Makrofág

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox buňka Makrofág (z řeckých slov makros - velký a phagein - jíst) je typ bílé krvinky, která patří do imunitního systému. Jedná se o profesionální fagocyt, jehož hlavní funkcí je pohlcování a trávení buněčného odpadu, patogenů (jako jsou bakterie, viry a houby) a nádorových buněk. Makrofágy jsou klíčovými buňkami přirozené (nespecifické) imunity a zároveň hrají zásadní roli v iniciaci adaptivní (specifické) imunity tím, že prezentují antigeny T-lymfocytům.

Vznikají diferenciací z monocytů, které cirkulují v krvi. Když monocyty opustí krevní řečiště a vstoupí do tkání, přemění se v makrofágy. Tyto buňky se nacházejí prakticky ve všech tkáních těla, kde mají specifické názvy a funkce, například Kupfferovy buňky v játrech, alveolární makrofágy v plicích nebo mikroglie v centrální nervové soustavě.

📜 Historie a objev

Koncept fagocytózy a buňky, která ji provádí, objevil v roce 1882 ruský zoolog a nositel Nobelovy ceny Ilja Iljič Mečnikov. Při studiu larev hvězdice si všiml, že určité mobilní buňky obklopují a pohlcují cizí částice, jako jsou třísky. Tento proces nazval fagocytóza ("pojídání buňkami") a buňky samotné fagocyty. Mečnikov správně usoudil, že se jedná o základní obranný mechanismus organismu proti infekci. Jeho práce položila základy buněčné imunologie a definovala klíčovou roli makrofágů v obraně těla. Původně rozlišoval "mikrofágy" (dnes známé jako neutrofily) a větší "makrofágy".

🧬 Vývoj a diferenciace

Makrofágy pocházejí z hematopoetických kmenových buněk v kostní dřeni. Tyto kmenové buňky se diferencují na monoblasty, které se dále vyvíjejí v promonocyty a nakonec v monocyty. Monocyty jsou uvolňovány do krevního oběhu, kde cirkulují přibližně 1–3 dny.

Když dojde v některé tkáni k zánětu nebo poškození, monocyty jsou přitahovány chemokiny na místo určení. Zde opouštějí cévy procesem zvaným diapedéza a vstupují do tkáně. V tkáňovém prostředí pod vlivem různých růstových faktorů a cytokinů (zejména M-CSF, Macrophage colony-stimulating factor) procházejí konečnou diferenciací a transformují se ve zralé makrofágy. Během této transformace se zvětšují, zvyšuje se počet jejich organel (zejména lysozomů) a získávají výraznou schopnost fagocytózy.

Některé populace tkáňových makrofágů (např. mikroglie v mozku) vznikají již během embryogeneze a jsou schopny sebeobnovy přímo v tkáni, nezávisle na monocytech z krve.

⚙️ Funkce makrofágů

Makrofágy jsou multifunkční buňky s širokým spektrem úkolů, které jsou klíčové pro udržení homeostázy a obranu organismu.

🍽️ Fagocytóza

Jedná se o nejznámější funkci makrofágů. Proces fagocytózy zahrnuje několik kroků:

1. Rozpoznání a přilnutí: Makrofág rozpoznává cílové částice, jako jsou bakterie, zbytky mrtvých buněk (apoptotická tělíska) nebo cizorodý materiál. Rozpoznání je často usnadněno procesem zvaným opsonizace, kdy jsou cíle označeny protilátkami nebo složkami komplementového systému.
2. Pohlcení: Makrofág vysílá výběžky své buněčné membrány, tzv. pseudopodie, které obklopí cíl a uzavřou ho do váčku zvaného fagozom.
3. Trávení: Fagozom splyne s lysozomem, který obsahuje silné trávicí enzymy a reaktivní formy kyslíku (např. peroxid vodíku). Vzniká tak fagolysozom, ve kterém je pohlcený materiál zničen a rozložen na základní molekuly.

🛡️ Prezentace antigenu

Po pohlcení a rozložení patogenu makrofágy vystavují jeho fragmenty (antigeny) na svém povrchu. K tomu využívají molekuly zvané MHC glykoproteiny II. třídy. Takto "ozdobený" makrofág putuje do nejbližší lymfatické uzliny, kde antigen prezentuje pomocným T-lymfocytům. Tímto krokem makrofág aktivuje specifickou (adaptivní) imunitní odpověď, která vede k produkci cílených protilátek a aktivaci dalších imunitních buněk. Makrofágy tak tvoří klíčový most mezi nespecifickou a specifickou imunitou.

🧪 Produkce cytokinů

Aktivované makrofágy produkují a uvolňují širokou škálu signálních molekul zvaných cytokiny. Tyto molekuly fungují jako poslové imunitního systému a koordinují jeho odpověď. Mezi nejdůležitější cytokiny produkované makrofágy patří:

• Tumor nekrotizující faktor-alfa (TNF-α): Vyvolává zánět, horečku a může zabíjet nádorové buňky.
• Interleukin-1 (IL-1): Podobně jako TNF-α podporuje zánět a aktivuje další imunitní buňky.
• Interleukin-6 (IL-6): Stimuluje játra k produkci proteinů akutní fáze a podporuje aktivaci B-lymfocytů.
• Interleukin-12 (IL-12): Směřuje imunitní odpověď směrem k buněčné imunitě (aktivaci T-lymfocytů).

❤️‍🩹 Hojení ran a remodelace tkání

Kromě boje s infekcí hrají makrofágy nezastupitelnou roli i v procesu hojení. Po odeznění zánětu se jejich funkce mění. Přestávají produkovat prozánětlivé cytokiny a naopak začnou uvolňovat růstové faktory, které podporují růst nových cév (angiogeneze) a tvorbu nové tkáně. Zároveň pohlcují zbytky poškozených buněk a extracelulární matrix, čímž "uklízejí" prostor pro regeneraci.

