Fagocytose er en av de mest grunnleggende og samtidig de mest effektive forsvarsmekanismene til menneskekroppen. Riktig funksjon av fagocytoseprosessen er en viktig komponent i en riktig immunrespons. Finn ut nøyaktig hva fagocytose er, hvordan fagocytose fungerer, hvorfor fagocytose er nødvendig og hvilke effekter fagocytoseforstyrrelser kan ha?

Fagocytoseer inntak av patogener, døde cellefragmenter og bittesmå partikler av spesialiserte celler k alt fagocytter. Fagocytose kan sammenlignes med å "rydde opp" på cellenivå - det lar cellene kvitte seg med unødvendige eller farlige elementer

Innhold:

  1. Hva er fagocytose?
  2. Fagocytoses rolle i kroppen
  3. Hvilke celler er i stand til fagocytose?
  4. Fagocytose - typer
    • spontan (native) fagocytose
    • tilrettelagt fagocytose
  5. Fagocytose - stadier
  6. Fagocytose - og hva videre?
  7. Måter å unngå fagocytose av mikroorganismer
  8. Fagocytoseforstyrrelser
    • Kronisk granulomatøs sykdom
    • Chediak-teamet- Higashi

Hva er fagocytose?

Fagocytose er en biologisk prosess der en celle absorberer fremmede partikler. Fenomenet fagocytose er vanlig i mange levende organismer - de mest primitive (f.eks. protozoer) bruker fagocytose som en måte å ta mat fra det ytre miljø på.

Hos mennesker brukes evnen til fagocytose først og fremst av cellene i immunsystemet

Fagocytose tilhører mekanismene for medfødt, dvs. uspesifikk immunitet. Prosessen med fagocytose er derfor en av de første og grunnleggende forsvarslinjene i kroppen vår. I tillegg til sin rolle i immunsystemet, er fagocytose av stor betydning for å opprettholde vevshomeostase (eller likevekt).

Fagocytose tillater fjerning av døde og skadede celler i kroppens egen kropp, noe som igjen muliggjør effektiv regenerering og rekonstruksjon av alt vev

Fagocytose er en av typene endocytose, dvs. overføring av molekyler fra det ytre miljøinne i cellen. Ved fagocytose absorberes faste partikler: den fagocytiske cellen omgir dem først med et fragment av sin egen cellemembran og trekker den deretter inn. Dette skaper en vesikkel som inneholder den absorberte partikkelen, k alt et fagosom.

Innholdet i fagosomet fordøyes deretter med en rekke kjemikalier og enzymer. Hele prosessen ligner partikkelens "spising" av cellen, noe som også gjenspeiles i begrepet fagocytose

Navnet kommer fra det greske fagin som betyr "å spise, å sluke".

Fagocytose finner sted i kroppen vår konstant - milliarder av fagocytter "spiser" konstant farlige mikroorganismer, fragmenter av døde celler eller unødvendige partikler. Det er en vanlig, om enn ekstremt komplisert prosess.

Riktig målgjenkjenning av fagocyttcellen og riktig interaksjon mellom fagocytten og målet for "angrep" krever kontinuerlig samarbeid mellom ulike proteiner, signalmolekyler, antistoffer og hjelpeceller

Fagocytoses rolle i kroppen

Det er ikke vanskelig å gjette at den grunnleggende anvendelsen av fagocytoseprosessen er forsvaret av kroppen vår mot patogener. Penetrering av et smittestoff inn i kroppen starter en kaskade av signaler for å "kalle" fagocytiske celler til infeksjonsstedet.

Akutt betennelse begynner, hvis rolle er å nøytralisere patogenet. Fagocytter strømmer til lesjonen med blodet, og utgjør en av de viktigste mekanismene for den primære immunresponsen. På stedet for betennelse "spiser" fagocytter både patogener og skadede celler

I infeksjonsforløpet har vi å gjøre med en annen, svært viktig type fagocytose. Det er den såk alte eferocytose.

Prosessen med eferocytose innebærer å svelge døende celler ettersom betennelsen avtar. Når fagocyttene har fylt sin funksjon og eliminert patogener, blir de unødvendige

Da dør de naturlig, etterfulgt av eferocytose, betyr "rydde opp på slagmarken". Denne typen fagocytose reduserer betennelse og lar kroppen gå tilbake til tilstanden den var i før infeksjonen.

På dette tidspunktet er det verdt å understreke at døden av celler i kroppen vår er en kontinuerlig prosess, ikke bare som følge av infeksjon. Hver celle har en bestemt levetid, hvoretter den dør og erstattes av en ny. Prosessen med programmert celledød kalles apoptose

Apoptose er et naturfenomen som gjør at vevet vårt kan fornyes hele tiden. De døende cellenekan erstattes med sine nye kolleger, må de først ryddes opp. Som du lett kan gjette, er dette også fagocyttenes oppgave.

