Caractéristiques des macrophages, formation, types, fonctions

Les macrophages Ce sont des cellules phagocytaires dédiées qui appartiennent à l'un des nombreux types de cellules présentes dans les tissus conjonctifs. Ils existent en tant que cellules mobiles et fixes, et ce sont des effecteurs importants dans le système immunitaire.

Ils appartiennent au système phagocytaire mononucléaire, qui comprend, en plus des macrophages, des monocytes, des promocytes et de leurs cellules précurseurs. La fonction principale des cellules appartenant à ce système est de "nettoyer" le sang, la lymphe et d'autres tissus par ingestion ou phagocytose de différentes particules.

Macrophage Phagocypage d'une cellule fongique pathogène (Source: Carolina Coelho [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] via Wikimedia Commons)

Les macrophages dérivent de la moelle osseuse, sont distribués dans tout le corps et ont des formes et des caractéristiques différentes, qui dépendent souvent du tissu où ils se trouvent, de leur degré de différenciation et de l'âge ou du moment de la vie de l'organisme où l'étude.

Ils sont des cellules les plus plastiques du système hématopoïétique, car elles se trouvent dans tous les tissus corporels et ont des fonctions différentes: ils participent aux processus de développement, dans le maintien de l'homéostasie corporelle, dans la réparation des tissus et du système immunitaire.

L'une de ses principales fonctions est intimement associée à la défense immunitaire du corps, car son activité phagocytaire est régulée par les composants du système de complément et des immunoglobulines (les deux composants du système de réponse immunitaire).

Ils ont été découverts il y a plus d'un siècle, mais ils ont été définis comme des cellules «ancestrales» dans la phylogénèse des métazoos. Au cours de sa découverte, non seulement sa capacité phagocytaire a été mise en évidence, mais sa capacité à faire la distinction entre la leur et l'étrange, qui est née dans le concept d'immunité innée.

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Découverte

Les premières cellules phagocytaires ont été décrites à partir d'une étude menée avec des grenouilles en 1883 par le zoologiste russe Elie Metchnikoff, qui a non seulement décrit sa fonction dans la défense contre les agents étranges, mais aussi la capacité de ces cellules à éliminer les cellules mourantes ou le sénescent dans l'hôte et identifier la chose étrange.

Metchnikoff était un chercheur exceptionnel, catalogué comme père de l'immunologie moderne, qui a apporté des contributions importantes au développement de l'immunologie en tant que nouvelle discipline. Ses résultats ont également établi une relation d'homologie entre le système immunitaire des invertébrés et celui des mammifères.

Avec sa description des phagocytes et des processus phagocytaires, ce chercheur, a décerné un prix Nobel pendant plus de cent ans (en 1908), a découvert l'un des mécanismes les plus intrigants de l'immunité innée.

Ses expériences ont consisté en "difficile" ou "ennuyeux" avec des épines de larves d'une sorte d'étoile de mer afin de stimuler leurs cellules immunologiques et d'étudier leur réaction à l'invasion de ces étranges agents. Avec cela, il a observé l'apparition de cellules avec des caractéristiques spéciales qui ont "mangé" ces structures.

Il a inventé le terme "phagocytes" (du "paiement" grec - Devour- et "Cytos" - Cell-) aux cellules qu'il a observées, et au processus effectué "phagocytose", mais la pertinence de cette découverte n'est pas devenue Évident jusqu'à quelques années plus tard, avec les découvertes de Paul Ehrlich liées à l'immunité humorale et aux anticorps.

Caractéristiques

Les cellules de type macrophage partagent de nombreuses caractéristiques dans différents organismes multicellulaires où ils peuvent être trouvés. Ils sont transportés de leurs sites de production vers les différentes parties du corps, de différentes manières en fonction de l'existence d'un système sanguin ou non.

Les caractéristiques les plus distinctives des macrophages comprennent leur capacité phagocytaire, la mobilité que beaucoup d'entre elles et leur capacité de biosynthèse, qui s'accompagne d'une grande diversité de modèles d'expression génétique.

Dans leur état actif, ce sont des cellules extrêmement dynamiques, avec un trafic membranal intense. Ils se produisent dans divers processus de fusion et de fission membranaire, associés à l'endocytose et à la phagocytose.

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Ces cellules spécialisées peuvent être classées comme des «Longevas», car de longues périodes dans les tissus périphériques du corps sont apparemment vivant. De plus, ils sont remplacés en continu par la différenciation de leurs cellules progénitrices de la moelle osseuse, qui peut quitter la circulation et entrer dans les différents tissus conjonctifs.

Puisqu'ils sont des cellules mobiles, certains macrophages ont des répliques dans leur membrane plasmique. Lorsqu'ils se préparent à des grandes particules de phagocytes, ils peuvent fusionner avec d'autres cellules pour former ce que certains auteurs appellent comme une "cellule géante du corps étranger", un macrophage géant multinucléé.