🌍 Typy a lokalizace

Makrofágy se nacházejí ve všech tkáních, kde tvoří tzv. mononukleární fagocytární systém. Podle své lokalizace a specifické funkce se nazývají různě:

• Alveolární makrofágy: Nacházejí se v plicních sklípcích, kde pohlcují vdechnuté částice, prach, alergeny a patogeny. Jsou první obrannou linií v dýchacích cestách.
• Kupfferovy buňky: Jsou lokalizovány v jaterních sinusoidách. Filtrují krev přicházející z trávicího traktu, odstraňují staré červené krvinky a bakterie.
• Mikroglie: Jsou rezidentní imunitní buňky centrální nervové soustavy (mozek a mícha). Chrání neurony, odstraňují buněčný odpad a podílejí se na synaptickém "prořezávání".
• Osteoklasty: Nacházejí se v kostech a jsou zodpovědné za resorpci (odbourávání) kostní tkáně, což je klíčové pro remodelaci kostí a udržování hladiny vápníku v krvi.
• Histiocyty: Jsou makrofágy v pojivové tkáni.
• Peritoneální makrofágy: V břišní dutině.
• Slezinné makrofágy: Ve slezině, kde filtrují krev a odstraňují staré krevní buňky a opsonizované patogeny.

🔬 Polarizace makrofágů (M1 vs. M2)

Makrofágy jsou extrémně plastické buňky a mohou měnit svou funkci v závislosti na signálech z okolního prostředí. Tento proces se nazývá polarizace. Tradičně se rozlišují dva hlavní fenotypy:

🔥 Klasicky aktivované (M1)

Makrofágy M1 jsou "zabijáci". Jsou aktivovány signály, jako je interferon-gamma (IFN-γ) a lipopolysacharid (LPS) z bakterií. Jejich hlavní rolí je obrana proti bakteriálním a intracelulárním patogenům. Produkují vysoké množství prozánětlivých cytokinů (TNF-α, IL-1, IL-12) a reaktivních forem kyslíku a dusíku, které účinně ničí mikroby. Jsou klíčové v akutní fázi zánětu.

🩹 Alternativně aktivované (M2)

Makrofágy M2 jsou "hojiči". Jsou aktivovány cytokiny jako interleukin-4 (IL-4) a interleukin-13 (IL-13). Jejich funkce je protizánětlivá. Podílejí se na potlačení zánětu, hojení ran, remodelaci tkání a obraně proti parazitickým červům. Produkují protizánětlivé cytokiny (např. IL-10) a růstové faktory.

Tento model (M1/M2) je zjednodušením, ve skutečnosti existuje celé spektrum aktivačních stavů makrofágů.

🩺 Klinický význam

Dysfunkce makrofágů je spojena s řadou onemocnění:

• Infekční nemoci: Některé patogeny, jako například Mycobacterium tuberculosis (původce tuberkulózy) nebo Leishmania, se adaptovaly tak, že dokáží přežívat a množit se uvnitř makrofágů, čímž unikají imunitnímu systému.
• Ateroskleróza: Makrofágy v cévní stěně pohlcují cholesterol a mění se v tzv. pěnové buňky. Hromadění těchto buněk vede k tvorbě aterosklerotických plátů, které zužují cévy a mohou způsobit infarkt myokardu nebo mrtvici.
• Autoimunitní onemocnění: U nemocí jako revmatoidní artritida nebo Crohnova choroba přispívají chronicky aktivované makrofágy k poškozování vlastních tkání produkcí zánětlivých cytokinů.
• Rakovina: Nádory mohou "přeprogramovat" makrofágy ve svém okolí (tzv. TAM - tumor-associated macrophages) na protizánětlivý M2 fenotyp. Tyto makrofágy pak potlačují protinádorovou imunitu a podporují růst nádoru, jeho prokrvení a tvorbu metastáz.
• Obezita a diabetes 2. typu: V tukové tkáni obézních jedinců se hromadí prozánětlivé makrofágy, které přispívají k chronickému zánětu nízkého stupně a rozvoji inzulinové rezistence.

🧑‍🏫 Pro laiky: Makrofág jako úklidová četa a strážník

Představte si makrofág jako multifunkčního robota ve vašem těle, který plní hned několik úkolů najednou:

1. Úklidová četa: Makrofág neustále prochází tkáněmi a "požírá" veškerý nepořádek – staré a poškozené buňky, buněčné trosky a cizí částice jako prach, který vdechnete. Bez tohoto úklidu by se v těle hromadil odpad a nemohlo by správně fungovat.

2. Pohraniční stráž a policista: Když do těla pronikne vetřelec, například bakterie, makrofág je první na místě. Okamžitě vetřelce pohltí a zničí. Funguje jako strážník, který zneškodní hrozbu dříve, než napáchá větší škody.

3. Vyšetřovatel a informátor: Poté, co makrofág zničí vetřelce, vezme si jeho "občanský průkaz" (kousek bakterie, tzv. antigen) a ukáže ho dalším, specializovanějším buňkám imunitního systému (T-lymfocytům). Tím jim přesně řekne: "Takový nepřítel na nás útočí, připravte si na něj speciální zbraně!" Tím spustí cílenou a mnohem silnější imunitní reakci.

4. Stavební dělník a mistr: Jakmile je boj u konce a oblast je uklizená, makrofág změní svou roli. Začne produkovat látky, které podporují hojení a opravu poškozené tkáně. Řídí vlastně rekonstrukci bojiště, aby bylo vše zase jako nové.

Stručně řečeno, makrofág je neúnavný a všestranný pracovník, který tělo čistí, brání, informuje a opravuje.

Šablona:Aktualizováno