Apoptotiske (døende) celler sender ut spesielle signaler på overflaten av cellemembranene, slik at de kan gjenkjennes og nøytraliseres av fagocytter.

I dette tilfellet oppstår fagocytose uten betennelse. Så vi ser at fagocytose ikke bare er en forsvarsmetode mot fremmede mikroorganismer, men også en prosess som muliggjør utvikling, remodellering og fornyelse av alt vev

Hvilke celler er i stand til fagocytose?

Celler som er i stand til å utføre fagocytose kalles fagocytter. Avhengig av effektiviteten og effektiviteten til fagocytose, skiller vi den såk alte profesjonelle og ikke-profesjonelle fagocytter.

Ikke-profesjonelle fagocytter håndterer fagocytose "med jevne mellomrom" - denne prosessen er ikke deres hovedoppgave. Noen ganger er det imidlertid partikler / fragmenter av døde celler i nærheten av disse cellene som krever rengjøring

Da viser de en viss fagocytisk aktivitet, men sammenlignet med profesjonelle fagocytter er den betydelig begrenset og mindre effektiv. Mange typer celler er klassifisert som ikke-profesjonelle fagocytter, inkl. epitelceller, noen bindevevsceller, og også det vaskulære endotelet

Profesjonelle fagocytter er hovedcellene som er ansvarlige for fagocytose i kroppen vår. Blant dem skiller vi hovedsakelig nøytrofiler, monocytter og makrofager. Disse cellene tilhører familien av leukocytter, eller hvite blodceller, som hovedsakelig utfører immunfunksjoner. Alle tre typer profesjonelle fagocytter spesialiserer seg på fagocytose, selv om hver enkelt utfører det litt forskjellig.

Nøytrofiler er hovedcellene som er ansvarlige for dannelsen av akutt betennelse. Norm alt sirkulerer nøytrofiler med blodet i hele kroppen. Når en infeksjon begynner, grupperer disse cellene seg umiddelbart i sykdomsfokuset. Nøytrofil-mediert fagocytose er rask og intens: disse cellene har en lang rekke måter å inaktivere absorberte patogener på.

Monocytter, som nøytrofiler, sirkulerer i blodet, men kan forlate blodet og kolonisere ulike vev. De modne monocyttene forvandles deretter til vevsmakrofager. Makrofagemediert fagocytose er mindre rask og mye langsommere. Makrofager er hovedgruppen av celler som finnes på steder med kronisk betennelse.

Fagocytose - typer

Fagocytose er en komplisert prosess som avhenger avtypen fagocyttcelle, fagocyttobjektet og mange mellomliggende molekyler. Det er to grunnleggende fagocytoseveier:

  • spontan (native) fagocytose

Dette er en relativt sakte forekommende fagocytose som sjelden er involvert i den antimikrobielle responsen. Rollen til spontan fagocytose er å fjerne døde celler og "rydde opp" unødvendige elementer i vevet. For å sette i gang spontan fagocytose er det nødvendig å stimulere den såk alte "scavenger reseptorer" primært tilstede på makrofager. Denne typen fagocytose er anti-inflammatorisk i naturen

  • tilrettelagt fagocytose

Tilrettelagt fagocytose er mye raskere og mer effektivt enn spontan fagocytose. Takket være dette er det svært effektivt for å ødelegge patogener. For at fagocytoseprosessen skal foregå så intensivt, er det nødvendig - som navnet tilsier - noen fasiliteter

Hvordan kan fagocytter lette deres aktivitet? En av de vanligste metodene er spesiell «merking» av gjenstander som bør kastes. Denne prosessen kalles opsonisering.

Essensen av opsonisering er festingen av visse molekyler til overflaten av mikroorganismen. Dette "merkede" patogenet blir raskt målrettet og ødelagt av matcellene. Molekylene som muliggjør opsonisering kalles opsoniner. Dette er hovedsakelig antistoffer og komponenter av den såk alte komplementsystem.

Opsoniner gjenkjenner patogener effektivt, merker dem og letter dermed forløpet av fagocytoseprosessen betydelig.

Fagocytose - stadier

Vi vet allerede hvilke celler, når og hvorfor, håndtere fagocytose. Så la oss prøve å følge denne prosessen nøye:1. Aktivering og tilstrømning av fagocytter til infeksjonsstedetInntrengningen av mikroorganismen i kroppen forårsaker umiddelbar stimulering av immunsystemet. Celler i infeksjonsporten begynner å sende et signal om en eksisterende trussel.

