Makrophagen: Aufbau und Funktion

Makrophagen, die “Riesenfresser” des Immunsystems, sind spezialisierte Zellen, die ständig auf der Suche nach Eindringlingen und Zelltrümmern sind. Sie patrouillieren durch den Körper, nehmen Krankheitserreger und tote Zellen auf und helfen so, Infektionen abzuwehren und das Gewebe gesund zu halten. Ihre Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit machen sie zu unverzichtbaren Verteidigern unseres Körpers. Dieser Artikel beschreibt ihren Aufbau, ihr Vorkommen und ihre Funktion.

Makrophagen – Definition

Makrophagen sind spezialisierte Zellen des Immunsystems, die aus Monozyten entstehen und für die Phagozytose von Krankheitserregern, abgestorbenen Zellen und Zelltrümmern verantwortlich sind. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Immunabwehr, der Entzündungsregulation und der Gewebeheilung.

Makrophagen – Aufbau

Makrophagen sind Phagozyten (Fresszellen) und machen etwa 4-8 Prozent der weißen Blutkörperchen (Leukozyten) aus. Sie sind im Durchmesser circa 10 bis 20 Mikrometer groß und haben einen großen nierenförmigen Zellkern, der teilweise Überlappungen aufweist. Außerdem besitzen sie einige Granula in ihrem Zytoplasma, in denen zellschädigende Sybstanzen und Enzyme enthalten sind.

Makrophagen – Funktion

Mit ihren Rezeptoren können Makrophagen einige körperfremde Substanzen oder Pathogene erkennen und diese dann aufnehmen. Dieser Prozess der Phagozytose wird dann im Zellinneren fortgesetzt, indem sie die Substanzen oder Pathogene mittels des oxidative Burst eliminieren. Dabei werden in der Zelle reaktive Sauerstoffspezies (ROS) hergestellt, die toxisch auf das Pathogen wirken und es zerstören. Die Überreste der Strukturen werden dann an der Oberfläche der Zelle als MHC II präsentiert. T-Helferzellen können mit diesen MHC-II-Rezeptoren interagieren und die Funktion der Makrophagen hochschrauben.

Außerdem schütten sie Stoffe aus, die entzündungsfördernd oder entzündungshemmend wirken. In dieser Funktion unterscheiden sich nämlich Makrophagen des Typs M1 von denen des Typs M2. M1-Makrophagen sind entzündungsfördernd und können helfen Tumorzellen im Körper zu beseitigen. M2-Makrophagen dagegen haben eher entzündungshemmende Wirkungen und spielen dem Tumorwachstum eher in die Karten.

Makrophagen – Klinik

Makrophagen können das Wachstum und die Ausbreitung von Tumoren entweder fördern oder hemmen, abhängig von ihrem Aktivierungszustand und der Tumorumgebung. Bei der Atherosklerose, einer Hauptursache für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, tragen sie zur Bildung von Plaques in den Arterien bei und spielen eine Schlüsselrolle bei der Entzündungsreaktion, die zur Plaqueruptur und nachfolgenden Herzinfarkten führen kann. Ihre zentrale Rolle in beiden Bereichen unterstreicht die Bedeutung dieser Immunzellen für die Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Ansätze.

Makrophagen und Atherosklerose

Bei Schädigungen des Endothels in Blutgefäßen sammeln sich an der Stelle der Läsion Makrophagen und LDL (low density lipoprotein), eine Transporteinheit, die viel Cholesterin enthält. Dieses LDL hat die Eigenschaft an diesen Läsionsstellen zu oxidieren. Makrophagen nehmen oxidiertes LDL in großen Mengen auf und wandeln sich mehr und mehr zu sogenannten Schaumzellen, die sich dann in der Wand des Blutgefäßes einlagern und mit der Zeit für die Bildung von Plaques sorgen. Diese Plaques können reißen und die Bildung von Thromben fördern. Dieser Pathomechanismus ist der Grund, warum Atherosklerose einen sehr großen Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Tode darstellt.

Makrophagen in der Tumorforschung

Tumor assoziierte Makrophagen sind Teil des Mikromilieus vieler Tumorgewebe. Sie ähneln in ihrer Differenzierung den M2-Makrophagen und fördern das Tumorwachstum. Die medikamentöse Regulation dieses Mikromilieus könnte in Zukunft einen Angriffspunkt zur Bekämpfung von Tumoren darstellen.