Macrofagi: caratteristiche, classificazione e funzioni

Analisi sul sistema monocito-macrofagico

I Macrofagi sono cellule del sistema immunitario appartenenti all’immunità innata ma che possiedono anche un ruolo nell’immunità adattativa grazie la presentazione dell’antigene ai linfociti T. Questo tipo cellulare è presente nella maggior parte dei tessuti e questo fa di loro delle cellule sentinelle insieme ai mastociti, possono derivare da precursori prenatali oppure dai monociti in seguito a differenziazione.

I macrofagi svolgono un ruolo fondamentale nella difesa dell’organismo, infatti sono caratterizzati da un’intensa attività fagocitaria, una notevole motilità ed ultimo ma non meno importante la capacità di spengere la risposta infiammatoria ed avviare i processi riparativi dei tessuti.

Caratteristiche citologiche

Come detto in precedenza i macrofagi sono cellule già differenziate dalla nascita oppure derivanti dal differenziamento dei monociti in seguito ad uno stimolo infiammatorio.

Macrofagi

I macrofagi non stimolati sono cellule di dimensioni notevoli con forme variabili (rotondi, stellati o fusiformi), presentano numerose piccole estroflessioni ed il loro nucleo si presenta pressoché rotondeggiante. Non presentano quantità di granuli ragguardevoli come per i granulociti polimorfonucleati ma sono abbondanti di lisosomi ed il loro reticolo endoplasmatico rugoso ed apparato del Golgi sono molto sviluppati.

Monociti

I monociti sono cellule classificate tra gli agranulociti (per la totale assenza di granuli nel loro citoplasma) e rappresentano circa il 3-8% della popolazione leucocitaria presente nel sangue periferico. Queste cellule sono più piccole dei macrofagi, rotondeggianti, con un nucleo reniforme voluminoso ed un citoplasma pressoché omogeneo dove sono ben evidenti i vari organuli cellulari.

Differenze tra i macrofagi

I macrofagi si distinguono in due grandi categorie: i macrofagi residenti ed i macrofagi reclutati.

I macrofagi residenti

I macrofagi residenti sono presenti nella maggior parte dei tessuti rappresentano cellule estremamente longeve e sono tra le prime che entrano in contatto con l’agente infiammatorio o con il patogeno (spesso le due cose coincidono).

Questi macrofagi derivano da precursori presenti nel sacco vitellino e nel fegato fetale durante lo sviluppo prenatale ed assumono fenotipi specifici a seconda dell’organo o del tessuto dove si andranno a localizzare.

Tra i più importanti macrofagi residenti si trovano le cellule della microglia presenti nel sistema nervoso centrale; queste hanno ruoli molto importanti: nella sorveglianza, nella rimozione dei detriti cellulari e depositi proteici (come la β-amiloide) e nella produzione di fattori di crescita paracrini che regolano l’omeostasi tissutale e mantengono l’integrità neuronale.

I macrofagi tissutali hanno un ruolo anche nel mantenimento dell’omeostasi del sangue: sono presenti nel fegato (conosciuti come cellule di Kupffer, dal nome del loro scopritore) ed hanno il ruolo fondamentale del riciclo del ferro e nel mantenimento della sua omeostasi, il ferro è ottenuto dalla digestione delle molecole di emoglobina contenuta in eritrociti ormai non più funzionanti a causa di un danno o della senescenza.

I macrofagi reclutati

I macrofagi reclutati sono invece cellule derivanti dal reclutamento dal sangue periferico e successivo differenziamento nel tessuto infiammato dei monociti.

Questi sono in tutto e per tutto macrofagi che intervengono nell’eliminazione dei patogeni più resistenti e nella risoluzione dell’infiammazione; talvolta se il danno è molto esteso possono rimpiazzare i macrofagi residenti ed assumere il loro fenotipo.

Funzioni dei macrofagi

I macrofagi, come già detto, sono cellule che possiedono molti ruoli: agiscono nell’eliminazione del patogeno con il conseguente avvio della risposta infiammatoria, hanno un ruolo centrale nel riportare l’omeostasi dei tessuti e nella loro riparazione in seguito al danno provocato dal patogeno e dall’infiammazione.

  • Ruolo infiammatorio

Il principale ruolo nell’infiammazione è quella di difesa dell’organismo. Questa funzione è mediata dal processo di fagocitosi dei microbi che vengono così ingeriti dal macrofago ed uccisi grazie alla produzione di radicali liberi.

Un ulteriore ruolo è mediato dall’attivazione dei recettori di membrana (come i Toll-Like Receptors, TLRs) a causa del riconoscimento di profili molecolari comuni a più patogeni (PAMPs). L’attivazione di questi recettori causa nel macrofago un’intensa attività di trascrizione genica che porterà alla conseguente produzione di citochine pro-infiammatorie come: l’interleuchina 1 (IL-1), l’interleuchina 6 (IL-6) ed il Tumor Necrosis Factor α (TNF-α).

Queste molecole porteranno ad una situazione di infiammazione locale con variazioni del microcircolo sanguigno così da favorire il reclutamento di ulteriori leucociti dal sangue tramite l’azione delle chemochine (anch’esse prodotte in seguito ad attivazione dei recettori) come l’interleuchina 8 (IL-8) che recluta i neutrofili dal sangue periferico.

L’insieme di questi prodotti agiscono anche al livello sistemico portando ad un innalzamento della temperatura corporea e alla produzione di proteine di fase acuta come il complemento. Tuttavia se eccessivi possono provocare un collasso multiorgano o alla sindrome da risposta infiammatoria sistemica (SIRS).

Un importante funzione, anche se maggiormente esercitata dalla cellule dendritiche, è quella della presentazione dell’antigene ai linfociti T tramite il Maggior Complesso di Istocompatibilità (MHC).

  • Ruolo anti-infiammatorio e risoluzione del danno

I macrofagi, oltre ad ingerire i microbi, contribuiscono anche alla risoluzione del processo infiammatorio attraverso l’ingestione di detriti cellulari, cellule morte causate dall’infiammazione stessa (come i neutrofili) o in seguito ad un trauma. Questo processo di pulizia è essenziale per ristabilire l’omeostasi tissutale ed avviare i processi riparativi del tessuto.

Lo spegnimento della risposta flogistica e l’avvio della riparazione del tessuto è mediato dalla produzione di citochine anti-infiammatorie come l’interleuchina 10 (IL-10) ed il Transforming Growth Factor β (TGF-β) che agiscono su molteplici tipi cellulari come i fibroblasti che si attivano ed iniziano a produrre componenti della matrice extracellulare come collageno e proteoglicani.

Fonti

  • Abul K. Abbas, ottava edizione, Immunologia cellulare e molecolare, edra
  • V. Monesi, sesta edizione, Istologia, Piccin
  • Tissue-resident macrophages – PubMed
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