Erkennung
Um korrekt zu funktionieren, müssen Makrophagen Material korrekt identifizieren, das entweder fremd ist (nicht selbst) oder entfernt werden muss, z. B. beschädigte Zellen. Sie sind in der Lage, etwas Fremdmaterial direkt zu erkennen (z. B. Lipopolysaccharid (LPS)), aber unter anderen Umständen sind Proteine (Opsonine), die an Bakterien binden, erforderlich, um die Chancen zu erhöhen, das Fremdmaterial erfolgreich an den Makrophagen zu binden. Einige Beispiele für Opsonine umfassen Komplementkomponente C3bi und gebundenen Antikörper.,
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Dies geschieht entweder über sauerstoffabhängige oder sauerstoffunabhängige Wege.
Sauerstoffabhängiges Töten erfordert die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) (O2 -), Wasserstoffperoxid (OH), reaktiven Stickstoffspezies (RNS) (Stickoxid (NO)) und Chlor (Cl*) freie Radikale, die Bakterienmembranen schädigen (OH + Cl* = HOCl (auch Bleichmittel genannt!)). Diese reaktiven Spezies werden während eines Atemstoßes nach Phagozytose erzeugt, wo erhöhte Mengen an Sauerstoff produziert werden. Während dieses Prozesses wird auch Salzsäure (HCl) hergestellt.,
Sauerstoffunabhängiges Töten verwendet Lysosomen, Cathepsin (eine Protease) und andere Mechanismen. Lysozyme sind besonders wirksam gegen grampositive Bakterien, da sie die Glykopeptidschicht der Bakterienorganismen hydrolysieren.
Antigen-Präsentation
Makrophagen wirken auch als Antigen-präsentierende Zellen, die Antigene zu Lymphknoten nehmen, um sich T-Zellen zu präsentieren. MHC II-Proteine (Major Histocompatibility Complex II) auf ihrer Oberfläche ermöglichen es ihnen, mit Helfer-T-Zellen (CD4) zu interagieren., Kurze Peptidsegmente aus fremden Zellen werden mit MHC II präsentiert, das die T-Zelle als Teil der adaptiven Immunantwort aktiviert.
Regulierung des Immunsystems
Makrophagen sind wichtige Akteure bei der Orchestrierung der verschiedenen Teile der Immunantwort., Gewebemakrophagen sind für den Auslöser der angeborenen Immunantwort auf eine Verletzung verantwortlich, indem proinflammatorische Zytokine, insbesondere IL-1, IL-6 und TNF-α, freigesetzt werden, die für die Aktivierung des Endothels von Postkapillarvenolen verantwortlich sind, die es Neutrophilen und anderen Immunzellen ermöglichen, zu haften und Extravasat (aus dem Blut). Durch Wechselwirkungen mit Mastzellen verstärken sie die Freisetzung vasoaktiver Peptide einschließlich Histamin und Bradykinin., Die Zytokine IL-1, IL-6 und TNF-α sind zusammen mit den vasoaktiven Peptiden für die fünf Entzündungszeichen verantwortlich:(Rötung (Rubor), Hitze (Calor), Schwellung (Tumor) und Schmerzen (Dolor), oft begleitet von Funktionsverlust). Die systemische Aktivierung von Makrophagen führt zu dem als septischer Schock bekannten Zustand.
Im letzteren Verlauf der Entzündung sind es die Blutmonozyten zusammen mit dendritischen Zellen, die das Immunsystem durch Interaktion mit CD4+ T-Helferzellen von angeboren auf adaptiv (siehe oben) umstellen.,
Chemotaxis
Makrophagen werden während der gesamten Entzündungsreaktion benötigt, um ihre Funktionen zu erfüllen, mit Phagozytose und der Einleitung der Entzündungsreaktion durch Förderung der Extravasation von Neutrophilen bis hin zur Auflösung der Entzündung und/oder der Einleitung der adaptiven Immunantwort. In jedem Stadium der Entzündung gibt es spezifische Chemoattraktionsmittel, auf die die Makrophagen reagieren., Wenn die Verletzung zum ersten Mal auftritt, sind es die von Bakterien freigesetzten Peptide (insbesondere formyliertes Met-Leu-Phe) und Zytokine, die durch an die Verletzung angrenzende Zellen freigesetzt werden, die die Gewebemakrophagen mit der verletzten Stelle in Kontakt bringen. In den späteren Stadien sind es Zytokine, die von Immunzellen selbst freigesetzt werden, die Blutmonozyten (Blutmakrophagen) zur Verletzung bringen und die adaptive Immunantwort beginnen.
Um durch das Bindegewebe zu wandern, setzen sie Proteasen und Glykoaminoglykanasen durch einen Prozess frei, der als Exozytose (Granulatfusion mit der Plasmamembran) bezeichnet wird.,
Rolle in der Pathologie
Makrophagen treten sowohl bei akuten als auch bei chronischen Entzündungen auf.
Wenn bei chronischen Entzündungsprozessen eine große Anzahl von Makrophagen gefunden wird, impliziert dies die Unfähigkeit, den ursächlichen Organismus zu eliminieren, z. B. Mycobacterium (TB), Actinobacillus, Pilze, Parasiten und Fremdkörper., Resources
PowerPoint
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Tutorial about connective tissues, with slides on Macrophages
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This article has been expert reviewed by Dr Robert J Francis BSc(Hons) PhD Date reviewed: May 17, 2012 |