Wat zijn Macrofagen?

Macrofagen zijn immuunsysteemcellen die van vitaal belang zijn voor de ontwikkeling van niet-specifieke afweermechanismen die de eerste verdedigingslinie bieden tegen ziekteverwekkers. Deze grote immuuncellen zijn aanwezig in bijna alle weefsels en verwijderen actief dode en beschadigde cellen, bacteriën, kankercellen en celresten uit het lichaam. Het proces waarbij macrofagen cellen en pathogenen overspoelen en verteren, wordt fagocytose genoemd. Macrofagen helpen ook bij celgemedieerde of adaptieve immuniteit door informatie over vreemde antigenen vast te leggen en te presenteren aan immuuncellen die lymfocyten worden genoemd. Hierdoor kan het immuunsysteem beter beschermen tegen toekomstige aanvallen van dezelfde indringers. Bovendien zijn macrofagen betrokken bij andere waardevolle functies in het lichaam, waaronder hormoonproductie, homeostase, immuunregulatie en wondgenezing.

Macrophage Phagocytose

Met fagocytose kunnen macrofagen schadelijke of ongewenste stoffen in het lichaam verwijderen. Fagocytose is een vorm van endocytose waarbij materie wordt opgeslokt en vernietigd door een cel. Dit proces wordt geïnitieerd wanneer een macrofaag wordt aangetrokken tot een vreemde stof door de aanwezigheid van antilichamen. Antilichamen zijn eiwitten die worden geproduceerd door lymfocyten die zich binden aan een vreemde stof (antigeen) en deze markeren voor vernietiging. Als het antigeen eenmaal is gedetecteerd, stuurt een macrofaag projecties uit die het antigeen (bacteriën, dode cellen, enz.) Omringen en omsluiten en het in een blaasje omsluiten. Het geïnternaliseerde blaasje dat het antigeen bevat, wordt een fagosoom genoemd. Lysosomen in de macrofaag versmelten met de phagosome het vormen van een fagolysosoom. Lysosomen zijn membraneuze zakjes van hydrolytische enzymen gevormd door het Golgi-complex die in staat zijn organisch materiaal te verteren. Het enzymgehalte van de lysosomen komt vrij in het fagolysosoom en de vreemde stof wordt snel afgebroken. Het afgebroken materiaal wordt vervolgens uitgeworpen uit de macrofaag.

Macrofaagontwikkeling

Macrofagen ontstaan uit witte bloedcellen die monocyten worden genoemd. Monocyten zijn het grootste type witte bloedcellen. Ze hebben een grote, enkele kern die vaak niervormig is. Monocyten worden geproduceerd in het beenmerg en circuleren in het bloed van een tot drie dagen. Deze cellen verlaten bloedvaten door bloedvaten endotheel te passeren om weefsels binnen te gaan. Zodra ze hun bestemming bereiken, ontwikkelen monocyten zich tot macrofagen of tot andere immuuncellen die dendritische cellen worden genoemd. Dendritische cellen helpen bij de ontwikkeling van antigeenimmuniteit.

Macrofagen die zich onderscheiden van monocyten zijn specifiek voor het weefsel of orgaan waarin ze zich bevinden. Wanneer de behoefte aan meer macrohagen ontstaat in een bepaald weefsel, produceren de levende macrofagen eiwitten die worden genoemd cytokines die ervoor zorgen dat reagerende monocyten zich ontwikkelen tot het type macrofaag dat nodig is. Macrofagen die infecties bestrijden, produceren bijvoorbeeld cytokines die de ontwikkeling bevorderen van macrofagen die gespecialiseerd zijn in het bestrijden van ziekteverwekkers. Macrofagen die gespecialiseerd zijn in het genezen van wonden en het herstellen van weefsel, ontwikkelen zich uit cytokines die worden geproduceerd als reactie op weefselbeschadiging.

