מקרופאגים: מאפיינים, היווצרות, סוגים, פונקציות - ביולוגיה - 2025

מקרופאגים הם תאי phagocytic ששייך אחד ייעודי של סוגים רבים של תאים הנמצאים ברקמות החיבור. הם קיימים כתאים ניידים וקבועים, והם מהווים גורם יעיל חשוב במערכת החיסון.

הם שייכים למערכת הפגוציטית המונונומית, הכוללת בנוסף למקרופאגים, מונוציטים, פרומונוציטים ותאי מבשרם. תפקידם העיקרי של התאים השייכים למערכת זו הוא "לנקות" את הדם, הלימפה ורקמות אחרות על ידי בליעה או פגוציטוזה של חלקיקים שונים.

פאגוציטציה מקרופאג 'של תא פטרייתי פתוגני (מקור: קרולינה קואלו באמצעות Wikimedia Commons)

מקרופאגים נגזרים ממח העצם, מופצים בכל הגוף ובעלי צורות ומאפיינים שונים, אשר תלויים לרוב ברקמה במקום בו הם נמצאים, בדרגת ההתמיינות שלהם ובגיל או בזמן חיי האורגניזם בו הם נמצאים לימוד.

הם אחד התאים הפלסטיים ביותר של המערכת ההמטופואית, מכיוון שהם נמצאים בכל רקמות הגוף ויש להם תפקידים שונים: הם משתתפים בתהליכי פיתוח, בשמירה על הומאוסטזיס של הגוף, בתיקון רקמות ובמערכת החיסון. .

אחד מתפקידיו העיקריים קשור קשר הדוק להגנת החיסון של הגוף, מכיוון שפעילותו הפגוציטית מווסתת על ידי רכיבים של מערכת המשלים ואימונוגלובולינים (שני המרכיבים של מערכת התגובה החיסונית).

הם התגלו לפני יותר ממאה שנה, אך הוגדרו כתאים "אבותיים" בפילוגניה המטאזונית. במהלך גילויו, לא רק הודגשה יכולתו הפגוציטית, אלא גם יכולתה להבחין בין עצמי לזר, איתו נולד הרעיון של חסינות מולדת.

תַגלִית

התאים הפגוציטים הראשונים תוארו ממחקר שנערך עם צפרדעים בשנת 1883 על ידי הזואולוג הרוסי אלי מטשניקוף, שלא רק תיאר את תפקידם בהגנה מפני סוכנים זרים, אלא גם את יכולתם של תאים אלה לחסל תאים גוססים או סהר-סנט במארח ומזהה את עצמו מהמשונה.

מטשניקוף היה חוקר מוביל שנרשם כאבי האימונולוגיה המודרנית, אשר תרם תרומות חשובות להתפתחות האימונולוגיה כתחום חדש. הממצאים שלהם גם ביססו קשר הומולוגי בין מערכת החיסון חסרי החוליות לבין זו של יונקים.

עם תיאורו על פגוציטים ותהליכים פגוציטים גילה חוקר זה, שזכה בפרס נובל לפני יותר ממאה שנה (בשנת 1908), אחד המנגנונים המסקרנים ביותר של חסינות מולדת.

הניסויים שלהם כללו זחלים "מאתגרים" או "מטרידים" של מין של כוכב ים עם עמוד שדרה כדי לעורר את תאי החיסון שלהם ולחקור את תגובתם לפלישתם של סוכנים זרים אלה. בכך הוא צפה במראה של תאים עם מאפיינים מיוחדים ש"אכלו "מבנים אלה.

הוא טבע את המונח "פגוציטים" (מה"תשלום "היווני - לטרוף ו"ציטוס" - תא) לתאים שהוא צפה, ולתהליך שביצע "פגוציטוזיס", אך הרלוונטיות של תגלית זו לא התבררה עד שחלקם שנים אחר כך, עם תגליותיו של פול ארליך הקשורים לחסינות הומורית ונוגדנים.

