Macrofagele

Macrofagele reprezintă o subcategorie a globulelor ale sângelui, cu rol important în cadrul sistemului imunitar.
Funcția principală a macrofagelor este aceea de a fragmenta și de a distruge resturile celulare (rezultate în urma procesului de apoptoză celulară), microbii, substanțele străine ajunse în organism, celulele tumorale și orice alte elemente celulare străine ajunse în organism prin și care pot reprezenta un pericol pentru sănătate, prin intermediul procesului de fagocitoză.

Macrofagele îndeplinesc numeroase funcții în organismul uman; pe lângă faptul că participă la desfășurarea procesului de fagocitoză, ele intervin și în apărarea nespecifică a organismului, favorizează apariția inflamației prin stimularea sistemului imunitar dar prezintă și un rol antiinflamator, reducând reacțiile imune prin eliberarea de citokine.

Apariția unor tulburări funcționale la nivelul macrofagelor sau scăderea numărului acestora poate duce la apariția unei afecțiuni severe, cunoscută sub denumirea de boală granulomatoasă cronică.

În organismul uman, macrofagele prezintă un diametru de aproximativ 21 micrometri și pot fi evidențiate prin intermetiul testelor imunohistochimice sau prin flowcitometrie. Studiile realizate în acest sens au demonstrat faptul că pot avea expresii proteice specifice, precum CD40, CD14, CD64, CD11b, EMR1, F4/80, MAC-1/MAC-3, lizozimul M și CD68. [1], [2], [3], [4]

Mecanismul de formare a macrofagelor

Macrofagele prezente la nivelul țesuturilor din organismul uman derivă de la nivelul monocitelor circulante sau sunt formate din timpul vieții fetale, înainte de naștere și sunt independente față de monocite.
Studiile realizate în acest sens au demonstrat faptul că, din totalitatea macrofagelor acumulate în zonele bolnave din organism, majoritatea derivă din monocitele circulante și doar o mică parte provin din procesele desfășurate în timpul vieții fetale.
Macrofagele care derivă din monocite rezultă în urma unei serii de modificări: atunci când țesuturile distruse sunt introduse în endoteliul vaselor de sânge prin intermediul monocitelor, are loc un proces denumit „diapedeză leucocitară”, în cadrul căreia are loc migrarea leucocitelor la nivelul țesuturilor din jur. În urma unei serii de astfel de modificări se formează macrofagele derivate din monocite.
Monocitele sunt atrase la nivelul țesuturilor distruse prin intermediul procesului de chemotaxie, declanșat de o serie de stimuli printre care pot fi numărate și celulele distruse și agenții patogeni.
În urma tuturor acestor procese care acționează asupra monocitelor apar macrofagele.

Durata de viață a macrofagelor la nivelul organismului uman este de aproximativ câteva luni de zile. [1], [2], [3], [4]

Tipuri de macrofage

Sistemul fagocitelor mononucleare, cunoscut și sub denumirea de „sistemul reticuloendotelial”, este alcătuit din totalitatea macrofagelor prezente la nivelul organismului uman, localizate „strategic” în zonele cu risc crescut de invazie a agenților microbieni și de acumulare a particulelor străine.

În funcție de localizarea în cadrul acestuis sistem, fiecare dintre macrofage prezintă o denumire caracteristică, astfel:

• La nivelul ficatului sunt denumite „celule Kupffer”
• La nivelul țesutului adipos poartă denumirea de „macrofage ale țesutului adipos”
• La nivell ganglionilor limfatici poartă denumirea de „histiocite sinuzale”
• La nivelul sângelui și a măduvei osoase se numesc „monocite”
• La nivelul sistemului nervos central poartă denumirea de „celule microgliale”
• La nivelul oaselor poartă denumirea de „osteoclaste”
• La nivelul țesuturilor de conexiune ale organismului se numesc „macrofage tisulare”
• La nivelul rinichilor poartă denumirea de „celule mezangiale intraglomerulare”
• La nivelul granuloamelor se numesc „celule epiteloide”
• La nivelul cavității peritoneale poartă denumirea de „macrofage peritoneale”
• La nivelul placentei se numesc „celule Hoffbauer”
• La nivelul alveolelor pulmonare se numesc „macrofage alveolare”
• La nivelul splinei poartă denumirea de „celule ale mucoasei sinusoidale” sau „macrofage ale mucoasei roșii a splinei”.