Macrofaagfunctie en locatie

Macrofagen worden in bijna elk weefsel in het lichaam gevonden en vervullen een aantal functies buiten de immuniteit. Macrofagen helpen bij de productie van geslachtshormonen bij mannelijke en vrouwelijke geslachtsklieren. Macrofagen helpen bij de ontwikkeling van bloedvatnetwerken in de eierstok, wat van vitaal belang is voor de productie van het hormoon progesteron. Progesteron speelt een cruciale rol bij de implantatie van het embryo in de baarmoeder. Bovendien helpen macrofagen in het oog om bloedvatnetwerken te ontwikkelen die nodig zijn voor een goed zicht. Voorbeelden van macrofagen die zich op andere locaties van het lichaam bevinden, zijn onder meer:

Central Nervous System-Microglia zijn gliacellen gevonden in zenuwweefsel. Deze extreem kleine cellen patrouilleren in de hersenen en het ruggenmerg en verwijderen cellulair afval en beschermen tegen micro-organismen.
Vetweefsel-Macrofagen in vetweefsel beschermen tegen microben en helpen vetcellen ook om de gevoeligheid van het lichaam voor insuline te behouden.
Integumentary System-Langerhans-cellen zijn macrofagen in de huid die een immuunfunctie dienen en helpen bij de ontwikkeling van huidcellen.
Nieren-Macrofagen in de nieren helpen microben uit bloed te filteren en helpen bij de vorming van kanalen.
Milt-Macrofagen in de rode pulp van de milt helpen beschadigde rode bloedcellen en microben uit bloed te filteren.
Lymfatisch systeem - Macrofagen opgeslagen in het centrale gebied (medulla) van lymfeklieren filter lymfe van microben.
Voortplantingssysteem - Macrofagen in geslachtsklieren helpen bij de ontwikkeling van geslachtscellen, embryo-ontwikkeling en de productie van steroïde hormonen.
Digestive System-Macrophages in de darmen controleren het milieu en beschermen tegen microben.
Longen-Macrofagen aanwezig in de longen, bekend als alveolaire macrofagen, verwijderen microben, stof en andere deeltjes van ademhalingsoppervlakken.
Bot-Macrofagen in bot kunnen zich ontwikkelen tot botcellen die osteoclasten worden genoemd. Osteoclasten helpen bot af te breken en botcomponenten te resorberen en te assimileren. Onrijpe cellen waaruit macrofagen worden gevormd, bevinden zich in niet-vasculaire secties van het beenmerg.

Macrofagen en ziekte

Hoewel een primaire functie van macrofagen is om te beschermen tegen bacteriën en virussen, kunnen deze microben soms het immuunsysteem ontwijken en immuuncellen infecteren. Adenovirussen, HIV en de bacteriën die tuberculose veroorzaken, zijn voorbeelden van microben die ziekte veroorzaken door macrofagen te infecteren. Naast dit soort ziekten zijn macrofagen gekoppeld aan de ontwikkeling van ziekten zoals hartaandoeningen, diabetes en kanker. Macrofagen in het hart dragen bij aan hartaandoeningen door te helpen bij de ontwikkeling van atherosclerose. Bij atherosclerose worden slagaderwanden dik als gevolg van chronische ontsteking veroorzaakt door witte bloedcellen. Macrofagen in vetweefsel kunnen ontstekingen veroorzaken waardoor vetcellen resistent worden tegen insuline. Dit kan leiden tot de ontwikkeling van diabetes. Chronische ontsteking veroorzaakt door macrofagen kan ook bijdragen aan de ontwikkeling en groei van kankercellen.

bronnen:

Witte bloedcellen. De histologiegids. Toegankelijk 09/18/2014 (http://www.histology.leeds.ac.uk/blood/blood_wbc.php)
De biologie van macrofagen - een online review. Macrophage Biology Review. Macrophages.com. Gepubliceerd 05/2012 (http://www.macrophages.com/macrophage-review)

Wetenschap