Makrophagen sind Zellen des Immunsystems, die für die Entwicklung unspezifischer Abwehrmechanismen, die die erste Verteidigungslinie gegen Krankheitserreger bilden, von entscheidender Bedeutung sind. Diese großen Immunzellen sind in fast allen Geweben vorhanden und entfernen aktiv tote und beschädigte Zellen, Bakterien, Krebszellen und Zelltrümmer aus dem Körper. Der Prozess, bei dem Makrophagen Zellen und Krankheitserreger verschlingen und verdauen, wird als Phagozytose bezeichnet. Makrophagen unterstützen auch die zellvermittelte oder adaptive Immunität, indem sie Informationen über fremde Antigene für Immunzellen, sogenannte Lymphozyten, erfassen und präsentieren. Dies ermöglicht es dem Immunsystem, sich besser gegen zukünftige Angriffe derselben Angreifer zu schützen. Zusätzlich sind Makrophagen an anderen wertvollen Funktionen im Körper beteiligt, einschließlich der Hormonproduktion, der Homöostase, der Immunregulation und der Wundheilung.
Durch die Phagozytose werden Makrophagen von schädlichen oder unerwünschten Substanzen im Körper befreit. Phagozytose ist eine Form der Endozytose, bei der Materie von einer Zelle aufgenommen und zerstört wird. Dieser Prozess wird eingeleitet, wenn ein Makrophagen durch die Anwesenheit von Antikörpern zu einer fremden Substanz gezogen wird. Antikörper sind Proteine, die von Lymphozyten produziert werden, die an eine Fremdsubstanz (Antigen) binden und diese zur Zerstörung markieren. Sobald das Antigen nachgewiesen ist, sendet ein Makrophagen Vorsprünge aus, die das Antigen (Bakterien, tote Zellen usw.) umgeben und in ein Vesikel einschließen. Das internalisierte Vesikel, das das Antigen enthält, wird Phagosom genannt. Lysosomen innerhalb des Makrophagen verschmelzen mit Phagosom Bildung eines Phagolysosoms. Lysosomen sind häutige Säcke hydrolytischer Enzyme, die vom Golgi-Komplex gebildet werden und organisches Material verdauen können. Der Enzymgehalt der Lysosomen wird in das Phagolysosom freigesetzt und die Fremdsubstanz wird schnell abgebaut. Das abgebaute Material wird dann aus dem Makrophagen ausgeworfen.
Makrophagen entstehen aus weißen Blutkörperchen, den sogenannten Monozyten. Monozyten sind der größte Typ weißer Blutkörperchen. Sie haben einen großen, einzelnen Kern, der oft nierenförmig ist. Monozyten werden im Knochenmark produziert und zirkulieren ein bis drei Tage lang im Blut. Diese Zellen verlassen die Blutgefäße, indem sie durch das Endothel der Blutgefäße in das Gewebe gelangen. Sobald sie ihr Ziel erreicht haben, entwickeln sich Monozyten zu Makrophagen oder zu anderen Immunzellen, den so genannten dendritischen Zellen. Dendritische Zellen unterstützen die Entwicklung der Antigenimmunität.
Makrophagen, die sich von Monozyten unterscheiden, sind spezifisch für das Gewebe oder Organ, in dem sie sich befinden. Wenn in einem bestimmten Gewebe mehr Makrophagen benötigt werden, produzieren die residierenden Makrophagen die so genannten Proteine Zytokine Dies führt dazu, dass sich reagierende Monozyten zu der Art von Makrophagen entwickeln, die benötigt wird. Beispielsweise produzieren Makrophagen, die eine Infektion bekämpfen, Zytokine, die die Entwicklung von Makrophagen fördern, die auf die Bekämpfung von Krankheitserregern spezialisiert sind. Makrophagen, die auf die Heilung von Wunden und die Reparatur von Gewebe spezialisiert sind, entwickeln sich aus Zytokinen, die als Reaktion auf Gewebeverletzungen produziert werden.
Makrophagen kommen in fast jedem Gewebe des Körpers vor und erfüllen eine Reihe von Funktionen außerhalb der Immunität. Makrophagen unterstützen die Produktion von Sexualhormonen in männlichen und weiblichen Gonaden. Makrophagen unterstützen die Entwicklung von Blutgefäßnetzen im Eierstock, die für die Produktion des Hormons Progesteron von entscheidender Bedeutung sind. Progesteron spielt eine entscheidende Rolle bei der Implantation des Embryos in die Gebärmutter. Zusätzlich helfen im Auge vorhandene Makrophagen bei der Entwicklung von Blutgefßnetzen, die für ein korrektes Sehen notwendig sind. Beispiele für Makrophagen, die sich an anderen Körperstellen befinden, sind:
Obwohl eine Hauptfunktion von Makrophagen darin besteht, sich vor Bakterien und Viren zu schützen, können diese Mikroben manchmal das Immunsystem umgehen und Immunzellen infizieren. Adenoviren, HIV und die Bakterien, die Tuberkulose verursachen, sind Beispiele für Mikroben, die durch Infektion von Makrophagen Krankheiten verursachen. Zusätzlich zu diesen Arten von Krankheiten wurden Makrophagen mit der Entwicklung von Krankheiten wie Herzkrankheiten, Diabetes und Krebs in Verbindung gebracht. Makrophagen im Herzen tragen zur Entstehung von Herzkrankheiten bei, indem sie die Entstehung von Atherosklerose begünstigen. Bei der Atherosklerose werden die Arterienwände aufgrund einer chronischen Entzündung durch weiße Blutkörperchen dick. Makrophagen im Fettgewebe können Entzündungen verursachen, die dazu führen, dass Fettzellen gegen Insulin resistent werden. Dies kann zur Entwicklung von Diabetes führen. Durch Makrophagen verursachte chronische Entzündungen können auch zur Entwicklung und zum Wachstum von Krebszellen beitragen.
Quellen: