MACRÓFAGOS: CARACTERÍSTICAS, FORMAÇÃO, TIPOS, FUNÇÕES - BIOLOGIA

Os macrófagos são células fagocíticas que pertencem a um dos muitos tipos de células presentes nos tecidos conjuntivos. Eles existem como células móveis e fixas e são importantes efetores dentro do sistema imunológico.

Pertencem ao sistema fagocítico mononuclear, que inclui, além dos macrófagos, monócitos, promonócitos e suas células precursoras. A principal função das células pertencentes a este sistema é "limpar" o sangue, a linfa e outros tecidos pela ingestão ou fagocitose de diferentes partículas.

Macrófago fagocitando uma célula fúngica patogênica (Fonte: Carolina Coelho via Wikimedia Commons)

Os macrófagos são derivados da medula óssea, estão distribuídos por todo o corpo e possuem diferentes formas e características, que muitas vezes dependem do tecido onde se encontram, do seu grau de diferenciação e da idade ou tempo de vida do organismo onde se encontram estude.

São uma das células mais plásticas do sistema hematopoiético, pois são encontradas em todos os tecidos do corpo e têm diferentes funções: participam dos processos de desenvolvimento, da manutenção da homeostase corporal, da reparação dos tecidos e do sistema imunológico..

Uma de suas principais funções está intimamente associada à defesa imune do organismo, uma vez que sua atividade fagocítica é regulada por componentes do sistema complemento e imunoglobulinas (ambos componentes do sistema de resposta imune).

Elas foram descobertas há mais de um século, mas foram definidas como células "ancestrais" na filogenia dos metazoários. Durante sua descoberta, não só sua capacidade fagocitária foi destacada, mas também sua capacidade de distinguir entre o próprio e o estrangeiro, com a qual nasceu o conceito de imunidade inata.

Descoberta

As primeiras células fagocíticas foram descritas a partir de um estudo realizado com rãs em 1883 pelo zoólogo russo Elie Metchnikoff, que não apenas descreveu sua função de defesa contra agentes estranhos, mas também a capacidade dessas células de eliminar células mortas ou senescente no hospedeiro e identificar o próprio do estranho.

Metchnikoff foi um importante pesquisador, listado como o pai da imunologia moderna, que fez contribuições importantes para o desenvolvimento da imunologia como uma nova disciplina. Suas descobertas também estabeleceram uma relação homológica entre o sistema imunológico dos invertebrados e o dos mamíferos.

Com sua descrição de fagócitos e processos fagocíticos, esse pesquisador, que ganhou o Prêmio Nobel há mais de cem anos (em 1908), descobriu um dos mecanismos mais intrigantes da imunidade inata.

Seus experimentos consistiram em "desafiar" ou "perturbar" larvas de uma espécie de estrela do mar com espinhos para estimular suas células imunológicas e estudar sua reação à invasão desses agentes estranhos. Com isso, ele observou o surgimento de células com características especiais que "comiam" essas estruturas.

Ele cunhou o termo "fagócitos" (do grego "pagamento" - devorar- e "citos" - célula) às células que observou, e ao processo que realizou a "fagocitose", mas a relevância dessa descoberta não se tornou evidente até que alguns anos depois, com as descobertas de Paul Ehrlich relacionadas à imunidade humoral e aos anticorpos.

Caracteristicas

As células semelhantes a macrófagos compartilham muitas características nos diferentes organismos multicelulares onde podem ser encontradas. Eles são transportados de seus locais de produção para diferentes partes do corpo, de maneiras diferentes dependendo da existência de um sistema sanguíneo ou não.

As características mais distintivas dos macrófagos incluem sua capacidade fagocítica, a mobilidade de muitos deles e sua capacidade biossintética, que é acompanhada por uma grande diversidade de padrões de expressão gênica.

Em seu estado ativo, são células extremamente dinâmicas, com intenso tráfego de membrana. Neles ocorrem vários processos de fusão e fissão da membrana, associados à endocitose e fagocitose.