Lorsqu'ils sont observés dans les tissus de ceux qui font partie, ces cellules sont organisées en schémas définis, où chaque cellule occupe son propre territoire, quelque chose comme un "tissu à l'intérieur d'un autre tissu".

Entraînement

Le système phagocytaire mononucléaire est une lignée hématopoïétique qui dérive des cellules progénitrices de la moelle osseuse. Les parents engagés diffèrent pour former des monocytes sanguins, qui voyagent à travers le torrent et entrent dans les tissus pour devenir des macrophages résidents.

La formation du système phagocytaire mononucléaire commence par les cellules les plus "immatures", les promocitos, qui sont les cellules réplicatives qui donnent naissance aux monocytes. Ces derniers sont ceux qui quittent la moelle osseuse et atteignent le torrent de sang, où, dans les 8 heures suivantes, ils grandissent et diffèrent en monocytes matures.

Dans des endroits où les monocytes matures trouvent des conditions «favorables» pour la phagocytose, elles diffèrent dans ce que l'on appelle les macrophages résidents, car ils ne sont pas libres en circulation. C'est à ce moment qu'ils sont équipés de l'ensemble du dispositif approprié pour la digestion des particules pour être phagocyte.

La différenciation implique divers changements: la croissance du corps cellulaire (au moins 5 fois la taille du monocyte d'origine), le nombre accru et la complexité des organites internes, l'acquisition de la capacité phagocytaire (accumulation d'enzymes hydrolytiques) et la sécrétion de facteurs solubles.

Ces cellules sont distribuées dans toutes les régions du corps. Certains ont des préférences spéciales en raison de certains tissus (fixes), tandis que d'autres conservent leur capacité de déplacement (ameboide) et sont libres ou errants.

Histologie

Les macrophages ont une morphologie extrêmement variable due, en grande partie, à leur état mobile, car ils sont capables de se déplacer entre et à travers différents tissus. Ils ont des formes irrégulières, ils sont aplatis et montrent souvent des processus de pseudopod pour se déplacer.

Le corps cellulaire des macrophages peut mesurer jusqu'à 30 μm de diamètre; Et dans son cytoplasme, un seul noyau est observé de manière irrégulière, avec une ou deux fentes importantes qui façonnent la forme des reins et une région dense formée par l'hétérochromatine.

Ils ont diverses vacuoles qui fournissent des enzymes et des espaces adéquats pour les particules de phagocytes telles que les micro-organismes ou les restes cellulaires. De plus, ils ont une variété de lysosomas, de «phages», de corps multivosiculaires et de corps résiduels; C'est pourquoi, à la lumière du microscope, il est dit qu'ils ont un cytoplasme "granulaire".

Depuis que pour exercer leur fonction, ils ont besoin de la synthèse d'un grand nombre d'enzymes hydrolytiques, ces cellules ont un réticulum endoplasmique très développé, ainsi qu'un complexe de Golgi proéminent pour exercer les fonctions de transport vésiculaires de ces enzymes.

Un histiocyte (macrophage) phagocytisation des cellules sanguines (hématophagocytose) (source: Koenjo [domaine public] via Wikimedia Commons)

Les macrophages ont des arrangements corticaux de microfilaments d'actine qui sont caractéristiques de ce type de cellules; De nombreux microtubules et filaments intermédiaires sont également observés pour leur déplacement ameboïde et pendant les processus phagocytaires.

Puisqu'ils sont des cellules phagocytaires, il est possible de les distinguer en injectant des colorants spéciaux (Tripano Blue, lithium carmino ou encre indienne), car ces colènes sont phagocytises et stockées dans le cytoplasme sous forme de granules.

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Gars

Dans le corps humain, les macrophages se distinguent en fonction de leur emplacement et de leur fonction. De cette manière, les macrophages intestinaux, l'alvéolaire (dans les poumons), les histiocytes (dans les tissus conjonctifs), les cellules de kupffer (dans le foie), les cellules mésangiales (dans le rein), les cellules microgliales (dans le cerveau) et les ostéoclastes (dans le dans le os).

Macrophages intestinaux

Ce type de macrophage représente l'une des populations de macrophages les plus abondantes du corps et représente la première ligne de défense (système immunitaire inné). Ils se trouvent dans la lame sous-épithéliale.

Ils sont responsables de la régulation des réponses inflammatoires contre les bactéries et contre différents antigènes qui peuvent dépasser la barrière épithéliale. De plus, ils protègent la muqueuse contre les agents pathogènes dangereux et "purifient" le système cellulaire mort et d'autres déchets étrangers.

Les macrophages intestinaux ont des mécanismes spéciaux qui les rendent capables de distinguer les micro-organismes non patogènes et dangereux.