Messenger-molekylene (hovedsakelig de såk alte pro-inflammatoriske cytokinene) er spredt over hele blodbanen. På denne måten "finner fagocyttene ut" at de har blitt infisert og er aktivert

De aktiverte fagocyttene når infeksjonsstedet med blodet. Den effektive tilstrømningen av fagocytter til riktig plassering er mulig takket være den såk alte kjemotaksi. Det er prosessen med rettet cellebevegelse under påvirkning av kjemiske signaler.

Aktive fagocytter har også evnen til å passere gjennom veggene i blodårene, og skaper et inflammatorisk infiltrat på stedet forinfeksjoner.

2. Patogendiagnose

Når fagocytter når infeksjonsstedet, begynner de å gjenkjenne patogener. Denne prosessen forenkles ofte av andre molekyler (se avsnitt 4 for forenklet fagocytose). Hver fagocytt har på overflaten av sin cellemembran den såk alte reseptorer, eller proteiner som muliggjør gjenkjennelse av ulike molekyler

Når reseptorene som er ansvarlige for å gjenkjenne mikroorganismer stimuleres, binder fagocytten seg tett til målet for angrepet.

3. Absorpsjon av patogenet

Fagocytten "fester seg" til patogenet starter prosessen med absorpsjon. Fagocyttcellemembranen begynner å omgi patogenet, og "klatrer" på kantene. Dette skaper en vesikkel som inneholder mikroorganismen. Denne vesikkelen, k alt fagosomet, er nå inne i den fagocytiske cellen. For å fullstendig nøytralisere mikroorganismen, er det nødvendig å ødelegge innholdet i fagosomet

Fordøyelse av fagosominhold

For at innholdet i fagosomet skal fordøyes, er det nødvendig å levere fordøyelsesenzymer til dets indre. Slike enzymer lagres i spesielle vesikler k alt lysosomer

Det siste stadiet av fagocytose krever derfor å kombinere innholdet av lysosomer med innholdet i fagosomet – slik er det s.k. fagolysosom.

Enzymene i lysosomene kan bryte ned de fleste komplekse kjemikalier, noe som resulterer i ødeleggelse av mikroorganismen. Eliminering av patogenet med deltakelse av fordøyelsesenzymer kalles oksygenuavhengig

Som du lett kan gjette, er det også en oksygenavhengig eliminering. Det er mye raskere og mer effektivt, men bare noen fagocytter kan gjøre det. Oksygenavhengig eliminering skjer kun i celler med evnen til å generere den såk alte "oksygeneksplosjon".

En oksygeneksplosjon er en plutselig frigjøring av svært aktive oksygenarter (f.eks. hydrogenperoksid), som har en sterk antimikrobiell effekt. En oksygeneksplosjon starter en serie kjemiske reaksjoner som fører til rask eliminering av patogener. Oksygenavhengig mikrobiell ødeleggelse er først og fremst karakteristisk for nøytrofiler.

Fagocytose - og hva videre?

Fagocytoseprosessen ender med fordøyelsen av fagosomet inne i cellen. Hva skjer ved siden av rusk fra de ødelagte partiklene? Den fagocytiske cellen kvitter seg med de fleste unødvendige produktene ved å "kaste" dem ut. Noe av materialet som blir til overs etter fordøyelsen kan imidlertid være svært nyttig.

Noen fagocytter spiller også andre roller i immunsystemet. Et godt eksempeldet finnes makrofager som i tillegg til fagocytose også håndterer den såk alte presentasjon av antigener. Antigenpresentasjon er basert på å vise andre immunceller fragmenter av ødelagte mikroorganismer

Makrofagen, etter at fagocytose av patogenet er fullført, eksponerer en del av det fagocytiske materialet på overflaten, og "reiser" deretter med det gjennom hele kroppen

Hver celle i immunsystemet som han møter "lærer" takket være dette, hvordan man gjenkjenner et gitt patogen. Dette fenomenet er ekstremt viktig for å bygge effektive mekanismer for antimikrobielt forsvar.

Det er også verdt å vite at fagocytoseprosessen ikke alltid ender med den endelige ødeleggelsen av mikroorganismen. Det er patogener som kan overleve inne i fagosomer takket være spesialutviklede forsvarsmekanismer. Et godt eksempel er tuberkulosebasillene, som kan overleve inne i makrofager i mange år.

