巨噬细胞

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巨噬细胞(英语:macrophage,缩写为mφ)是一种位于组织内的白细胞,源自单核细胞,而单核细胞又来源于骨髓中的前体细胞巨噬细胞单核细胞皆为吞噬细胞,在脊椎动物体内参与非特异性防卫(先天性免疫)和特异性防卫(细胞免疫)。它们的主要功能是以固定细胞或游离细胞的形式,对死亡细胞、细胞残片及病原体进行噬菌作用(吞噬与消化),并激活淋巴细胞或其他免疫细胞,加快其对病原体作出反应的时间。

生命周期

单核细胞经血管的内皮细胞层进入一已受损的组织时(这过程被称为白细胞外渗作用),它经过一连串转变以成为巨噬细胞单核细胞会因化学趋向性而被化学物质的刺激吸引至受损处,这些刺激包括受伤细胞、病原体、由肥大细胞和嗜碱性粒细胞所释放的组胺,以及由已于该处的巨噬细胞释出的细胞因子。在某些地方,如睾丸,巨噬细胞已被证实会透过增殖以移殖于此。

与寿命较短的中性粒细胞不同,其寿命可达数个月至数年不等。

功能

吞噬作用

巨噬细胞的其中一个重要角色是移除肺中的坏疽碎片及尘埃。另外,在慢性炎症中,移除已死细胞亦为重要。在炎症的早期,大量的中性粒细胞会占据患处。当这些细胞死去时,就会被巨噬细胞所摄取。

尘埃及坏疽组织的移除大部分由固定巨噬细胞负责,它们会驻守在一些战略位置如肺脏、肝脏、神经中枢的组织、骨、脾脏及结缔组织,以摄取外来物质如尘埃和病原体。在有需要时,还会召集游离巨噬细胞

当病原体被巨噬细胞吞噬后,病原体会被困于食物泡中并稍后与溶酶体融合。在溶酶体中,酶和有毒物质如过氧化物会把侵入者消化。但一些细菌如结核分枝杆菌及利什曼原虫等病原体则对此消化方法产生抵抗及规避。巨噬细胞可以同时消化多过一百个细菌,然而,它们最终会死于自己分泌的消化混合物。

在特异性免疫中的角色

巨噬细胞是一种具多用途多功能的细胞。作为体内的“清道夫”,它们会去除体内那些坏掉死去的细胞以及其他废料。它们是众多个细胞中首个“呈递”抗原的,所以它其中有一个重要的功能就是启动一个免疫反应。另外,作为一个分泌细胞,单核细胞巨噬细胞对于免疫反应的调整和炎症的发展尤为必需。这是因为它们会大量地产生出一系列强劲的化学物质(单核因子),其中包括酶、补体蛋白和调节因子如白细胞介素1。同时,因为它们身上有淋巴因子感受器,因此可以被激活为仅追击单一的入侵微生物或者肿瘤细胞的状态。

在病原体被消化后,巨噬细胞会把相应抗原(一个分子,常为病原体表面的蛋白质并被免疫系统作辨别之用)呈递予对应的辅助型T细胞。呈递过程中,它们将这些抗原整合至细胞膜,并把抗原结合在主要组织相容性复合体II型分子(MHC II)之上以告之其他白细胞,虽然它有抗原在其表面,但它并非病原体。

随后,抗原呈递导致了抗体的产生。产生的抗体会依附在病原体的抗原上,这使病原体更易被巨噬细胞细胞膜黏着,甚至被巨噬细胞所吞噬。在一些情况下,有部分病原体能够有效抵抗巨噬细胞的黏附。抗体覆盖着抗原的情形,就如魔鬼毡附着在某物的有毛表面上一样。

在淋巴结中,吞噬了病原体的巨噬细胞的表面所呈现的抗原(MHC II),会刺激I型T辅助细胞(TH1)的增值,而其主因是巨噬细胞分泌的白细胞介素12。当处于淋巴核的B细胞通过其表面的抗体来识别位于细菌表面的相同但未处理的抗原时,这些抗原则会被吞噬以及处理。其后,已被处理的抗原会通过B细胞表面上的MHCII进行呈递。已经增值的TH1上的受体开始对抗原—MHCII复合物进行辨认(在共刺激因子CD40和CD40L存在的情况下),并导致B细胞产生可以帮助抗原调理作用的抗体,使得吞噬细胞可以更好地清除细菌。

巨噬细胞亦会针对肿瘤细胞和一些受菌类或寄生物所感染的细胞作出防卫。当一个T细胞辨认出异常细胞表面的独特抗原时,T细胞会变成一个活跃的效应细胞以释放一种被称之为淋巴因子的化学介质,而这种物质会刺激巨噬细胞令其变得更具侵略性。其后,这些被激活的或“加强的”巨噬细胞则更容易去吞噬及消化这些已受感染的细胞。这种巨噬细胞是不会对抗原产生特异性防卫反应,反而会攻击所有在它被激活之地周围的细胞。

固定巨噬细胞

大部分的巨噬细胞会聚集在一些易于被微生物入侵或囤积尘埃的组织器官中。每一种固定巨噬细胞都会因所在部位的不同而得到不同的特定名称。

库佛氏细胞的研究受到限制,因为只有来自活检或尸检的人类库佛氏细胞可以用于免疫组织化学分析。而要在老鼠中把之分离是非常困难的,而且在提纯以后,亦只能从一只鼠身上获得大约五百万个细胞。

巨噬细胞在器官中亦有旁泌性功能,这也是为该器官的功能而独有的。以睾丸为例,巨噬细胞能够分泌氧甾体以及25-羟基胆固醇(可以在睾丸间质细胞附近转换为睾丸酮)来与睾丸间质细胞相互作用。而且,在睾丸中睾丸巨噬细胞能够参与形成一个免疫特化的环境,以及在睾丸发炎期间介导不育。

涉入病症的症状

因为它的功能—吞噬,巨噬细胞亦涉入许多免疫系统的症状。譬如它们会参与形成肉芽瘤的过程,及可由多种病症引起的炎症病变。

下文中会形容一些有关巨噬细胞功能和非有效吞噬的疾病,而大部分亦为罕见。

巨噬细胞亦被涉入动脉硬化症愈趋严重的血小板病变的具能力细胞。

当与流行性感冒展开“战争”时,巨噬细胞会被派至喉咙。但是在杀手T细胞将感冒病毒找出前,巨噬细胞是破坏多于帮忙。它们不只破坏受感冒病毒感染的喉咙细胞,亦会破坏数个位处附近且未被感染的细胞。

当人体受到人体免疫缺损病毒(HIV)感染时,如T细胞般,巨噬细胞也会受到感染,更在身体之中被变成持续复制的病毒的仓库。

再者,巨噬细胞亦被相信它会帮助癌细胞增生。它们会被吸引到缺氧(低氧)的肿瘤细胞附近并促进慢性炎症。巨噬细胞会释出致炎物质如肿瘤坏死因子(TNF)从而激活NF-κB的基因。其后,NF-κB会进入肿瘤细胞核并启动多种可以停止细胞凋亡及促进细胞增生及发炎的蛋白质的产生。

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