În funcție de rolul îndeplinit în organismul uman și în funcție de modul de activare a acestora, macrofagele pot fi clasificate în trei categorii:

• Macrofage activate în mod clasic (M1)
• Macrofage activate pe o cale alternativă (M2)
• Macrofage de reglementare (Mregs). [1], [2], [3], [4]

Funcțiile macrofagelor în cadrul organismului uman

În cadrul organismului uman, macrofagele îndeplinesc multiple roluri, toate acestea având ca unic obiectiv menținerea în bune condiții morfofuncționale ale corpului uman.

1. Macrofagele participă în cadrul procesului de fagocitoză.

În cadrul procesului de fagocitoză, macrofagele acționează prin eliminarea din organism a resturilor celulare și a celulelor moarte.
Acest rol al macrofagelor este deosebit de important în cadrul bolilor inflamatorii cronice. În primele stadii de evoluție ale bolilor inflamatorii cronice este prezent un număr extrem de crescut de neutrofile (o categorie de celule inflamatorii).
Aceste neutrofile proliferează în zonele de inflamație cu țesut distrus. După aproximativ o perioadă de 48 de ore de la apariția inflamației, timp în care neutrofilele sunt supuse proceselor de îmbătrânire celulară, în regiunea afectată apar macrofage care fagocitează (distrug) celulele moarte.
Acest proces de fagocitoză poate fi asigurat de majoritatea macrofagelor prezente în diferitele locuri ale organismului uman.
Principalul mecanism de desfășurare a fagocitozei constă în prinderea și încorporarea agentului patogen într-un fagozom, care ulterior va fuziona cu un lizozom, formându-se astfel fagolizozomul; acesta din urmă, împreună cu peroxizii și enzimele secretate în organism, vor digera agentul patogen.
Conform datelor din literatura de specialitate, macrofagele pot digera aproximativ 100 de agenți patogeni. După cum spuneam anterior, durata de viață a macrofagelor este de câteva luni de zile și mor prin intermediul procesului de autodigestie.
Există însă anumiți agenți patogeni, precum Salmonella typhi sau Mycobacterium tuberculosis, care nu pot fi distruși prin intermediul progesului de fagocitoză asigurat de macrofage.

2. Macrofagele intervin în imunitatea adaptativă.

Macrofagele prezintă un rol important în inițierea răspunsului imun prin formarea de antigeni.
Împreună cu monocitele, macrofagele intervin în reglarea răspunsului imun și în dezvoltarea procesului inflamator, prin secreția a numeroase substanțe chimice, precum enzime, interleukine și proteine.
În urma procesului de fagocitoză a agentului patogen, macrofagele integrează antigenul specific acestuia în componența membranei celulare, prezentându-l celulelor T-helper. În urma contactului antigenului microbian cu celulele T-helper, acestea din urmă creează anticorpi, care ulterior vor ataca antigenul agentului microbian, îmbunătățind astfel procesul de fagocitoză.

3. Macrofagele asigură buna desfășurare a proceselor de creștere, regenerare și reparare musculară.

Aceasta se poate realiza prin intermediul a două categorii de macrofage.
Prima categorie de macrofage este reprezentată de macrofagele fagocitare, care apar în timpul activităților musculare intense, determinând inflamarea și liza membranelor celulare, cu lezarea structurală a fibrelor musculare. Această categorie de macrofage fagocitare ating valori crescute în primele 24 de ore de la efectuarea activităților musculare, dar se reduc rapid după 48 de ore de la efortul muscular.
A doua categorie de macrofage, cunoscute sub denumirea de „macrofage non-fagocitare”, se localizează în vecinătatea fibrelor musculare supuse proceselor de regenerare. Acestea ating valori crescute în decursul a două sau patru zile și rămân crescute până la încheierea proceselor de regenerare musculară.
Macrofagele non-fagocitare participă în cadrul proceselor de regenerare musculară prin eliberarea unor substanțe care influențează procesele de creștere, proliferare, diferențiere, regenerare și reparare musculară.

