miniatura|Un macrófago de rato estendendo os seus pseudópodos a ambos os lados para fagocitar dúas partículas. miniatura|Macrófago (azul claro) fagocitando unha célula do fungo patóxeno Cryptococcus neoformans (amarelo) cando o macrófago estaba iniciando a mitose (xa desapareceu o núcleo e os cromosomas están condensados en azul escuro). Os macrófagos (do grego makros "grande" + fagein "comer") son células orixinadas pola diferenciación dos monocitos sanguíneos nos tecidos. Os macrófagos son fagocitos duns 21 microns de diámetro. Interveñen na defensa inmunitaria inespecífica ou innata e colaboran no inicio dos mecanismos de defensa específicos ou adaptativos nos animais vertebrados. O seu papel é realizar a fagocitose (englobar e dixerir) restos celulares e patóxenos, xa sexa como células estacionarias nos tecidos ou como células móbiles, que se desprazan por movemento ameboide. Tamén estimulan aos linfocitos e a outras células inmunes para que respondan aos patóxenos, funcionando como células presentadoras de antíxenos. Son células fagocíticas especializadas que atacan ás substancias estrañas, microbios infecciosos e mesmo a células cancerosas, inxeríndoas e destruíndoas.
Os macrófagos poden identificarse pola expresión específica de determinadas proteínas como CD14, CD11b, F4/80 (ratos)/EMR1 (humanos), lisozima M, MAC-1/MAC-3 e CD68 detectada por citometría de fluxo ou tinguidura inmunohistoquímica..
Orixe Os macrófagos proceden dos monocitos. Estes fórmanse na medula ósea a partir de células pluripotenciais da serie granulocítico-monocítica, estimulados polo factor estimulante das colonias de granulocitos-macrófagos (GM-CSF) e outras citocinas como a interleucina 3 (IL-3).
Cando estes factores de crecemento están presentes na medula ósea, a célula proxenitora prolifera e diferénciase en promonocito, célula que en divisións celulares posteriores producirá o monocito. A diferenciación celular da célula nai está asociada coa expresión de receptores de membrana para citocinas específicas. Os monocitos permanecen na medula ósea menos de 24 horas, despois pasan á circulación sanguínea e son distribuídos por todo o corpo. Nesta fase, vense ao microscopio nos frotis de sangre periférico como células de maior tamaño, cuxo diámetro varía entre 15 e 30 μm e posúen unha alta relación núcleo/citoplasma. En adultos sans normais, a vida media dun monocito circulante estímase en 70 horas e están nunha proporción do 1 ao 6% do total de leucocitos nun reconto normal en sangre periférico. Unha vez os monocitos saen dos capilares sanguíneos e se sitúan nos tecidos, transfórmanse en macrófagos. Esta diferenciación de monocito a macrófago afecta a gran cantidade de cambios como que a célula aumenta o seu tamaño de 5 a 10 veces, os seus orgánulos incrementan tanto o seu número como a súa complexidade, adquire capacidade fagocítica, produce altas concentracións de encimas líticas e empeza a segregar gran variedade de substancias solubles que realizan diferentes funcións. Os macrófagos son activados por gran variedade de estímulos durante a resposta inmune. A fagocitose de antíxenos serve como estímulo inicial; porén, os macrófagos e a súa actividade poden aumentarse por citocinas segregadas por linfocitos T colaboradores e produtos bacterianos. Un dos máis potentes activadores de macrófagos é o interferón gamma.
Nalgunhas partes do corpo, como os testículos, observouse que os macrófagos proliferan no órgano por división. A diferenza dos neutrófilos (outros fagocitos), que teñen vida curta, os macrófagos poden vivir moito máis no corpo ata un máximo de varios meses.
