ماکروفاژ چیست؟ – ویژگی ها و کاربردهای آن

ماکروفاژ یک اصطلاح یونانی است که از ترکیب دو کلمه Makrós به معنی بزرگ و phagein به معنی خوردن شکل گرفته است. ماکروفاژها به سلول های ایمنی بدن انسان گفته می شوند که سلول های مرده، سلول های سرطانی و میکروب ها را شناسایی کرده و می بلعند. به این عمل آن ها بیگانه خواری می گویند. ایلیا ایلیچ مچنیکوف زیست شناس روسی برای اولین بار در سال ۱۸۸۲ میلادی نام سلول های بیگانه خوار را بر سر زبان ها انداخت و تحولی عظیم در مطالعه سیستم ایمنی بدن به وجود آورد.

ماکروفاژ و ویژگی های آن در کتاب زیست دهم مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به معرفی ماکروفاژ، ویژگی ها و کاربردهای آن می پردازیم.

ویژگی های ماکروفاژها

ماکروفاژها در بدن جانوران، چه مهره دار و چه بی مهرگان زندگی می کنند. آن ها با نام ها و اشکال متفاوتی در بدن ما ظاهر می شوند. آن ها به خصوص در کبد، طحال و گره های لنفاوی قرار دارند و مانند گلبول های سفید کارشان بیگانه خواری است. عمر ماکروفاژها طولانی است و می تواند حتی به چندین ماه نیز برسد. در این مدت آن ها قادر هستند صدها باکتری را از بین ببرند.

فاگوسیتوز(بیگانه خواری) چیست؟

فاگوسیتوز عملی است که گلبول ها، باکتری ها و سایر مواد خارجی را با ایجاد پاهای کاذب به درون خود می کشد و با هضم باعث از بین بردن آن ها می شوند. این عمل توسط سلول های بیگانه خوار انجام می گیرد.

همچنین این سلول ها می توانند از میان سلول های پوششی جدار مویرگ ها عبور کرده، وارد فضای بین سلولی شوند و در آنجا نیز به بیگانه خواری بپردازند. این عمل گلبول های سفید را دیاپدز می گویند. عمل دیاپدز در بهبود عفونت های موضعی بدن بسیار موثر است. چنانچه هنگامی که زخمی در پوست حاصل می شود، گلبول های سفید از خون خارج شده به محل زخم می روند تا در آن جا میکروب هایی را که بلافاصله در محل زخم تجمع می کنند را از بین ببرند. بسیاری از گلبول های سفید در این جریان می میرند. مایع سفید رنگی که به نام چرک در محل زخم جمع می شود، ترشحات و لاشه های این سلول ها و سلول های میکروبی است.

زمانی که التهاب شروع می شود، مونوسیت ها تغییر کرده و به ماکروفاژ تبدیل می شوند تا سلول های مرده را ببلعند.

فاگوسیت (بیگانه خوار) چیست؟

سلول های بیگانه خوار مربوط به دستگاه ایمنی بدن هستند. این سلول ها قادرند عوامل بیماری زا، سلول ها، مولکول های بیگانه و سلول های مرده را بلعیده و از بین ببرند. تنها ماکروفاژهای بافتی و بعضی از گویچه های سفید خون قابلیت انجام عمل فاگوسیتوز را دارند.

انواع ماکروفاژها

تعیین نام انواع ماکروفاژها بستگی به محلی از بدن دارد که در آن حضور دارند.

ماکروفاژهای ریه

ماکروفاژ آلوئولار یا غبار سلول که به عنوان یک بیگانه خوار ماهر در حفره های کیسه های هوایی ریه قرار گرفته اند. وظیفه این سلول ها نابودی ذرات گرد و غبار و یا میکروارگانیسم ها از سطوح تنفسی بدن است. به دلیل قرار گرفتن بین محیط داخل و خارج بدن مسئولیت سنگینی بر دوش آن هاست.

