תאי קצף

תאי קצף, הכוללים גם תאים מסוג מקרופאגים עמוסי שומנים, (באנגלית: Foam cells) הם סוג של תאים המכילים טיפות שומניות. תאים אלה נמצאים ברקמות שונות, והם נחקרו במיוחד בכלי הדם, שם הם משתתפים בהיווצרות טרשת עורקים העלולה להביא לאוטם שריר הלב ושבץ מוחי. עם זאת, נמצאו תאי קצף גם במצבים שפירים (כגון כולסטרולוזיס, שבתמונה), במגוון מחלות זיהומיות, מטבוליות וסרטניות ובתגובה לחמרים מזיקים, כגון בדליפת סיליקון או במחלת ריאה הקשורה באידוי טבק. תאי קצף נקראים כך בגלל המראה מרובה-הבועות שלהם תחת מיקרוסקופ, כאשר ה"בועות" הן למעשה גופיפים של שומן. בחלקם, ובמיוחד בכלי הדם, שומן זה עשיר בכולסטרול ומגיע מליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה (LDL) ובחלקם, למשל בנגעי שחפת, השומן עשיר יותר בטריגליצרידים ומגיע משאריות תאים מתים. תאי קצף מוכרים בדרך כלל כמי שנוצרים ממקרופגים, ויכולים להיות עם מאפיינים של מקרופאג M1 המעורר את מערכת החיסון או עם מאפיינים של מקרופאג M2, השכיחים בשלבי ריפוי והחלמה. עם זאת, תאי קצף יכולים להיווצר גם מתאי שריר חלק, תאי אנדותל או תאי גזע. היווצרות תאי קצף בכלי דם מופעלת על ידי מספר גורמים, הכוללים קליטה מבוקרת-קולטנים של ליפופרוטאינים-של-צפיפות נמוכה (LDL) מותמרים (למשל LDL מחומצן), קליטה בלתי מבוקרת של LDL בתאים מגויסי דלקת, הגברת אסטריפיקציה של כולסטרול ופגיעה במנגנונים הקשורים לשחרור כולסטרול בחזרה לדם. תאי קצף נוצרים בדרך כלל כאשר תאים שמקורם במונוציטים במחזור מגויסים לאתר הנגע הטרשתי או למשקעי שומן בדפנות כלי הדם. הגיוס מתאפשר על ידי המולקולות P-selectin ו-E-selectin, מולקולת הידבקות בין-תאית 1 (Intercellular adhesion molecule- ICAM-1) ומולקולת הדבקה של תאי כלי דם 1 (Vascular cell adhesion molecule-VCAM-1). לאחר מכן מונוציטים מסוגלים לחדור לדופן העורק כתוצאה מפגיעה בשלמות האנדותל אשר מגבירה את החדירות. בהגיעם לתת-האנדותל, גורמים תהליכי דלקת להתמיינות של מונוציטים למקרופאגים בוגרים. לאחר מכן, מקרופאגים מסוגלים להפנים ליפופרוטאינים מותאמים כמו βVLDL (ביטא ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה מאוד), AcLDL (ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה עם אצטילציה) ו-OxLDL (ליפופרוטאין מחומצן בצפיפות נמוכה) באמצעות קישורם לקולטנים השואבים (SRs) כגון CD36 ו-SR-A על פני המקרופאג. קולטנים "זוללים" אלה פועלים כ"קולטני זיהוי דפוסים" (PRR's - Pattern recognition receptor) על מקרופאגים ואחראים על זיהוי וקשירה ל-oxLDL, אשר בתורו מקדם יצירת תאי קצף באמצעות הפנמה של ליפופרוטאינים אלו. אנדוציטוזיס בגלעין מצופה, פגוציטוזיס (Phagocytosis) ופינוציטוזיס אחראים גם להפנמת ליפופרוטאין. לאחר הפנמה, ליפופרוטאינים שנאספו מועברים לאנדוזומים או לליזוזומים לצורך פירוק, לפיו האסטרים של הכולסטרול (CE) עוברים הידרוליזה לכולסטרול חופשי לא מאסטרי (FC) על ידי ליפאז חומצה ליזוזומלי (LPL). הכולסטרול החופשי מועבר לרשתית תוך-פלזמית שם הוא מאסטרי מחדש על ידי ACAT1 (acyl-CoA: cholesterol acyltransferase 1) ולאחר מכן מאוחסן כטיפות נוזל ציטופלזמיות. טיפות אלו אחראיות למראה הקצף של המקרופאג ובכך לשם תאי הקצף. בשלב זה, תאי קצף יכולים להתפרק באמצעות דה-אסטריפיקציה והפרשת כולסטרול, או לקדם עוד יותר את התפתחות תאי הקצף ויצירת פלאק - תהליך התלוי באיזון של כולסטרול חופשי וכולסטרול אסטרי. כולסטרול ליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה (LDL) (LDL-C - הידוע גם ככולסטרול "רע") וצורות שונות במיוחד של כולסטרול LDL כגון LDL מחומצן, מסוכרר או אצטיל, שמצויים בתאי הקצף - הם סמן של טרשת עורקים. הספיגה של LDL-C לבדה אינה גורמת להיווצרות תאי קצף; עם זאת, הפנמה משותפת של LDL-C עם LDL שונה במקרופאגים יכולה לגרום להתפתחות תאי קצף. LDL שונה משפיע על התעבורה התוך תאית ועל חילוף החומרים של LDL מקורי, כך שלא צריך