מאפיינים

תאים דמויי מקרופאג חולקים מאפיינים רבים באורגניזמים רב-תאיים שונים בהם ניתן למצוא אותם. הם מועברים מאתרי הייצור שלהם לאזורים שונים בגוף, בדרכים שונות בהתאם לקיומה של מערכת דם או לא.

המאפיינים המובחנים ביותר של מקרופאגים כוללים את יכולתם הפגוציטית, את הניידות של רבים מהם ואת היכולת הביוסינתטית שלהם, המלווה במגוון גדול של דפוסי ביטוי גנים.

במצבם הפעיל הם תאים דינאמיים במיוחד, עם תנועה קרומית אינטנסיבית. בהם מתרחשים תהליכים שונים של איחוי קרום וקרע, הקשורים לאנדוציטוזיס ופגוציטוזיס.

ניתן לסווג תאים ייעודיים אלה כ"חיים ארוכים "מכיוון שהם ככל הנראה חיים לאורך תקופות ארוכות ברקמות ההיקפיות של הגוף. יתר על כן, הם מוחלפים ללא הרף על ידי הבחנה בין תאי האב שלהם מהמח העצם, שיכולים לצאת מהמחזור ולהיכנס לרקמות החיבור השונות.

מכיוון שהם תאים ניידים, בחלק מהמקרופאגים יש קפלים בקרום הפלזמה שלהם. כאשר הם מסודרים לעטוף חלקיקים גדולים, הם יכולים להתמזג עם תאים אחרים כדי ליצור את מה שחלק מהמחברים מתייחסים אליהם כ"תא גוף זר ענק ", מקרופאג ענק ענקי.

כאשר הם נצפים ברקמות שהם חלק מהם, תאים אלה מאורגנים בתבניות מוגדרות, כאשר כל תא תופס את הטריטוריה שלו, משהו כמו "רקמה בתוך רקמה אחרת".

הַדְרָכָה

המערכת הפגוציטית mononuclear היא שושלת המטופואיטית המופקת מתאי אבות של מח העצם. אבות מאולמים שהתפשרו מבדילים זה מזה ויוצרים מונוציטים בדם, העוברים בזרם ונכנסים לרקמות כדי להפוך למקרופאגים תושבים.

היווצרותה של המערכת הפגוציטית החד-גונית מתחילה בתאים ה"בלתי-בוגרים "ביותר, הפרומונוציטים, שהם התאים המשכפלים שמולידים מונוציטים. האחרונים הם אלה שמשאירים את מח העצם ומגיעים לזרם הדם, שם, במהלך 8 השעות הבאות, הם צומחים ומתבדלים למונוציטים בוגרים.

במקומות בהם מונוציטים בוגרים מוצאים תנאים "חיוביים" לפגוציטוזיס, הם נבדלים זה מזה במה שמכונה מקרופאגים תושבים, מכיוון שהם אינם חופשיים במחזור הדם. אז הם מצוידים בכל המכשירים המתאימים לעיכול החלקיקים שיש להם פגוציטוזיה.

ההבדלה כוללת שינויים שונים: צמיחת גוף התא (לפחות פי 5 מגודל המונוציט המקורי), עלייה במספר ומורכבות האברונים הפנימיים, רכישת יכולת פגוציטית (הצטברות אנזימים הידרוליטיים) והפרשת גורמים מסיסים.

תאים אלה מופצים בכל אזורי הגוף. לחלקם העדפות מיוחדות לרקמות מסוימות (קבועות), בעוד שאחרים שומרים על יכולתם לנוע (אמבה) והם חופשיים או משוטטים.

היסטולוגיה

למקרופאגים מורפולוגיה משתנה מאוד, בחלקה הגדול, בגלל מצבם הנייד, מכיוון שהם מסוגלים לנוע בין רקמות שונות ודרך אותן. הם מעוצבים באופן לא סדיר, משוטחים ולעתים קרובות מראים תהליכים דמויי פסאודופודיה לתנועה.

גוף התא של מקרופאגים יכול למדוד עד 30 מיקרומטר; ובציטופלסמה שלו נצפה גרעין בודד בעל צורה לא סדירה, עם פיצוחים בולטים אחד או שניים המקנים לו צורה של כליה ואזור צפוף הנוצר על ידי הטרוכרומטין.