Poboacións de macrófagos Actualmente, unha opinión moi compartida é que existen varias formas activadas de macrófagos. A pesar das diferentes formas que hai de activar aos macrófagos, historicamente foron clasificados en dous grupos principais denominados M1 e M2. Os macrófagos M1 son células efectoras inmunitarias que son agresivas contra os microbios e poden fagocitar e dixerir as células moi rapidamente, e producen ademais moitas linfocinas. A medida que se foron descubrindo varias novas formas de activación dos macrófagos, o tipo dos macrófagos M2 utilizouse para describir a todos os outros tipos, incluíndo os que funcionan na curación de feridas e na reparación de tecidos, e aqueles que desactivan a resposta inmunitaria producindo citocinas antiinflamatorias como a IL-10.
Funcións Os macrófagos están entre as principais células fagocíticas do corpo, interveñen na reacción inflamatoria, na presentación dos antíxenos aos linfocitos, na rexeneración de tecidos e na hemostasia.miniatura|Fases da inxestión dun patóxeno por un macrófago: a. Inxestión por medio de fagocitose na que se forma un fagosomab. A fusión dos lisosomas co fagosoma orixina un fagolisosoma, no que o patóxeno é dixerido encimaticamentec. O material residual é expulsado ou asimilado (isto último non se mostra na imaxe) Partes: 1. Patóxenos2. Fagosoma3. Lisosomas4. Material residual5. Citoplasma6. Membrana plasmática. Fagocitose
Unha importante función exercida polos macrófagos é a eliminación de residuos celulares necróticos nos pulmóns. A eliminación do material das células mortas é importante nas inflamacións crónicas, xa que as fases iniciais da inflamación están dominados polos granulocitos neutrófilos, os cales son inxeridos polos macrófagos cando se fan vellos.
A eliminación do tecido necrótico é en gran medida realizado polos macrófagos residentes ou fixos, que están situados en sitios estratéxicos como os pulmóns, fígado, tecido nervioso, ósos, bazo e tecidos conectivos, e que inxiren os materiais estraños como os patóxenos, e recrutan a máis macrófagos se é preciso.
Cando un macrófago inxire un patóxeno, o patóxeno queda no interior dun fagosoma (vacúolo fagocítico), o cal despois se fusiona cun lisosoma. Isto orixina un fagolisosoma (ou lisosoma secundario ou vacúolo dixestivo), no que o patóxeno é destruído e dixerido por encimas e peróxidos tóxicos. Porén, algunhas bacterias, como Mycobacterium tuberculosis, desenvolveron unha resistencia a este proceso de dixestión. Os macrófagos poden dixerir máis de 100 bacterias antes de que finalmente morran debido aos compostos resultantes da dixestión.
Os macrófagos teñen a capacidade de quimiotaxe, é dicir, a de seren atraídos e desprazarse cara a unha determinada localización pola presenza de determinados factores quimiotácticos para monocitos como interleucina-I, trombina, factor de crecemento derivado das plaquetas, factor do complemento C5a, fragmentos de coláxeno, elastina, fibronectina, calicreína, activador do plasminóxeno, inmunoglobulinas e leucotrienos.
Inflamación Os macrófagos forman parte da inmunidade celular innata (a inflamación), é dicir, inician unha resposta natural contra os microorganismos, porque os macrófagos expresan receptores de membrana para numerosas moléculas bacterianas, por exemplo: receptor para lipopolisacárido (CD14), receptores CD11b/CD18, receptores para manosas, e receptor para glícidos entre outros. Por tanto, os seus receptores que posúen unha especificidade a ligandos moi ampla como: lipoproteínas, proteínas, poli e oligonucleótidos, polisacáridos aniónicos, fosfolípidos e outras moléculas.
Presentación de antíxenos
miniatura|Un macrófago J774 activo está capturando catro conidios de forma cooperativa. As células J774 foron tratadas con 5 ng/mL de interferón-γ unha noite antes da gravación das imaxes. A observación fíxose nun período de 2,5 horas tomando unha imaxe cada 30s.|esquerda Os macrófagos son células versátiles que desempeñan moitas funcións ademais de funcionaren como limpadores que eliminan as células mortas e outros refugallos. Xunto coas células dendríticas, son as principais células que funcionan como célula presentadora do antíxeno. A "presentación" do antíxeno, é básica para iniciar a resposta inmunitaria. Ademais, como células secretoras, os monocitos e os macrófagos son vitais para a regulación das respostas inmunes e o desenvolvemento da inflamación; producen un amplo conxunto de substancias químicas potentes (monocinas ou monoquinas) como encimas, proteínas do sistema do complemento, e factores reguladores como a interleucina-1. Ao mesmo tempo, levan na súa superficie receptores para linfocinas que lles permiten ser "activadas" como células dedicadas exclusivamente a perseguir microbios ou células tumorais.