Essas células especializadas podem ser classificadas como de "vida longa", pois aparentemente vivem por longos períodos nos tecidos periféricos do corpo. Além disso, eles são continuamente substituídos pela diferenciação de suas células progenitoras da medula óssea, que podem deixar a circulação e entrar nos diferentes tecidos conjuntivos.

Por serem células móveis, alguns macrófagos apresentam dobras em sua membrana plasmática. Quando são organizados para engolir partículas grandes, eles podem se fundir com outras células para formar o que alguns autores chamam de "célula gigante de corpo estranho", um macrófago multinucleado gigante.

Quando observadas nos tecidos dos quais fazem parte, essas células se organizam em padrões definidos, onde cada célula ocupa seu próprio território, algo como um “tecido dentro de outro tecido”.

Treinamento

O sistema fagocítico mononuclear é uma linhagem hematopoiética derivada de células progenitoras da medula óssea. Os progenitores comprometidos se diferenciam para formar monócitos sanguíneos, que viajam através da corrente e entram nos tecidos para se tornarem macrófagos residentes.

A formação do sistema fagocítico mononuclear começa com as células mais “imaturas”, os promonócitos, que são as células replicativas que dão origem aos monócitos. Estes últimos são aqueles que saem da medula óssea e chegam à corrente sanguínea, onde, nas próximas 8 horas, crescem e se diferenciam em monócitos maduros.

Nos locais onde os monócitos maduros encontram condições “favoráveis” para a fagocitose, eles se diferenciam naquilo que é conhecido como macrófagos residentes, por não estarem em livre circulação. É então que eles são equipados com todo o aparato adequado para a digestão das partículas a serem fagocitadas.

A diferenciação envolve várias mudanças: crescimento do corpo celular (pelo menos 5 vezes o tamanho do monócito original), aumento no número e complexidade das organelas internas, aquisição de capacidade fagocítica (acúmulo de enzimas hidrolíticas) e secreção de fatores solúveis.

Essas células estão distribuídas em todas as regiões do corpo. Alguns têm preferências especiais por certos tecidos (fixos), enquanto outros mantêm sua capacidade de se mover (amebóide) e são livres ou errantes.

Histologia

Os macrófagos têm morfologia altamente variável devido, em grande parte, à sua condição móvel, uma vez que são capazes de se mover entre e através de diferentes tecidos. Eles têm formato irregular, são achatados e geralmente apresentam processos de movimento semelhantes aos de pseudópodes.

O corpo celular dos macrófagos pode medir até 30μm de diâmetro; e em seu citoplasma observa-se um único núcleo de forma irregular, com uma ou duas fissuras proeminentes que lhe dão a forma de um rim e uma região densa formada por heterocromatina.

Eles têm vários vacúolos que fornecem enzimas e espaços adequados para englobar partículas, como microorganismos ou fragmentos celulares. Além disso, eles têm uma variedade de lisossomos, "fagossomas", corpos multivesiculares e corpos residuais; é por isso que, sob a luz do microscópio, dizem que têm um citoplasma "granular".

Por necessitarem a síntese de grande quantidade de enzimas hidrolíticas para exercer sua função, essas células apresentam um retículo endoplasmático altamente desenvolvido, bem como um proeminente complexo de Golgi para exercer as funções de transporte vesicular dessas enzimas.

Um histiócito (macrófago) envolvendo células sanguíneas (hematofagocitose) (Fonte: Koenjo via Wikimedia Commons)

Os macrófagos possuem arranjos corticais de microfilamentos de actina que são característicos desses tipos de células; Numerosos microtúbulos e filamentos intermediários também são observados, os quais eles usam para seu movimento amebóide e durante os processos fagocíticos.

Por serem células fagocíticas, podem ser diferenciadas pela injeção de corantes especiais (azul de tripano, carmim de lítio ou tinta da Índia), uma vez que essas manchas são fagocíticas e são armazenadas no citoplasma na forma de grânulos.

Tipos

No corpo humano, os macrófagos são diferenciados de acordo com sua localização e função. Desta forma, os macrófagos intestinais, os alveolares (nos pulmões), os histiócitos (nos tecidos conjuntivos), as células de Kupffer (no fígado), as células mesangiais (no rim), as células microgliais (nos no cérebro) e osteoclastos (no osso).