לשנות את כל ה-LDL ליצירת תאי קצף כאשר רמות ה-LDL גבוהות. פירוק תאי קצף או ליתר דיוק פירוק של כולסטרולים אסטריים, מוקל על ידי מספר קולטני זרימה ומסלולים. כולסטרול אסטרי מטיפות נוזל ציטופלזמיות עוברים שוב הידרוליזה לכולסטרול חופשי על ידי אסטראז כולסטרול חומצי. לאחר מכן ניתן להפריש כולסטרול חופשי מהמקרופאג על ידי זרימה לדיסקים של ApoA1 ו- ApoE דרך הקולטן ABCA1 . מסלול זה משמש בדרך כלל על ידי ליפופרוטאינים מתוקנים או פתולוגיים כמו AcLDL, OxLDL ו-βVLDL. FC יכול להיות מועבר גם לתא מיחזור דרך הזרימה ל-ApoA1 המכיל HDL (ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה) באמצעות דיפוזיה מימית או הובלה דרך קולטני SR-B1 או ABCG1. בעוד שמסלול זה יכול לשמש גם על ידי ליפופרוטאינים שעברו שינוי, כולסטרול שמקורו ב-LDL יכול להשתמש במסלול זה רק כדי להפריש FC. ההבדלים במסלולי ההפרשה בין סוגי ליפופרוטאינים נובעים בעיקר מהפרדת הכולסטרול לאזורים שונים. מקרופאגים מוקצפים נמצאים גם במחלות הנגרמות על ידי פתוגנים ממשיכים בגוף, כגון כלמידיה, טוקסופלזמה (Toxoplasma gondii) או Mycobacterium tuberculosis. בשחפת (TB), שומנים חיידקיים משביתים מקרופאגים לשאוב עודף LDL, מה שגורם להם להפוך לתאי קצף סביב גרנולומות השחפת בריאות. הכולסטרול מהווה מקור מזון עשיר לחיידקים. כאשר המקרופאגים מתים, מסת הכולסטרול במרכז הגרנולומה הופכת לחומר גבינתי הנקרא קזאום (caseum). תאי קצף עלולים להיווצר מסביב לסיליקון שדלף משתלי חזה. מקרופאגים מלקחיים עמוסי שומנים (Lipid-laden alveolar macrophage), הידועים גם כתאי קצף ריאתי, נראים בדגימות שטיפה ברונכואלוואולרית (Bronchoalveolar lavage) בחלק ממחלות דרכי הנשימה. Hotamisligil GS (באפריל 2010). "Endoplasmic reticulum stress and atherosclerosis". Nature Medicine. 16 (4): 396–9. doi:10.1038/nm0410-396. PMC 2897068. PMID 20376052. {{cite journal}}: (עזרה) Yu XH, Fu YC, Zhang DW, Yin K, Tang CK (בספטמבר 2013). "Foam cells in atherosclerosis". Clinica Chimica Acta. 424: 245–52. doi:10.1016/j.cca.2013.06.006. PMID 23782937. {{cite journal}}: (עזרה) Oh J, Riek AE, Weng S, Petty M, Kim D, Colonna M, Cella M, Bernal-Mizrachi C (באפריל 2012). "Endoplasmic reticulum stress controls M2 macrophage differentiation and foam cell formation". The Journal of Biological Chemistry. 287 (15): 11629–41. doi:10.1074/jbc.M111.338673. PMC 3320912. PMID 22356914. {{cite journal}}: (עזרה) Valentina Guerrini, Maria Laura Gennaro, Foam cells: one size doesn’t fit all, Trends in immunology 40, 2019-12, עמ' 1163–1179 doi: 10.1016/j.it.2019.10.002 (באנגלית) Xu S, Huang Y, Xie Y, Lan T, Le K, Chen J, Chen S, Gao S, Xu X, Shen X, Huang H, Liu P (באוקטובר 2010). "Evaluation of foam cell formation in cultured macrophages: an improved method with Oil Red O staining and DiI-oxLDL uptake". Cytotechnology. 62 (5): 473–81. doi:10.1007/s10616-010-9290-0. PMC 2993859. PMID 21076992. {{cite journal}}: (עזרה) "Foam cells - Latest research and news | Nature". MacRae F. Linton, Patricia G. Yancey, Sean S. Davies, W. Gray Jerome, Edward F. Linton, Wenliang L. Song, Amanda C. Doran, Kasey C. Vickers, The Role of Lipids and Lipoproteins in Atherosclerosis, South Dartmouth (MA): MDText.com, Inc., 2000. (באנגלית) Pooja Agarwal, Siamon Gordon, Fernando O. Martinez, Foam Cell Macrophages in Tuberculosis, Frontiers in Immunology 12, 2021, עמ' 775326 doi: 10.3389/fimmu.2021.775326 (באנגלית) Pengbo Hou, Jiankai Fang, Zhanhong Liu, Yufang Shi, Massimiliano Agostini, Francesca Bernassola, Pierluigi Bove, Eleonora Candi, Valentina Rovella, Giuseppe Sica, Qiang Sun, Ying Wang, Manuel