Fagocytos är en av de mest grundläggande och samtidigt de mest effektiva försvarsmekanismerna i människokroppen. Den korrekta funktionen av fagocytosprocessen är en viktig komponent i ett korrekt immunsvar. Ta reda på exakt vad fagocytos är, hur fagocytos fungerar, varför fagocytos behövs och vilka effekter fagocytosrubbningar kan ha?

Fagocytosär intag av patogener, fragment av döda celler och små partiklar av specialiserade celler som kallas fagocyter. Fagocytos kan jämföras med att "städa upp" på cellnivå - det gör att celler kan bli av med onödiga eller farliga element

Innehåll:

  1. Vad är fagocytos?
  2. Fagocytosens roll i kroppen
  3. Vilka celler är kapabla till fagocytos?
  4. Fagocytos - typer
    • spontan (nativ) fagocytos
    • underlättad fagocytos
  5. Fagocytos - stadier
  6. Fagocytos - och vad sedan?
  7. Sätt att undvika fagocytos av mikroorganismer
  8. Fagocytosrubbningar
    • Kronisk granulomatös sjukdom
    • Chediak team- Higashi

Vad är fagocytos?

Fagocytos är en biologisk process där en cell absorberar främmande partiklar. Fenomenet fagocytos är vanligt i många levande organismer - de mest primitiva (t.ex. protozoer) använder fagocytos som ett sätt att ta mat från den yttre miljön.

Hos människor används förmågan att fagocytera främst av cellerna i immunsystemet

Fagocytos tillhör mekanismerna för medfödd, dvs ospecifik immunitet. Processen med fagocytos är därför en av de första och grundläggande försvarslinjerna i vår kropp. Utöver sin roll i immunsystemet är fagocytos av stor betydelse för att upprätthålla vävnadshomeostas (eller jämvikt).

Fagocytos tillåter avlägsnande av döda och skadade celler i kroppens egen kropp, vilket i sin tur möjliggör effektiv regenerering och rekonstruktion av alla vävnader.

Fagocytos är en av typerna av endocytos, d.v.s. överföring av molekyler från den yttre miljöninne i cellen. Vid fagocytos absorberas fasta partiklar: den fagocytiska cellen omger dem först med ett fragment av sitt eget cellmembran och drar sedan in det. Detta skapar en vesikel som innehåller den absorberade partikeln, som kallas en fagosom.

Innehållet i fagosomen smälts sedan med en mängd olika kemikalier och enzymer. Hela processen liknar cellens "ätning" av partikeln, vilket också återspeglas i termen fagocytos.

Namnet kommer från det grekiska fagin som betyder "att äta, att sluka".

Fagocytos sker ständigt i vår kropp - miljarder fagocyter "äter" ständigt farliga mikroorganismer, fragment av döda celler eller onödiga partiklar. Det är en vanlig, om än extremt komplicerad process.

Korrekt måligenkänning av den fagocytiska cellen och korrekt interaktion mellan fagocyten och målet för "attack" kräver kontinuerligt samarbete mellan olika proteiner, signalmolekyler, antikroppar och hjälparceller.

Fagocytosens roll i kroppen

Det är inte svårt att gissa att den grundläggande tillämpningen av fagocytosprocessen är försvaret av vår kropp mot patogener. Genom att ett smittämne tränger in i kroppen startar en kaskad av signaler för att "kalla" fagocytiska celler till infektionsplatsen.

Akut inflammation börjar, vars roll är att neutralisera patogenen. Fagocyter strömmar till lesionen med blodet, vilket utgör en av de viktigaste mekanismerna för det primära immunsvaret. På platsen för inflammation "äter" fagocyter både patogener och skadade celler

Under infektionen har vi att göra med en annan, mycket viktig typ av fagocytos. Det är den så kallade eferocytosen

Processen med eferocytos innebär att man sväljer döende celler när inflammationen avtar. När fagocyterna har fyllt sin funktion och eliminerat patogener blir de onödiga.

Sedan dör de naturligt, följt av eferocytos, betyder "städa upp slagfältet". Denna typ av fagocytos minskar inflammation och gör att kroppen kan återgå till det tillstånd den var i innan infektionen.

Vid det här laget är det värt att betona att döendet av celler i vår kropp är en kontinuerlig process, inte bara som ett resultat av infektion. Varje cell har en viss livslängd, varefter den dör och ersätts av en ny. Processen med programmerad celldöd kallas apoptos

Apoptos är ett naturligt fenomen som gör att våra vävnader hela tiden förnyas. De där döende cellernaskulle kunna ersättas med sina nya motsvarigheter måste de först städas upp. Som du lätt kan gissa är detta också fagocyternas uppgift.

Apoptotiska (döende) celler sänder ut speciella signaler på ytan av sina cellmembran, vilket gör att de kan kännas igen och neutraliseras av fagocyter.

I det här fallet sker fagocytos utan inflammation. Så vi ser att fagocytos inte bara är en metod för försvar mot främmande mikroorganismer, utan också en process som möjliggör utveckling, omformning och förnyelse av alla vävnader.

Vilka celler är kapabla till fagocytos?

Celler som kan utföra fagocytos kallas fagocyter. Beroende på effektiviteten och effektiviteten av fagocytos, skiljer vi den så kallade professionella och icke-professionella fagocyter.

Icke-professionella fagocyter hanterar fagocytos "regelbundet" - denna process är inte deras huvuduppgift. Ibland finns det dock partiklar/fragment av döda celler i närheten av dessa celler som kräver rengöring

Sedan visar de en viss fagocytisk aktivitet, men jämfört med professionella fagocyter är den betydligt begränsad och mindre effektiv. Många typer av celler klassificeras som icke-professionella fagocyter, inkl. epitelceller, vissa bindvävsceller och även det vaskulära endotelet

Professionella fagocyter är huvudcellerna som ansvarar för fagocytos i vår kropp. Bland dem skiljer vi huvudsakligen neutrofiler, monocyter och makrofager. Dessa celler tillhör familjen leukocyter, eller vita blodkroppar, som huvudsakligen utför immunfunktioner. Alla tre typerna av professionella fagocyter är specialiserade på fagocytos, även om var och en utför det lite olika.

Neutrofiler är huvudcellerna som är ansvariga för bildandet av akut inflammation. Norm alt cirkulerar neutrofiler med blodet i hela kroppen. När en infektion börjar, samlas dessa celler omedelbart i sjukdomsfokus. Neutrofilmedierad fagocytos är snabb och intensiv: dessa celler har ett brett utbud av sätt att inaktivera absorberade patogener.

Monocyter, som neutrofiler, cirkulerar i blodomloppet, men kan lämna blodomloppet och kolonisera olika vävnader. De mogna monocyterna omvandlas sedan till vävnadsmakrofager. Makrofagmedierad fagocytos är mindre snabb och mycket långsammare. Makrofager är den huvudsakliga poolen av celler som finns på platser med kronisk inflammation.

Fagocytos - typer

Fagocytos är en komplicerad process som beror påtypen av fagocytisk cell, det fagocytiska objektet och många mellanliggande molekyler. Det finns två grundläggande fagocytosvägar:

  • spontan (infödd) fagocytos

Detta är en relativt långsamt förekommande fagocytos som sällan är involverad i det antimikrobiella svaret. Rollen av spontan fagocytos är att ta bort döda celler och "städa upp" onödiga element i vävnaderna. För att initiera spontan fagocytos är det nödvändigt att stimulera den sk "rensande receptorer" som primärt finns på makrofager. Denna typ av fagocytos är antiinflammatorisk till sin natur.

  • underlättad fagocytos

Underlättad fagocytos är mycket snabbare och effektivare än spontan fagocytos. Tack vare detta är det mycket effektivt för att förstöra patogener. För att fagocytosprocessen ska ske så intensivt krävs - som namnet antyder - några anläggningar

Hur kan fagocyter underlätta deras aktivitet? En av de vanligaste metoderna är speciell "märkning" av föremål som ska kasseras. Denna process kallas opsonisering.

Kärnan i opsonisering är fastsättningen av vissa molekyler till mikroorganismens yta. Denna "markerade" patogen är snabbt målinriktad och förstörs av matcellerna. Molekylerna som möjliggör opsonisering kallas opsoniner. Dessa är främst antikroppar och komponenter av den sk komplementsystem.

Opsoniner känner effektivt igen patogener, markerar dem och underlättar därmed avsevärt förloppet av fagocytosprocessen.

Fagocytos - stadier

Vi vet redan vilka celler, när och varför, som hanterar fagocytos. Så låt oss försöka följa denna process noga:1. Aktivering och inflöde av fagocyter till infektionsplatsenInträngningen av mikroorganismen i kroppen orsakar omedelbar stimulering av immunsystemet. Celler i infektionsporten börjar skicka en signal om ett existerande hot.

