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Makrophagen sind Fresszellen und gehören zum Immunsystem

MakrophageMakrophagen sind Fresszellen, die in jedem menschlichen Organismus zu finden sind. Die Fresszellen sind weiße Blutkörperchen (Leukozyten), die zum ältesten entwicklungsgeschichtlichen angeborenen Immunsystem gehören. Makrophagen sind in der Lage aus der Blutbahn auszutreten und im Körpergewebe eine Art Wache zu halten, die mehrere Monate andauern kann.

An diesem Punkt kommen wir zu der Hauptaufgabe von den Makrophagen, nämlich dem Umfließen bzw. Fressen von entarteten körpereigenen Zellen oder infektiösen Bakterien. Das Fressen ist ein vereinfachter Begriff, denn die Makrophagen machen die entarteten und bösartigen Zellen unschädlich und transportieren sie ab.

Was sind Makrophagen?

Makrophagen sind Phagozyten (Fresszellen) und gehören zu den angeborenen Zellen im Teil des Immunsystems. Bei Bedarf entwickeln sich Makrophagen aus Monozyten und diese bilden sich im Knochenmark aus Stammzellen und treten anschließend in die Blutbahn ein. Erkennt das Immunsystem eine bakterielle oder viröse Infektion, kommen die Monozyten in Bewegung. Dabei verlassen sie die Blutbahn und entwickeln sich zu voll funktionsfähigen Makrophagen, die eine Barriere (Schutzschild) bilden und die weitere Krankheitsentwicklung hemmen. Sobald der Infektionsherd erreicht wurde, beginnen Makrophagen ihre Arbeit. Sie umschließen die infektiösen Keime und zersetzen sie mittels eines biochemisch-katalytischem Vorgangs. Die Makrophagen werden von den entsprechenden Enzymen in Lysosomen geführt und das sind wiederum winzige Zellorganellen.

Die Makrophagen sind angeboren und gehören zu einem fixierten und generischen Immunsystem von jedem Menschen. Die Antigenpräsentation der Makrophagen entfaltet sich erst dann, wenn ein viraler Infekt das Immunsystem droht zu angreifen. Die T-Helferzellen erkennen die präsentierten Antigene und das regt die Produktion von Antikörpern an. Über die Rekrutierung von Zytokinen sind Makrophagen in der Lage, verschiedene Entzündungsprozesse im Gewebe zu steuern.

Der Aufbau von Makrophagen

Die Monozyten bilden sich im Knochenmarkt und zählen zu den Vorläuferzellen von den Makrophagen. Der Einfluss von Zytokin verwandelt Monozyten in verschiedene Arten von Makrophagen. Die Makrophagen, die bereits in ortsgebundene Gewebe eingedrungen sind, hängen stark von der Morphologie des umgebenen Gewebes ab.

Die Makrophagen entsprechen anatomisch gesehen dem Einzeller mit einer Zytoplasma (Zellkern) und einem Zytoskelett mit vielen Organellen. Bei der Entwicklung erreicht eine Makrophage die Größe von 25 bis maximal 50 um. Dabei kann eine einzelne Fresszelle ein 5 um langes Bakterium umschließen und es unschädlich machen. Den Makrophagen stehen Lysosomen zur Verfügung, um die Hauptfunktion Phagozytose (Unschädlichmachung) von Bakterien, wahrnehmen zu können. Außerdem bauen die Fresszellen körperschädliche Stoffe ab und transportieren sie aus dem Körper raus.

Lysosomen sind kleine Organellen, die voll von kleinen Abbauenzymen sind. Sobald ein Krankheitserreger von der Makrophage eingefangen wurde, entleert sich der Lysozym und es wird ein „Fressvorgang“ gestartet. Außerdem besitzen die Fresszellen eine sehr gute Eigenschaft, und zwar den Lysozym zu synthetisieren. Das wiederum führt dazu, dass sich glycosidische Bindungen aufspalten lassen. Gelingt es dem Lysozym in einen direkten Kontakt mit der Bakterie zu kommen, löst sich ihre Zellwand auf und schon bald ist die Bakterie für den Organismus unschädlich.

Die Funktion und die Aufgabe von Makrophagen

Die Hauptfunktion von Makrophagen liegt in der Phagozytose der entarteten und schädlichen Zellen. Die körpereigenen entartete Zellen (beispielsweise Krebszellen) gehören ebenfalls dazu. Die Krebszellen stuft das Immunsystem als abgestorbene Körperzellen ein und versucht sie zu beseitigen. Die Makrophagen kommen hier zur Hilfe und versuchen die „toten“ Zellen in ihre Einzelkomponente zu zerlegen und anschließend aus dem Körper zu schaffen. Zu einer weiteren und sehr wichtige Aufgabe von Makrophagen, zählt die Antigenpräsentation.