יש להם שואבים שונים המספקים אנזימים וחללים נאותים לבלוע חלקיקים כמו מיקרואורגניזמים או פסולת תאים. בנוסף, יש להם מגוון של ליזוזומים, "פגוזומים", גופים מולטי-סיקולריים וגופים שיוריים; זו הסיבה, תחת אור המיקרוסקופ, אומרים שיש להם ציטופלזמה "גרגרית".

מכיוון שהם דורשים סינתזה של כמות גדולה של אנזימים הידרוליטיים כדי להפעיל את תפקודם, תאים אלה מציגים תכנית רטרו אנדופלמיזית מפותחת, כמו גם קומפלקס גולגי בולט להפעיל את תפקידי הובלה שלפוחית ​​של אנזימים אלה.

היסטיוציט (מקרופאג) העוטף תאי דם (המטופגוציטוזיס) (מקור: קונג'ו באמצעות ויקימדיה Commons)

מקרופאגים הם בעלי סידורים קליפתיים של מיקרופילמנטים של אקטין האופייניים לסוגי תאים אלה; נצפים גם מספר רב של מיקרו-צינורות וחוטי ביניים, בהם הם משתמשים לצורך תנועתם האמבודית ובמהלך תהליכים פגוציטים.

מכיוון שמדובר בתאים פגוציטים, ניתן להבחין ביניהם על ידי הזרקת צבעים מיוחדים (כחול טריפאן, ליתיום כרמין או דיו בהודו), מכיוון שכתמים אלה הם פגוציטים ואוחסנים בציטופלסמה בצורה של גרגירים.

סוגים

בגוף האדם נבדלים מקרופגים לפי מיקומם ותפקודם. באופן זה מקרופאגי המעיים, אלו האלווולאריים (בריאות), ההיסטיוציטים (ברקמות החיבור), תאי קופפר (בכבד), תאי המזנגיאל (בכליה), תאי המיקרוגליה (בתאי המוח) ואוסטיאוקלסטים (בעצם).

מקרופאגים במעיים

סוג זה של מקרופאג מייצג את אחת מאוכלוסיות המקרופאג השופעות ביותר בגוף ומייצג את קו ההגנה הראשון (מערכת חיסון מולדת). הם נמצאים בתת-הפרת הלמינה הפרופריה.

הם אחראים על ויסות התגובות הדלקתיות נגד חיידקים ונגד האנטיגנים השונים שעלולים להתגבר על מחסום האפיתל. בנוסף הם מגנים על הרירית מפני פתוגנים מסוכנים ו"מיטהרים "את מערכת התאים המתים ופסולת זרה אחרת.

מקרופאגים במעיים מחזיקים במנגנונים מיוחדים אשר הופכים אותם בעלי יכולת להבחין בין מיקרואורגניזמים תקופתיים לא פתוגניים לפולשים מסוכנים.

מקרופאגים אלוואולריים

מדובר במקרופאגים ייעודיים השוכנים בגווני הריאה, תאים עם תנודות סביבתיות גדולות, הקשורות בעיקר ללחץ החלקי של החמצן. הם אחת מאוכלוסיות התאים הבודדות שנמצאו בחללים אלה, בנוסף לכמה לימפוציטים.

כמו מקרופאגים אחרים, יש להם פונקציות חשובות ב"ניקוי "של תאים אפופטוטיים ופסולת תאית אחרת. הם גם מעורבים בטיהור של חלקיקים מזהמים הנכנסים דרך דרכי הנשימה, ומשתתפים גם בתהליכים אימונולוגיים שונים.

היסטיוציטים

המונח "היסטיוציט" משמש בדרך כלל להתייחס לכל התאים עם מאפיינים דמויי מקרופאג ומוצא שנמצא ברקמות חיבור.

כלומר, הכוונה היא לתאים מובחנים המגיעים משושלות מונוציטים / מקרופאגים, כולל מקרופאגים סינוסואידיים בטחול, מקרופאגים אלברולריים בריאות ותאי קופפר בכבד.