Budbärarmolekylerna (främst de så kallade pro-inflammatoriska cytokinerna) sprids i hela blodomloppet. På så sätt "får fagocyterna reda på" att de har blivit infekterade och aktiveras.

De aktiverade fagocyterna når platsen för infektion med blodet. Det effektiva inflödet av fagocyter till rätt plats är möjligt tack vare den sk kemotaxi. Det är processen för riktad cellrörelse under påverkan av kemiska signaler.

Aktiva fagocyter har också förmågan att passera genom blodkärlens väggar, vilket skapar ett inflammatoriskt infiltrat på platsen förinfektioner.

2. Patogendiagnos

När fagocyter når infektionsplatsen börjar de känna igen patogener. Denna process underlättas ofta av andra molekyler (se avsnitt 4 för underlättad fagocytos). Varje fagocyt har på ytan av sitt cellmembran den sk receptorer eller proteiner som möjliggör igenkänning av olika molekyler.

När de receptorer som är ansvariga för att känna igen mikroorganismer stimuleras, binder fagocyten nära till målet för dess attack.

3. Absorption av patogenen

Fagocyten "fast" vid patogenen startar processen för dess absorption. Fagocytcellmembranet börjar omge patogenen och "klättrar" på dess kanter. Detta skapar en vesikel som innehåller mikroorganismen. Denna vesikel, som kallas fagosomen, är nu inne i den fagocytiska cellen. För att helt neutralisera mikroorganismen är det nödvändigt att förstöra innehållet i fagosomen

Matsmältning av fagosominnehåll

För att innehållet i fagosomen ska smältas är det nödvändigt att leverera matsmältningsenzymer till dess inre. Sådana enzymer lagras i speciella vesiklar som kallas lysosomer

Det sista stadiet av fagocytos kräver därför att man kombinerar innehållet av lysosomer med innehållet i fagosomen - så här s.k. fagolysosom.

Enzymerna i lysosomerna kan bryta ner de flesta komplexa kemikalier, vilket resulterar i att mikroorganismen förstörs. Elimineringen av patogenen med deltagande av matsmältningsenzymer kallas syreoberoende

Som du lätt kan gissa finns det också en syreberoende eliminering. Det är mycket snabbare och effektivare, men bara vissa fagocyter kan göra det. Syreberoende eliminering sker endast i celler med förmåga att generera den sk "syreexplosion".

En syreexplosion är en plötslig frisättning av mycket aktiva syreämnen (t.ex. väteperoxid), som har en stark antimikrobiell effekt. En syreexplosion startar en serie kemiska reaktioner som leder till snabb eliminering av patogener. Syreberoende mikrobiell förstörelse är främst karakteristisk för neutrofiler.

Fagocytos - och vad sedan?

Fagocytosprocessen slutar med matsmältningen av fagosomen inuti cellen. Vad händer bredvid skräpet från de förstörda partiklarna? Den fagocytiska cellen gör sig av med de flesta onödiga produkterna genom att helt enkelt "kasta" ut dem. En del av materialet som blir över efter rötning kan dock vara mycket användbart.

Vissa fagocyter spelar också andra roller i immunsystemet. Ett bra exempeldet finns makrofager som förutom fagocytos också hanterar s.k presentation av antigener. Antigenpresentation är baserad på att visa andra immuncellers fragment av förstörda mikroorganismer

Makrofagen, efter att patogenens fagocytos är avslutad, exponerar en del av det fagocytiska materialet på dess yta och "färdas" sedan med det genom hela kroppen.

Varje cell i immunsystemet som han möter "lär sig" tack vare detta, hur man känner igen en given patogen. Detta fenomen är extremt viktigt för att bygga effektiva mekanismer för antimikrobiellt försvar.

Det är också värt att veta att fagocytosprocessen inte alltid slutar med den slutliga förstörelsen av mikroorganismen. Det finns patogener som kan överleva inuti fagosomer tack vare specialutvecklade försvarsmekanismer. Ett bra exempel är tuberkulosbacillerna, som kan överleva inuti makrofager i många år.

Sätt att undvika fagocytos av mikroorganismer

Fagocytos som ett sätt att eliminera "biologiska motståndare" är en mycket gammal mekanism. Av denna anledning har vissa mikroorganismer lyckats utveckla sätt att undvika eller överleva fagocytos. Här är deras exempel:

  • dödar fagocyter

Det enklaste sättet att undvika fagocytos verkar vara att neutralisera cellen som orsakar det. Vissa mikroorganismer har förmågan att producera ämnen som irreversibelt skadar fagocyter. Ett exempel på en sådan patogen är Staphylococcus aureus (latinStaphylococcus aureus ), som producerar toxiner som, genom att förstöra fagocyternas cellmembran, orsakar deras död.