Scimeca, Massimo Federici, Alessandro Mauriello, Gerry Melino, Macrophage polarization and metabolism in atherosclerosis, Cell Death & Disease 14, 2023-10-20, עמ' 1–14 doi: 10.1038/s41419-023-06206-z (באנגלית) Karina Uehara, Hidehiko Iwashita, Yasuka Tanabe, Kiyoto Kurima, Mariko Oshiro, Shinichiro Kina, Atsuko Ota, Akinori Iwashita, Takao Kinjo, Esophageal Xanthoma: Presence of M2 Macrophages Suggests Association with Late Inflammatory and Reparative Processes, Open Medicine (Warsaw, Poland) 12, 2017, עמ' 335–339 doi: 10.1515/med-2017-0048 (באנגלית) Li, Yi; Zhu, Huan; Zhang, Qianyu; Han, Ximeng; Zhang, Zhenqian; Shen, Linghong; Wang, Lixin; Lui, Kathy O.; He, Ben; Zhou, Bin (2021-11-23). "Smooth muscle-derived macrophage-like cells contribute to multiple cell lineages in the atherosclerotic plaque". Cell Discovery. 7 (1): 111. doi:10.1038/s41421-021-00328-4. ISSN 2056-5968. PMC 8608914. PMID 34811358. Gui, Yuzhou; Zheng, Hongchao; Cao, Richard Y. (2022). "Foam Cells in Atherosclerosis: Novel Insights Into Its Origins, Consequences, and Molecular Mechanisms". Frontiers in Cardiovascular Medicine. 9: 845942. doi:10.3389/fcvm.2022.845942. ISSN 2297-055X. PMC 9043520. PMID 35498045. Pryma, Collin S.; Ortega, Carleena; Dubland, Joshua A.; Francis, Gordon A. (באפריל 2019). "Pathways of smooth muscle foam cell formation in atherosclerosis". Current Opinion in Lipidology (באנגלית). 30 (2): 117–124. doi:10.1097/MOL.0000000000000574. ISSN 0957-9672. PMID 30664015. {{cite journal}}: (עזרה) Bobryshev YV, Ivanova EA, Chistiakov DA, Nikiforov NG, Orekhov AN (2016). "Macrophages and Their Role in Atherosclerosis: Pathophysiology and Transcriptome Analysis". BioMed Research International. 2016: 9582430. doi:10.1155/2016/9582430. PMC 4967433. PMID 27493969. Moore KJ, Sheedy FJ, Fisher EA (באוקטובר 2013). "Macrophages in atherosclerosis: a dynamic balance". Nature Reviews. Immunology. 13 (10): 709–21. doi:10.1038/nri3520. PMC 4357520. PMID 23995626. {{cite journal}}: (עזרה) Jones NL, Reagan JW, Willingham MC (במרץ 2000). "The pathogenesis of foam cell formation: modified LDL stimulates uptake of co-incubated LDL via macropinocytosis". Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 20 (3): 773–81. doi:10.1161/01.atv.20.3.773. PMID 10712403. {{cite journal}}: (עזרה) Wang MD, Kiss RS, Franklin V, McBride HM, Whitman SC, Marcel YL (במרץ 2007). "Different cellular traffic of LDL-cholesterol and acetylated LDL-cholesterol leads to distinct reverse cholesterol transport pathways". Journal of Lipid Research. 48 (3): 633–45. doi:10.1194/jlr.M600470-JLR200. PMID 17148552. {{cite journal}}: (עזרה) Russell DG, Cardona PJ, Kim MJ, Allain S, Altare F (בספטמבר 2009). "Foamy macrophages and the progression of the human tuberculosis granuloma". Nature Immunology. 10 (9): 943–8. doi:10.1038/ni.1781. PMC 2759071. PMID 19692995. {{cite journal}}: (עזרה) van Diest, P J; Beekman, W H; Hage, J J (1998). "Pathology of silicone leakage from breast implants". Journal of Clinical Pathology. 51 (7): 493–497. doi:10.1136/jcp.51.7.493. PMC 500799. PMID 9797723. Fessler, Michael B. (2017). "A New Frontier in Immunometabolism. Cholesterol in Lung Health and Disease". Annals of the American Thoracic Society. 14 (Supplement_5): S399–S405. doi:10.1513/AnnalsATS.201702-136AW. ISSN 2329-6933. PMC 5711269. PMID 29161079. הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.