בדומה לסוגים האחרים של מקרופאגים, היסטיוציטים מגנים על הגוף מפני פולשים למיקרואורגניזמים וחלקיקים אורגניים או אורגניים לא רצויים, והם גם משתתפים בהצגת אנטיגנים ללימפוציטים T כתחילת התגובה החיסונית.

תאי קופפר

הם סוג של תאי כבד המסווגים בקבוצת המקרופאגים התושבים, וקשורים לתאי הרירית הסינוסואלית, שהיא לא יותר משכבת ​​תאים המכסה את הסינוסואידים, חללים כלי הדם הגדולים הנמצאים בין הצלחות. של הפטוציטים המרכיבים את אונות הכבד.

מיקרוגרף אלקטרונים של תאים אלה יחשוף תחזיות ציטופלסמטיות מרובות, מיטוכונדריה רבות, תכנית אנדופלסמה מופחתת, קומפלקס גולגי קטן והרבה ליזוזומים ואנדוזומים.

אלה נחשבים לתאי "זבל נודד", מכיוון שאין להם קשרים בין-תאיים עם התאים הסמוכים שלהם.

תאים מזנגיאליים

תאים מזנגיאליים הם תאים השוכנים בגלומרולי של הכליה, שהם האתרים באיבר זה בו מסוננים דם וסינתזה של שתן. תפקידיה העיקריים כוללים ויסות זרימת הדם והפגוציטוזה, והם מעורבים בפתולוגיות כליות שונות.

יש להם מאפיינים של תאי שרירים חלקים שהשתנו, מכיוון שיש להם כיווץ מובנה, והם מסוגלים לייצר ציטוקינים ואנדוציטציה מקרומולקולות כמו מתחמי חיסון.

תאי מיקרוגליים

הם מייצגים 20% מהתאים במערכת העצבים המרכזית וקשורים מורפולוגית, אימונופנוטיפית ופונקציונאלית לתאים בשושלת מונוציטים / מקרופאגים.

הם מופעלים בתגובה למגוון רחב של מצבים או פציעות במוח ואחראים על ההגנה מפני פולשים מיקרואורגניזמים.

אוסטאוקלסטים

אוסטאוקלסטים הם תאים השייכים לרקמת עצם האחראים לתהליך המכונה "ספיגת עצם", החיוני להומאוסטזיס של רקמת חיבור זו, במהלך אוסטאוגנזה.

תפקידיו קשורים ליכולתו "להידרוז" תאים אפופטוטיים או סנסנטיים המרכיבים רקמת עצם דרך הפרשת אנזימים ליזוזומלים ויונים אחרים המשתתפים בתהליך.

מאפיינים

מקרופאגים הם תאים פלסטיים מאוד המתמחים בפגוציטוזה של חומרים זרים ופולשים למיקרואורגניזמים, תאים פגומים, ישנים או זקנים, ופסולת תאית, בין היתר. הוכח כי הם גם היו מעורבים בפינוציטוזיס.

לסוגים מסוימים של מקרופאגים יש תפקודים פגוציטים "מיוחדים", כמו למשל פגוציטוזה של חיידקים המתרחשת לאחר ההכרה בשאריות פחמימות מיוחדות על קירות תאי החיידק על ידי קולטנים על פני מקרופאג המכונה C3.

בנוסף לפונקציות ה"זקיף "וה"ניקוי" שלהם, מקרופאגים תושבים מסוגלים ליזום תגובות דלקתיות חריפות ושינויים בכלי הדם באמצעות שיוךם למיקרו-וסקולציה.

במהלך תגובות דלקתיות אלו, המקרופאגים מופעלים על ידי גורמים המופרשים על ידי לימפוציטים, מה שמסייע להם להגדיל את יכולתם הפגוציטית בזכות סוג של מטמורפוזה דרכם הם רוכשים מיקרו-ווילי ולמליפודיה (הרחבות ממברנה).