  • utrotning av den inflammatoriska responsen

Inflammation i infektionsporten underlättar överföringen av en infektionssignal. Tack vare det är aktivering och ankomst av fagocyter till rätt plats möjlig. Det finns patogener som kan maskera sig själva på ett sådant sätt att de inte känns igen av värdens immunsystem och för att undvika att orsaka inflammation.

  • undvika opsonisering

Opsonisering, eller speciell "märkning" av patogener, är ett av de mest effektiva sätten att underlätta fagocytos. Inte konstigt att mikrober försöker undvika det. Vissa stammar av stafylokocker kan förstöra opsoniner eller gömma dem på deras yta.

  • undviker fagocytigenkänning

För att fagocytosprocessen ska börja, är det nödvändigt att känna igen skadligheten hos en given mikroorganism av fagocyten. Vissa patogener, såsom spiroketerTreponema pallidumorsakarSyfilis kan fästa antigener som liknar värdcellerna till deras yta. Immunsystemet känner sedan igen dem som sina egna, vilket gör att patogener kan undvika fagocytos.

  • blockering av fagosomerproduktion

Ett av nyckelstadierna av fagocytos är att omge den attackerade mikroorganismen med en vesikel, som sedan absorberas in i cellen. I naturen finns det dock många sätt att undvika det. Vissa mikrober producerar ämnen som bryter ner fagosomens vägg. En annan mekanism används av den blå oljestickan ( Pseudomonas aeruginosa ). Denna bakterie producerar en hal beläggning (biofilm) runt sig själv, vilket förhindrar bildningen av denna bubbla.

  • överlevnad inuti fagocyten

Fagolysosom blir den sista livsmiljön för patogener under fagocytos. Dess miljö är extremt fientlig; den är full av enzymer och dödande ämnen. Däremot kan mikroorganismer utveckla mekanismer som gör att de kan överleva även under så svåra förhållanden. Ett exempel är tuberkulos ( Mycobacterium tuberculosis ). Denna bakterie har utvecklat ett speciellt cellmembran med en mycket hög lipidh alt som inte påverkas av vanliga matsmältningsenzymer

  • fly från fagosomen

Hur otroligt det än låter att fly från fagosomen, det finns verkligen mikrober som har utvecklat en så smart försvarsmekanism. Listeria monocytogenes producerar ämnen som kan förstöra fagosomens vägg. Dessutom kan denna patogen, efter att ha rymt från fagosomen, föröka sig inuti fagocyten och även komma längre bortom sina gränser.

Fagocytosrubbningar

En korrekt fungerande fagocytosprocess är av grundläggande betydelse för att immunsystemet ska fungera smidigt. Störningar i vissa stadier av fagocytos ligger till grund för immunbristsjukdomar. Exempel på sådana sjukdomar är:

  • Kronisk granulomatös sjukdom

Orsaken till kronisk granulomatös sjukdom är en störning av fagocytos i det skede då en syrgassprängning genereras. Bristen på ett lämpligt enzym (det så kallade NADPH-oxidaset) förhindrar bildningen av reaktiva syreämnen, vilket i sin tur inte möjliggör en snabb och effektiv eliminering av mikroorganismer.

Skador på enzymet har en genetisk bakgrund, så det finns ingen orsaksbehandling av sjukdomen ännu. Under förloppet av kronisk granulomatös sjukdom utvecklas frekventa infektioner, bölder och granulom på grund av det otillräckliga intracellulära elimineringssystemet.patogener.

  • Chediak- Higashi Team

I Chediak-Higashi-syndromet finns det en defekt i fagocytos i stadiet av fagosom-lysosomkoppling. En genetisk mutation av ett av proteinerna förhindrar överföringen av matsmältningsenzymer till vesikeln som innehåller patogenen, vilket förhindrar eliminering av den.

Förutom en betydande försämring av immuniteten är albinism och störningar i nervsystemets funktion också karakteristiska för Chediak-Higashis syndrom.

Om författarenKrzysztof BialaziteEn läkarstudent vid Collegium Medicum i Krakow, sakta in i en värld av ständiga utmaningar av läkarens arbete. Hon är särskilt intresserad av gynekologi och obstetrik, pediatrik och livsstilsmedicin. En älskare av främmande språk, resor och fjällvandring.

Läs fler artiklar av denna författare

Kategori:

Immunsystem