ماکروفاژهای بافت چربی

این نوع ماکروفاژها همان طور که از نامشان پیداست در بافت چربی حضور دارند. در افراد لاغر در حدود ۱۰ درصد از ظرفیت بافت را ماکروفاژها تشکیل می دهند. این عدد در افراد چاق به ۴۰ درصد نیز می تواند برسد. هنگامی که تعداد ماکروفاژهای بافت چربی افزایش می یابد می تواند تولید چربی مولکول های پیش التهابی را نیز تحت تاثیر قرار دهد.

ماکروفاژها بسته به شرایط محیطی می توانند خود را به حالت های ظاهری متنوعی تغییر دهند. آن ها قادرند اشکال پیش التهابی و یا ضد التهابی به خود بگیرند که به فنوتیپ M1 و فنوتیپ M2 دسته بندی می شوند. هرچه تعداد سلول های مرده چربی بر اثر عوامل بیماری زا بیشتر باشد به همان میزان با افزایش جذب ماکروفاژها روبرو خواهیم بود.

همان گونه که می دانید ماکروفاژها سلول هایی بیگانه خوار هستند که باقیمانده سلول های مرده را از بین می برند. این سلول ها پیرامون سلول های مرده چربی اشکالی همانند تاج (CLS) به وجود می آورند.

ایجاد مولکول های ضد التهابی توسط ماکروفاژدر بافت چربی سالم می تواند به پیشگیری از ابتلا به بیماری های قلبی کمک کند ولی در بافت چربی افراد چاق ایجاد اشکال تاج مانند می تواند تولید مولکول های پیش التهابی را افزایش دهد که این عمل خطر ابتلا به بیماری های قلبی را بالا می برد.

میکروگلیا

میکروگلیا یا ریزپی بان ها در تمام قسمت های مغز و نخاع گسترده شده اند. آن ها در حدود ۲۰ درصد از سلول های سیستم عصبی را نشان می دهند. میکروگلیا اولین و مهم ترین سلول های سیستم عصبی که در برابر عفونت ها، صدمات و واکنش های التهابی مغز مانند آلزایمر، ام اس و بیماری نوعی پروتئین به نام پریون مقابله کند.

ماکروفاژهای کبد

سلول های کوپفر نام دیگر این ماکروفاژها است که در مویرگی به نام لومن سینوزوئید قرار گرفته اند. سلول های کوپفر به شدت بیگانه خوار هستند و به همین دلیل با تزریق رنگ های حیاتی می توان آن ها را تشخیص داد. از نظر تعداد ماکروفاژ موجود در بافت های بدن، سلول های کوپفر به نسبت بقیه بیشترین تعداد را داراست.

ورود باکتری های روده و باقی مانده های میکروبی از سیستم گوارش به کبد با سد دفاعی سلول های ایمنی کوپفر روبرو خواند شد. بنابراین تغییرات در کارایی سلول کوپفر زمینه ساز ایجاد بیماری های الکلی کبدی، هپاتیت ویروسی، سیروز کبدی و … شود.

ماکروفاژهای روده ای

این ماکروفاژها دارای یکی از بیشترین جمعیت های ماکروفاژی بدن هستند. این سلول ها می توانند از مخاط در برابر عوامل بیماری زا حمایت کنند و سیستم را از وجود سلول های مرده و سایر بقایای خارجی پاکسازی کنند. همچنین آن ها در مقابل باکتری ها و آنتی ژن های مختلف، وظیفه پاسخگویی دارند.

استئوکلاست ها

استئوکلاست ها یا ماکروفاژهای شکننده بافت استخوانی، نوعی است که در بافت استخوان یافت می شوند. پروتئین ها و مواد معدنی هیدراته شده در سطح مولکولی توسط این سلول ها تجزیه می شود. البته این عمل با ترشح اسید و آنزیم کلاژناز صورت می پذیرد. این روند به تحلیل استخوان معروف است و می تواند منجر به تنظیم کلسیم خون شود.

