраны фагоцита, что позволяет идентифицировать угрозу со стороны Т-хелперных лимфоцитов.
Мы не собираемся сосредотачиваться на сложных иммунных каскадах, поскольку нам достаточно знать, что распознавание и размножение лимфоцитов способствует циркуляции иммуноглобулинов (или антител). Эти антитела распознают антигены на поверхности живых микроорганизмов и прикрепляются к ним, выступая в качестве четких индикаторов угрозы. Таким образом, остальные макрофаги знают, кого атаковать точно, и другие клеточные тела приводятся в движение, чтобы остановить инфекционное событие.
Иммунная система должна быть разделена на две ветви: «врожденную» и «приобретенную». Макрофаги являются частью врожденных механизмов, но, как видите, приобретенная иммунная система не могла бы существовать без них. Это заставляет нас сделать два очень четких вывода:
- Врожденная иммунная система (особенно макрофаги и нейтрофилы) активирует приобретенную иммунную систему в ответ на инфекцию.
- Приобретенная иммунная система для работы использует механизмы врожденного иммунитета. Это означает, что после выработки антител и стимуляции лимфоцитов макрофаги продолжают атаковать угрозу.
Восстановление тканей
Помимо попадания в организм чужеродных соединений, макрофаги также играют важную роль в заживлении ран и регенерации тканей.
Когда происходит травма, тромбоциты являются одними из первых циркулирующих структур, которые достигают открытого пространства, поскольку их функция заключается в том, чтобы как можно быстрее вызвать коагуляцию для поддержания внутреннего гомеостаза.
Привлеченные факторами роста тромбоцито , моноциты с током крови попадают в рану с помощью стенок сосудов и тонких капилляров.
Они быстро превращаются в макрофаги, функция которых заключается в сдерживании любых бактерий или патогенов, которые пытаются проникнуть через отверстие. Они также отвечают за избавление от мертвых тканей (высвобождая протеазы), что «освобождает место» для быстрой и эффективной регенерации тканей.
Макрофаги и рак: палка о двух концах
К сожалению, информация в этой области противоречива и гораздо менее позитивна, чем можно было бы ожидать. Согласно исследованиям, макрофаги могут способствовать и ускорять рост и метастазирование раковых клеток. Воспалительные события, которые они вызывают на начальных стадиях, способствуют мутации клеток в злокачественные штаммы, но, кроме того, они также стимулируют миграцию и пролиферацию уже злокачественных клеток, даже подавляя противоопухолевые механизмы.
Большое количество макрофагов в опухоли положительно коррелирует с худшим прогнозом при многих типах рака, таких как рак груди, шейки матки, головного мозга или простаты. Хотя все механизмы, которые способствуют этому проблемному симбиозу, еще не изучены, эта реальность, несомненно, дает представление о том, что иногда человеческое тело убивает себя без помощи экзогенных факторов.
Как мы видели, макрофаги являются важными клетками как для врожденного, так и для приобретенного иммунного ответа, а также для восстановления тканей и поддержания гемостаза. Кроме того, их изучение и характеристика могут помочь нам лучше понять, почему возникают злокачественные опухоли, поскольку, существует четкая связь между макрофагами и раковыми клетками.