סוגים מסוימים של מקרופאגים אנטיגנים phagocytose ומציגים אותם בפני לימפוציטים, ולכן הם מעורבים ישירות במפלים של תגובות חיסוניות. בנוסף הם מפרישים גורמים מיוחדים המעוררים חלוקה של לימפוציטים T, בידול לימפוציטים B וכו '.

מקרופאגים Alveolar הם הדוגמה הטובה ביותר לפונקציות "לא-פגוציטיות" של מקרופאגים, מכיוון שהם יכולים לסיים פיח, אסבסט, מזהמים גזים תעשייתיים, עשן סיגריות ואפילו סיבי כותנה.

הפניות

1. Cline, M. (1994). היסטיוציטים והיסטיוציטוזיס. דם, 84 (4), 2840–2853.
2. דודק, RW (1950). היסטולוגיה בתפוקה גבוהה (מהדורה שנייה). פילדלפיה, פנסילבניה: ליפינקוט וויליאמס ווילקינס.
3. גרטנר, ל., והייט, ג'. (2002). טקסט אטלס של היסטולוגיה (מהדורה שנייה). מקסיקו DF: מקגרו-היל אינטרמריקנה עורך.
4. גרמן, ג'., מטסומוטו, י., וקרויצברג, GW (1995). Microglia: תא מעיים חיסוני מהותי במוח. ביקורות על מחקרי מוח, 20, 269–287.
5. גורדון, ש '(2007). המקרופאג: עבר, הווה ועתיד. כתב העת האירופי לאימונולוגיה, 37, 9-17.
6. Hume, DA (2006). מערכת הפגוציטים החד-גרעיניים. חוות דעת נוכחית באימונולוגיה, 18, 49–53.
7. Hussell, T., & Bell, TJ (2014). מקרופאגים אלוואולריים: פלסטיות בהקשר ספציפי לרקמות. חוות דעת על טבע אימונולוגיה, 1–13.
8. Johnson, K. (1991). היסטולוגיה וביולוגיה של התא (מהדורה שנייה). בולטימור, מרילנד: הסדרה הרפואית הלאומית למחקר עצמאי.
9. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). האימונולוגיה של קובי (מהדורה 6). מקסיקו DF: מקגרו היל אינטרמריקנה מספרד.
10. Kuehnel, W. (2003). אטלס צבעוני של ציטולוגיה, היסטולוגיה ואנטומיה מיקרוסקופית (מהדורה רביעית). ניו יורק: תיאמה.
11. Liu, G., & Yang, H. (2013). אפנון הפעלת מקרופאג ותכנות בחסינות. כתב העת לפיזיולוגיה סלולרית, 502–512.
12. Masuya, M., Drake, CJ, Fleming, PA, Reilly, CM, Zeng, H., Hill, WD, … Ogawa, M. (2003). מקורם של המטופואיטיה של תאי מזנגיאל גלומרולריים. דם, 101 (6), 2215–2218.
13. Merien, F. (2016). מסע עם אלי מטשניקוף: ממנגנוני תאים מולדים במחלות זיהומיות ועד ביולוגיה קוונטית. גבולות לבריאות הציבור, 4 (125), 1-5.
14. Smith, PD, Smythies, LE, Shen, R., Gliozzi, M., & Wahl, SM (2011). מקרופאגים במעיים ותגובה לפתיחת חיידקים. אימונולוגיה רירית, 4 (1), 32–42.
15. ואן פורת ', ר., כהן, ז., הירש, ג'., האמפרי, ג'., ספקטור, וו. ולנגווורט, ה. (1972). מערכת הפגוציטים החד-גרעיניים: סיווג חדש של מקרופאגים, מונוציטים ותאי מבשרם. מזכר, 845–852.
16. מכון המחקר למדעי החיים VIB. (2016). נשלח מ- www.vib.be/en/news/Pages/Macrophages-One-Of-The- Old Old-Immune-Cells-Reveals-Its-Hidden- Beauty-After-A-Century.aspx
17. ווין, ת"א, צ'וולה, א., ופולארד, ג'יי.וי (2013). ביולוגיה מקרופאגית בהתפתחות, הומאוסטזיס ומחלות. טבע, 496, 445-455.