سلول های مزانژیا

این سلول ها در گلومرول های کلیه قرار گرفته اند. آن ها وظیفه دارند جریان خون و فاگوسیتوز را تنظیم کنند و در آسیب شناسی های کلیه نقش مهمی ایفا کنند.

اهمیت ماکروفاژها

در گره های لنفاوی وظیفه مبارزه با میکروب ها و عوامل بیگانه را بر عهده دارند. سلول های مرده بافت ها و پس مانده های آن ها را نیز به طور کامل محو می کنند. گویچه های قرمزی که در کبد و طحال مرده اند، توسط ماکروفاژها پاکسازی می شوند.

ماکروفاژها همانند لاشخور دائم در حال حرکتند تا سلول های مرده را ببلعند و از بین ببرند. این عمل باعث به وجود آمدن مونوکسید نیتروژن خواهد شد.

ماکروفاژها و بیماری کووید ۱۹

همان گونه که می دانید بیماری کووید ۱۹ یک بیماری عفونی که در سال ۲۰۱۹ در ووهان چین شکل گرفت و به سرعت در سرتاسر جهان شیوع پیدا کرد. این بیماری در برخی افراد شدید بوده و ممکن است فرد به مدت طولانی با این بیماری کشنده دست و پنجه نرم کند و برخی دیگر نیز بدون علامت باشند.

ماکروفاژها در تمامی بافت های بدن ساکن شده اند تا بتوانند وظایف خود را به نحو احسن انجام دهند. آن ها عوامل بیماری زا و ناشناس را می بلعند. در عین حال پاسخ تند سیستم ایمنی بدن می تواند بر شدت کرونا تاثیرگذار باشد. بدین ترتیب که با فعال شدن ماکروفاژ، سایتوکین های پیش التهابی به سرعت افزایش یافته و طوفان سایتوکین را به وجود می آورند. این التهاب ممکن است باعث آسیب بافتی خطرساز و یا حتی منجر به مرگ شخص بیمار شود.

فلورین دوام استادیار میکروبیولوژی دانشگاه بوستون معتقد است که ویروس کووید ۱۹ قادر به تشدید بیماری در افراد مختلف نیست بلکه عکس العمل بیش از اندازه سیستم ایمنی بدن ماست که باعث ایجاد این مشکل می شود. به همین علت گروهی از پژوهشگران آمریکایی ریه افرادی که به ویروس کرونا مبتلا نشده بودند را مورد آزمایش قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که تنوع ماکروفاژ در افرادی که ریه های مستعد درگیری کووید۱۹ هستند، وجود ندارد.

البته این سوال نیز بی پاسخ می ماند که چرا سیستم ایمنی بدن برخی افراد توانایی فراهم آوردن ماکروفاژهای متنوع را دارد، در صورتی که سیستم ایمنی برخی دیگر عاجز است.

تفاوت ماکروفاژها و مونوسیت ها

ماکروفاژها در واقع از مونوسیت هایی به وجود می آیند که از خون خارج شده، در بافت های دیگر باقی می مانند. به همین دلیل ماکروفاژها در خون دیده نمی شوند و علاوه بر اعمال دیگر، عمل انهدام و هضم گلبول های پیر خون را به آن ها نسبت می دهند.

مونوسیت ها برخلاف ماکروفاژها در خون نیز وجود دارند فقط با میکروب ها مبارزه می کنند و عمل هضم گلبول های پیر را انجام نمی دهند. مونوسیت ها حرکات آمیبی و خاصیت بیگانه خواری دارند یعنی می توانند خود را از فواصل سلول های جدار مویرگ ها عبور دهند و وارد آب میان بافتی شوند.

همچنین ماکروفاژها بزرگترین سلول های سفید خون هستند و مونوسیت ها در مقایسه با آن ها اندازه ی کوچکتری دارند. چنانچه قطر ماکروفاژها به ۲۱ میکرومتر و قطر مونوسیت ها به ۷ تا ۹ میکرومتر می رسد.