Die Fresszellen lassen sich nach außen von einem komplexen Mechanismus präsentieren. Dieser besteht aus Peptidresten und das sind Bestandteile von phagozytierten Keimen und bestimmten Eiweißen. Die präsentierenden Fragmente lassen sich von den T-Helferzellen erkennen und anschließend veranlassen sie eine Synthese von spezifischen Antikörpern. Die Makrophagen sind in der Lage eine Vielzahl an Zytokinen zu produzieren, wenn sie mit anderen Bestandteilen des Immunsystems wie Fibroblasten, B- und T-Helferzellen sowie Killerzellen zusammenarbeiten. Die Zytokine sind Proteine und Peptide mit denen ein sehr komplexes Immunsystem gesteuert wird.

Einfluss auf das Immunsystem

Die Aktivierung und die Deaktivierung des Immunsystems, die Stärke sowie die Aggressivität wird von den Interferonen, Interleukinen, Tumornekrosefaktoren und einigen weiteren Bestandteilen von Zytokinen gesteuert. Auch sogenannte Fieberschübe lassen sich von den oben genannten Komponenten steuern, wenn der menschliche Organismus von Bakterien und Viren angegriffen wird.

Makrophagen sind „schlauer“ als man es sich nur vorstellen mag. Schließlich bilden Makrophagen mit den CD-169-positiven Makrophagen eine dichte Mauer, die das Austreten von Virenteilen oder Viren verhindern. Sollte es doch irgendwelchen Viren gelangen die Mauer zu durchdringen, greifen die CD-169-positiven Makrophagen ein und zerstören die Viren schlagartig und machen sie unschädlich. Das ist aber noch nicht alles, was das Immunsystem in seinem Arsenal zu bieten hat. Beispielsweise gibt es die nicht-phagozytierende Makrophagen, die bei einer Muskelregeneration helfen sollen. Dabei produzieren solche Makrophagen Steuerproteine, die direkt in die Muskelzellen verfrachtet werden und dort für eine Muskelentspannung bzw. Muskelregenerierung sorgen. Die Muskelregenerierung ist für den Organismus sehr wichtig, da während einer Krankheit, die Muskelfasern stark beansprucht werden.

Krankheiten

Äußerst selten trifft die heutige moderne Medizin auf Beschwerden und Krankheiten, die im direkten Zusammenhang mit einer Fehlfunktion von Makrophagen stehen. Häufiger sind es Symptome, die auf eine Überreaktion von Makrophagen schließen lassen. Allerdings führen die Überreaktion eher auf eine andere Krankheit zurück, die von den Makrophagen bereits entdeckt und sogar bekämpft wurde. Folglich ist die Überreaktion auf die natürliche Funktion der Makrophagen zurückzuführen und der Betroffene braucht meistens nichts zu befürchten.

Das Hämophagozytose-Syndrom, kurz HLH ist eine seltene Erkrankung, die eine Überreaktion der Makrophagen widerspiegelt. Bei der vorliegenden Krankheit sind Makrophagen viel zu aktiv. Dabei greifen sie nicht nur die entarteten Zellen, sondern auch völlig gesunde Erythrozyten (rote Blutkörperchen) an. Das kann schwere verlaufende Erkrankungen mit sich bringen. Auslöser für ein solches Verhalten der Makrophagen können schwere Infektionen oder gewisse Medikamente sein.

Wenn beispielsweise das Zwischenprodukt Glukozerebrosid nicht vollständig abgebaut wird, liegt eine Stoffwechselerkrankung vor. Das Zwischenprodukt sorgt dafür, dass er sich in den Lysosomen der Makrophagen anreichert und dadurch blähen sich Makrophagen auf. In einer solchen Konstellation bezeichnet man die aufgeblähten Makrophagen als Gaucher-Zellen. Übrigens leitet sich dieser Begriff von dem Gaucher-Syndrom ab. Die Anrechnung mit den Gaucher-Zellen geschieht in der Milz, der Leber und im Knochenmark. Außerdem können auch weitere Organe und das Nervensystem betroffen sein. Unweigerlich führt ein solcher Verhalten der Makrophagen zu einem Organversagen und damit zu einem tödlichen Krankheitsverlauf.

Fazit

Makrophagen sind äußerst wichtig für unseren Organismus und ohne Makrophagen würden wir vermutlich keinen Tag überleben. Der menschliche Körper kommt ständig mit Bakterien und Viren in Kontakt und das Immunsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung und der Unschädlichmachung der entarteten und bösartigen Zellen. Doch das Immunsystem hätte alleine, ohne seine Helfer wie B- und T-Helferzellen, Makrophagen sowie anderen Bestandteilen keine Chance bei der Bekämpfung von Viren und Krankheitserregern. Makrophagen können auch zu keiner Krankheit beitragen, es sei denn, es liegt schon eine schwere Infektion vor. In solchen Fällen geschieht eine Überreaktion der Makrophagen. Das hat zur Folge, dass sich einzelne Makrophagen aufblähe und sogar Organe vollständig schädigen können.

Makrophage

Makrophage

 

 

© Foto: Naveen Kalwa – 123rf.com

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Letzte Änderungen auf dieser Seite fanden am 29.10.2018 statt.