4. Macrofagele asigură homeostazia fierului.

Durata medie de viață a eritrocitelor este de aproximativ 120 de zile, după care ele sunt distruse de către macrofage la nivelul ficatului și a splinei și eliminate prin intermediul procesului de fagocitoză.
În urma procesului de degradare a eritrocitelor (proces asigurat de macrofage), are loc eliberarea de hemoglobină. Gruparea fier de la nivelul hemoglobinei este înglobată de către macrofage sub formă de hemosiderină.
În condițiile în care nivelul depozitele de fier ale organismului cresc sau în contextul apariției inflamației, hepcidina acționează asupra macrofagelor și împiedică apariția pierderilor de fier la acest nivel.

5. Macrofagele intervin în cadrul procesului de pigmentare al pielii.

Aceasta se datorează, în mare parte, capacității acestor celule de a absorbi atât pigmenții propriului organism, cât și pigmenții proveniți din afara organismului (de exemplu prin tatuare). În urmă, pigmentul absorbit este acumulat la nivelul fagolizozomilor sub formă melanină fagocitată.

6. Macrofagele asigură homeostazia la nivelul diferitelor țesuturi din organism.

Fiecare țesut aflat în componența organismului uman deține propriile sale macrofage, prin intermediul cărora se formează legături cu stroma diferitelor organe și țesuturile funcționale din corp.
Aceste macrofage proprii asigură secreția factorilor de creștere esențiali pentru a asigura desfășurarea în bune condiții a funcționalității țesuturilor respective și pentru a le proteja de acțiunea distructivă a proceselor inflamatorii. [1], [2], [3], [4]

Afecțiuni în cadrul cărora sunt implicate macrofagele

În ciuda multiplelor funcții pe care le dețin în organism, macrofagele pot fi implicate în apariția numeroaselor afecțiuni și aceasta datorită ineficienței procesului de fagocitoză a elementelor celulare care trebuiesc eliminate din organism.

Astfel, macrofagele pot fi implicate în apariția următoarelor afecțiuni:

• În cazul tuberculozei, a legionelozei, a brucelozei, a infecției cu adenovirusuriși a leishmaniozei, agenții patogeni sunt înglobați la nivelul macrofagelor; acestea din urmă nu reușesc să-i elimine prin intermediul procesului de fagocitoză și astfel, agentul patogen trăiește, se dezvoltă și se replică la nivelul macrofagelor, fiind protejat de către sistemul imunitar.
• În cadrul aterosclerozei, macrofagele sunt principalele celule implicate în formarea plăcilor de aterom.
• În urma apariției infarctului miocardic acut, macrofagele intervin pentru a îndepărta resturile de celule și celulele moarte ale miocardului, stimulând astfel formarea procesului de regenerare musculară.
• În cazul infecției cu virusul imunodeficienței umane (HIV), macrofagele sunt la rândul lor infectate de către virus, pe care îl înglobează. Din cauza ineficienței procesului de fagocitoză, virusul HIV rămâne timp îndelungat la nivelul macrofagelor, unde se replică și este protejat de acțiunea substanțelor medicamentoase.
• În cadrul afecțiunilor neoplazice, macrofagele stimulează creșterea și dezvoltarea tumorii maligne primare prin favorizarea proliferării celulelor tumorale și a invadării structurilor învecinate. În acest context, macrofagele acționează prin supresia celulelor anti-tumorale și prin desfășurarea angiogenezei tumorale.
• În obezitate, excesul de țesut adipos este asociat unui număr mare de celule inflamatorii, printre care și macrofage. În acest context macrofagele favorizează apariția complicațiilor obezității, precum diabetul zaharat de tip II sau rezistența la insulină.
• Macrofagele pot influența în sens negativ sau pozitiv tratamentul antineoplazic. Macrofagele pot fagocita celulele tumorale moarte rezultate în urma tratamentului antitumoral, pot reprezenta adevărate depozite la nivelul cărora se acumulează substanțele antineoplazice utilizate în scop terapeutic și pot crește imunitatea antitumorală. Pe de altă parte însă, macrofagele pot determina supresia tratamentului chimio-, radio- sau imunoterapic, prin facilitarea progresiei proceselor tumorale maligne. [1], [2], [3], [4]

Creşterea numărului de macrofage

Un număr crescut al macrofagelor poate fi înregistrat în cadrul următoarelor afecţiuni sau condiţii ptologice:

• astm bronşic
• obezitate
• afecțiuni neoplazice
• ateroscleroză
• infarct miocardic acut
• ateroscleroză
• în anumite boli infecțioase, precum infecția HIV, tuberculoza, bruceloza, salmoneloza, etc.