Macrófagos intestinais

Esta classe de macrófagos representa uma das populações de macrófagos mais abundantes no corpo e representa a primeira linha de defesa (sistema imunológico inato). Eles são encontrados na lâmina própria subepitelial.

Eles são responsáveis por regular as respostas inflamatórias contra bactérias e contra os diferentes antígenos que podem ultrapassar a barreira epitelial. Além disso, eles protegem a mucosa contra patógenos perigosos e "purificam" o sistema de células mortas e outros detritos estranhos.

Os macrófagos intestinais possuem mecanismos especiais que os tornam capazes de distinguir entre microrganismos comensais não patogênicos e invasores perigosos.

Macrófagos alveolares

São macrófagos especializados que residem nos alvéolos pulmonares, compartimentos com grandes flutuações ambientais, principalmente relacionadas à pressão parcial de oxigênio. Eles são uma das poucas populações de células encontradas nesses espaços, além de alguns linfócitos.

Como outros macrófagos, eles têm funções importantes na "limpeza" de células apoptóticas e outros restos celulares. Eles também estão envolvidos na purificação de partículas poluentes que entram pelo trato respiratório e também participam de diversos processos imunológicos.

Histiócitos

O termo "histiócito" é comumente usado para se referir a todas as células com características semelhantes a macrófagos e ancestrais encontradas em tecidos conjuntivos.

Ou seja, refere-se a células diferenciadas que vêm de linhagens de monócitos / macrófagos, incluindo macrófagos sinusoidais no baço, macrófagos alveolares nos pulmões e células de Kupffer no fígado.

Assim como os outros tipos de macrófagos, os histiócitos defendem o corpo de microorganismos invasores e indesejáveis partículas orgânicas ou inorgânicas, e também participam da apresentação de antígenos aos linfócitos T como iniciação da resposta imune.

Células Kupffer

São um tipo de célula hepática que se classifica no grupo dos macrófagos residentes e que se relacionam com as células do revestimento sinusoidal, que nada mais é do que uma camada de células que recobre os sinusóides, grandes espaços vasculares localizados entre as placas. dos hepatócitos que constituem os lóbulos do fígado.

Uma micrografia eletrônica dessas células revelará múltiplas projeções citoplasmáticas, muitas mitocôndrias, um retículo endoplasmático reduzido, um pequeno complexo de Golgi e muitos lisossomos e endossomos.

São consideradas células de "lixo migratório", uma vez que não possuem conexões intercelulares com as células vizinhas.

Células mesangiais

As células mesangiais são células residentes nos glomérulos do rim, que são os locais neste órgão onde o sangue é filtrado e a urina é sintetizada. Suas principais funções incluem a regulação do fluxo sanguíneo e a fagocitose, e estão envolvidas em diferentes patologias renais.

Apresentam características de células musculares lisas modificadas, pois apresentam contratilidade inerente, sendo capazes de produzir citocinas e endocitar macromoléculas como os imunocomplexos.

Células microgliais

Representam 20% das células do sistema nervoso central e estão morfologicamente, imunofenotipicamente e funcionalmente relacionadas às células da linhagem monócito / macrófago.

Eles são ativados em resposta a uma ampla variedade de condições ou lesões cerebrais e são responsáveis pela defesa contra microorganismos invasores.

Osteoclastos

Os osteoclastos são células pertencentes ao tecido ósseo responsáveis por um processo conhecido como "reabsorção óssea", essencial para a homeostase desse tecido conjuntivo, durante e após a osteogênese.

Suas funções estão relacionadas à capacidade de "hidrolisar" células apoptóticas ou senescentes que compõem o tecido ósseo por meio da secreção de enzimas lisossomais e outros íons que participam do processo.

Recursos

Os macrófagos são células altamente plásticas, especializadas na fagocitose de substâncias estranhas e microorganismos invasores, células danificadas, velhas ou senescentes e detritos celulares, entre outros. Eles também mostraram estar envolvidos na pinocitose.