Despois de dixerir un patóxeno, un macrófago debe presentar o antíxeno aos linfocitos Th. Os antíxenos son moléculas, xeralmente proteínas situadas na superficie dos patóxenos, que o sistema inmunitario utiliza para a súa identificación e que fan que se active a resposta inmunitaria. O macrófago dixire o antíxeno durante a fagocitose, fragmentándoo en cachos, que son os que serán presentados. Estes fragmentos de antíxeno son integrados na membrana plasmática do macrófago e mostrados na súa superficie unidos ás proteínas da membrana do complexo maior de histocompatibilidade de clase II (CMH ou en inglés e máis usado MHC), o que indica ás outras células que o macrófago non é un patóxeno a pesar de ter os antíxenos estraños sobe a súa superficie.
A presentación do antíxeno na superficie dos macrófagos unidos ao MHC de clase II nos ganglios linfáticos estimula os linfocitos TH1 (linfocitos T axudantes de tipo 1) a proliferar (principalmente debido á secreción de IL-12 por parte do macrófago). Estas células Th activan os demais linfocitos iniciando a resposta inmunitaria.
Cando os linfocitos B se activan, empezan a producir anticorpos que se unirán aos antíxenos do patóxeno, ou respostas celulares. A unión dos anticorpos cos antíxenos facilita que os patóxenos sexan fagocitados polos macrófagos, xa que estes teñen receptores para a porción Fc dos anticorpos, que facilitan a adhesión. Nalgúns casos, os patóxenos son moi resistentes á adhesión polos macrófagos.
Os macrófagos son responsables tamén doutra liña de defensa contra as células tumorais e células infectadas por fungos ou parasitos, que ten que ver tamén coa súa relación coas células T. Unha vez que a célula T recoñeceu o seu particular antíxeno na superficie de células aberrantes, a célula T actívase, e empeza a producir mediadores químicos coñecidos como linfocinas que estimulan aos macrófagos a ser máis agresivos.
Rexeneración muscular e doutros tecidos
Cando comeza a utilizarse un músculo de forma potencialmente daniña, chegan a el sucesivamente dúas subpoboacións de macrófagos que van intevir na súa reparación. A primeira subpoboación chega cando se incrementa o uso dun músculo dabondo como para producir a lise da membrana muscular e inflamación, e é unha subpoboación fagocítica, que pode degradar os contidos das fibras musculares danadas. Esta primeira invasión de macrófagos fagocíticos chega á súa máxima concentración arredor de 24 horas despois da aparición de danos no músculo ou sobrecarga, pero a súa concentración declina rapidamente despois de 48 horas.
O segundo grupo de macrófagos en chegar non é fagocítico, e distribúese preto das fibras rexenerativas. Chegan á súa máxima concentración entre dous e catro días despois e esta permanece elevada durante varios días mentres ten lugar a reconstrución muscular. A primeira subpoboación non ten beneficio directo na reparación do músculo, pero a segunda si.
Pénsase que os macrófagos liberan substancias solubles que inflúen na proliferación, diferenciación, crecemento, reparación, e rexeneración do músculo, pero neste momento o factor liberado non se coñece. Un estudo realizado en 2006 demostrou a influencia dos macrófagos na rexeneración muscular do músculo sóleo de ratos. A depleción da poboación de macrófagos facía que non se puidese rexenerar o músculo.
A implicación dos macrófagos na reparación de tecidos non é específica do músculo; poden acumularse en numerosos tecidos durante a fase de curación que segue a un dano.
Hemostasia