Måter å unngå fagocytose av mikroorganismer

Fagocytose som en måte å eliminere "biologiske motstandere" er en veldig gammel mekanisme. Av denne grunn har noen mikroorganismer klart å utvikle måter å unngå eller overleve fagocytose. Her er eksemplene deres:

  • drepe fagocytter

Den enkleste måten å unngå fagocytose på ser ut til å være å nøytralisere cellen som forårsaker den. Noen mikroorganismer har evnen til å produsere stoffer som irreversibelt skader fagocytter. Et eksempel på et slikt patogen er Staphylococcus aureus (latinskStaphylococcus aureus ), som produserer giftstoffer som, ved å ødelegge cellemembranen til fagocytter, forårsaker deres død

  • utryddelse av den inflammatoriske responsen

Betennelse i smitteporten letter overføringen av et smittesignal. Takket være det er aktivering og ankomst av fagocytter til riktig plassering mulig. Det finnes patogener som kan maskere seg på en slik måte at de ikke gjenkjennes av vertens immunsystem og for å unngå å forårsake betennelse

  • unngå opsonisering

Opsonisering, eller spesiell "merking" av patogener, er en av de mest effektive måtene å lette fagocytose. Ikke rart mikrober prøver å unngå det. Noen stammer av stafylokokker kan ødelegge opsoniner eller skjule dem på overflaten.

  • unngå fagocyttgjenkjenning

For at fagocytoseprosessen skal begynne, er det nødvendig å gjenkjenne skadeligheten til en gitt mikroorganisme ved fagocytten. Noen patogener, som spiroketterTreponema pallidumforårsakerSyfilis kan feste antigener som ligner vertscellene til overflaten. Immunsystemet gjenkjenner dem som sine egne, noe som lar patogener unngå fagocytose.

  • blokkering av fagosomerproduksjon

Et av nøkkelstadiene av fagocytose er å omgi den angrepne mikroorganismen med en vesikkel, som deretter absorberes inn i cellen. I naturen er det imidlertid mange måter å unngå det på. Noen mikrober produserer stoffer som bryter ned fagosomveggen. En annen mekanisme brukes av den blå oljepinnen ( Pseudomonas aeruginosa ). Denne bakterien produserer et glatt belegg (biofilm) rundt seg selv, og forhindrer dannelsen av denne boblen

  • overlevelse inne i fagocytten

Fagolysosomet blir det siste habitatet for patogener under fagocytose. Miljøet er ekstremt fiendtlig; den er full av enzymer og drepende stoffer. Imidlertid kan mikroorganismer utvikle mekanismer som gjør dem i stand til å overleve selv under så vanskelige forhold. Et eksempel er tuberkulosen ( Mycobacterium tuberculosis ). Denne bakterien har utviklet en spesiell cellemembran med et svært høyt lipidinnhold som ikke påvirkes av standard fordøyelsesenzymer

  • flykte fra fagosomet

Så utrolig det enn høres ut å unnslippe fagosomet, det er faktisk mikrober som har utviklet en så smart forsvarsmekanisme. Listeria monocytogenes produserer stoffer som er i stand til å ødelegge fagosomveggen. Dessuten kan dette patogenet, etter å ha rømt fra fagosomet, formere seg inne i fagocytten, og også komme lenger utover sine grenser

Fagocytoseforstyrrelser

En riktig løpende fagocytoseprosess er av grunnleggende betydning for at immunsystemet skal fungere jevnt. Forstyrrelser i enkelte stadier av fagocytose ligger til grunn for immunsviktsykdommer. Eksempler på slike sykdommer er:

  • Kronisk granulomatøs sykdom

Årsaken til kronisk granulomatøs sykdom er en forstyrrelse av fagocytose på stadiet med å generere et oksygenutbrudd. Mangelen på et passende enzym (den såk alte NADPH-oksidase) forhindrer dannelsen av reaktive oksygenarter, som igjen ikke tillater en rask og effektiv eliminering av mikroorganismer.

Skader på enzymet har en genetisk bakgrunn, så det er ingen årsaksbehandling av sykdommen ennå. I løpet av kronisk granulomatøs sykdom utvikles hyppige infeksjoner, abscesser og granulomer på grunn av det utilstrekkelige intracellulære eliminasjonssystemet.patogener.

  • Chediak- Higashi Team

I Chediak-Higashi-syndromet er det en defekt i fagocytose på stadiet av fagosom-lysosom-forbindelse. En genetisk mutasjon av ett av proteinene forhindrer overføring av fordøyelsesenzymer til vesikkelen som inneholder patogenet, og forhindrer dermed eliminering av det.

I tillegg til en betydelig svekkelse av immuniteten, er albinisme og forstyrrelser i nervesystemets funksjon også karakteristisk for Chediak-Higashi-syndromet

Om forfatterenKrzysztof BialaziteEn medisinstudent ved Collegium Medicum i Krakow, går sakte inn i verden av konstante utfordringer i legens arbeid. Hun er spesielt interessert i gynekologi og obstetrikk, pediatri og livsstilsmedisin. En elsker av fremmedspråk, reiser og fjellturer.

Les flere artikler av denne forfatteren

Kategori:

Immunsystem