Certos tipos de macrófagos têm funções fagocíticas "especializadas", como a fagocitose bacteriana que ocorre após o reconhecimento de resíduos de carboidratos especiais nas paredes das células bacterianas por meio de receptores na superfície do macrófago conhecido como C3.

Além de suas funções de "sentinela" e "limpeza", os macrófagos residentes são capazes de iniciar respostas inflamatórias agudas e alterações vasculares por meio de sua associação com a microvasculatura.

Durante essas respostas inflamatórias, os macrófagos são ativados por fatores secretados pelos linfócitos, o que os ajuda a aumentar sua capacidade fagocítica graças a uma espécie de metamorfose por meio da qual adquirem microvilosidades e lamelipódios (extensões de membrana).

Alguns tipos de macrófagos fagocitam antígenos e os apresentam aos linfócitos, estando, portanto, diretamente envolvidos nas cascatas das respostas imunes. Além disso, eles secretam fatores especiais que estimulam a divisão dos linfócitos T, a diferenciação dos linfócitos B, etc.

Os macrófagos alveolares são o melhor exemplo das funções "não fagocíticas" dos macrófagos, uma vez que podem endocitar fuligem, amianto, poluentes gasosos industriais, fumaça de cigarro e até fibras de algodão.

Referências

Cline, M. (1994). Histiócitos e histiocitose. Blood, 84 (4), 2840–2853.
Dudek, RW (1950). High-Yield Histology (2ª ed.). Filadélfia, Pensilvânia: Lippincott Williams & Wilkins.
Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2ª ed.). México DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
Gehrmann, J., Matsumoto, Y., & Kreutzberg, GW (1995). Microglia: célula imune efetora intrínseca do cérebro. Brain Research Reviews, 20, 269-287.
Gordon, S. (2007). O macrófago: passado, presente e futuro. European Journal of Immunology, 37, 9-17.
Hume, DA (2006). O sistema de fagócitos mononucleares. Current Opinion in Immunology, 18, 49-53.
Hussell, T., & Bell, TJ (2014). Macrófagos alveolares: plasticidade em um contexto tecido-específico. Nature Reviews Immunology, 1-13.
Johnson, K. (1991). Histology and Cell Biology (2ª ed.). Baltimore, Maryland: The National medical series for independent study.
Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6ª ed.). México DF: McGraw-Hill Interamericana da Espanha.
Kuehnel, W. (2003). Color Atlas of Cytology, Histology, and Microscopic Anatomy (4ª ed.). Nova York: Thieme.
Liu, G., & Yang, H. (2013). Modulação da ativação de macrófagos e programação em imunidade. Journal of Cellular Physiology, 502-512.
Masuya, M., Drake, CJ, Fleming, PA, Reilly, CM, Zeng, H., Hill, WD,… Ogawa, M. (2003). Origem hematopoiética das células mesangiais glomerulares. Sangue, 101 (6), 2215–2218.
Merien, F. (2016). Uma viagem com Elie Metchnikoff: dos mecanismos celulares inatos em doenças infecciosas à biologia quântica. Fronteiras em Saúde Pública, 4 (125), 1-5.
Smith, PD, Smythies, LE, Shen, R., Gliozzi, M., & Wahl, SM (2011). Macrófagos intestinais e resposta à invasão microbiana. Mucosal Immunology, 4 (1), 32-42.
van Furth, R., Cohn, Z., Hirsch, J., Humphrey, J., Spector, W., & Langevoort, H. (1972). O sistema fagocitário mononuclear: uma nova classificação de macrófagos, monócitos e suas células precursoras. Memoranda, 845–852.
VIB Life Sciences Research Institute. (2016). Obtido em www.vib.be/en/news/Pages/Macrophages-One-Of-The-Oldest-Immune-Cells-Reveals-Its-Hidden-Beauty-After-A-Century.aspx
Wynn, TA, Chawla, A., & Pollard, JW (2013). Biologia de macrófagos em desenvolvimento, homeostase e doença. Nature, 496, 445-455.

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