Macrophages alvéolaires

Ce sont des macrophages spécialisés qui résident dans des alvéoles pulmonaires, des compartiments avec de grandes fluctuations environnementales, principalement liées à la pression partielle de l'oxygène. Ils sont l'une des rares populations de cellules trouvées dans ces espaces, en plus de certains lymphocytes.

En plus des autres macrophages, ils ont des fonctions importantes dans le "nettoyage" des cellules apoptotiques et d'autres restes de cellules. Ils sont également impliqués dans la purification des particules polluantes qui entrent dans les voies respiratoires, et participent également à différents processus immunologiques.

Histiocytes

Le terme "histiocyte" est couramment utilisé pour désigner toutes les cellules avec des caractéristiques et des types de type macrophage trouvés dans les tissus conjonctifs.

C'est-à-dire qu'il fait référence à des cellules différenciées provenant des lignées monocytaires / macrophages, y compris les macrophages sinusoïdaux de la rate, les macrophages alvéolaires dans les poumons et les cellules Kupffer dans le foie.

Comme les autres types de macrophages, les histiocytes défendent le corps des micro-organismes envahisseurs et des particules organiques ou inorganiques indésirables, et participent également à la présentation des antigènes aux lymphocytes T comme initiation de la réponse immunitaire.

Cellules de kupffer

Ce sont un type de cellule hépatique qui est classé dans le groupe de macrophages résidents, et qui sont liés aux cellules de revêtement sinusoïdal, qui n'est rien de plus qu'une couche de cellules qui couvrent les sinusoïdes, de grands espaces vasculaires situés entre les plaques d'hépatocytes qui faire les lobulillos du foie.

Si une micrographie électronique de ces cellules est observée, de multiples projections cytoplasmiques peuvent être observées, de nombreuses mitochondries, un réticulum endoplasmique réduit, un petit complexe de Golgi et de nombreux lysosomes et endosomères.

Ce sont des cellules de «décharges migratoires», car elles n'ont pas de connexions intercellulaires avec leurs cellules voisines.

Cellules mésangiales

Les cellules mésangiales sont des cellules résidentes des glomérules rénaux, qui sont les sites de cet organe où le sang est filtré et l'urine est synthétisée. Parmi ses principales fonctions, citons la régulation du flux sanguin et de la phagocytose, et sont impliqués dans différentes pathologies rénales.

Ils ont des caractéristiques de muscle lisse modifié, car ils ont une contractilité inhérente et sont capables de produire des cytokines et des macromolécules endocitales telles que les complexes immunologiques.

Cellules microgliales

Ils représentent 20% des cellules du système nerveux central et sont des cellules morphologiques, immunophénotypiques et fonctionnellement avec des cellules de lignée monocytaire / macrophage.

Ils sont activés en réponse à une grande variété de conditions ou de blessures cérébrales et sont responsables de la défense contre les micro-organismes envahisseurs.

Ostéoclastes

Les ostéoclastes sont des cellules appartenant à un tissu osseux qui sont responsables d'un processus appelé «résorption osseuse», fondamental pour l'homéostasie de ce tissu conjonctif, pendant et après l'ostéogenèse.

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Leurs fonctions sont liées à leur capacité à «hydrolyser» des cellules apoptotiques ou sénescentes qui composent le tissu osseux par sécrétion d'enzymes lysosomales et d'autres ions qui participent au processus.

Les fonctions

Les macrophages sont des cellules avec une grande plasticité qui sont spécialisées dans la phagocytose des substances étranges et des micro-organismes envahisseurs, des cellules endommagées, anciennes ou sénescentes et des déchets cellulaires, entre autres. Il a également été démontré qu'ils sont impliqués dans la pinocytose.

Certains types de macrophages ont des fonctions phagocytaires "spécialisées", telles que les bactéries phagocytose qui se produisent après la reconnaissance des déchets de glucides spéciaux sur les parois cellulaires bactériennes au moyen de récepteurs à la surface des macrophages connus sous le nom de C3.

En plus de leurs fonctions de «sentinelle» et de «nettoyage», les macrophages résidents sont capables d'initier des réponses inflammatoires aiguës et des changements vasculaires grâce à leur association avec la microvulature.

Au cours de ces réponses inflammatoires, les macrophages sont activés par des facteurs sécrétés par les lymphocytes, ce qui les aide à augmenter leur capacité phagocytaire grâce à une sorte de métamorphose au moyen de ce qu'elles acquièrent des microvages et des lamelipodes (extensions membranales)).

Certains types de macrophages phagocytites antigènes et les présentent aux lymphocytes, ils ont donc une implication directe dans les cascades de réponse immunologique. De plus, ils sécrètent des facteurs spéciaux qui stimulent la division des lymphocytes T, la différenciation des lymphocytes B, etc.

Les macrophages alvéolaires sont le meilleur exemple pour les fonctions "non phagocytaires" des macrophages, car ils peuvent endocyter la suie, l'amiante, les polluants gazeux industriels, la fumée de cigarette et même les fibres de coton.

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