Fagocytose er en af ​​de mest basale og på samme tid de mest effektive forsvarsmekanismer i den menneskelige krop. Den korrekte funktion af fagocytoseprocessen er en væsentlig komponent i et korrekt immunrespons. Find ud af, hvad fagocytose præcis er, hvordan fagocytose virker, hvorfor fagocytose er nødvendig, og hvilke virkninger fagocytoseforstyrrelser kan have?

Fagocytoseer indtagelse af patogener, døde cellefragmenter og bittesmå partikler af specialiserede celler kaldet fagocytter. Fagocytose kan sammenlignes med at "rydde op" på celleniveau - det giver celler mulighed for at slippe af med unødvendige eller farlige elementer

Indhold:

  1. Hvad er fagocytose?
  2. Fagocytoses rolle i kroppen
  3. Hvilke celler er i stand til fagocytose?
  4. Fagocytose - typer
    • spontan (native) fagocytose
    • faciliteret fagocytose
  5. Fagocytose - stadier
  6. Fagocytose - og hvad så?
  7. Måder at undgå fagocytose fra mikroorganismer
  8. Fagocytoselidelser
    • Kronisk granulomatøs sygdom
    • Chediak-hold- Higashi

Hvad er fagocytose?

Fagocytose er en biologisk proces, hvor en celle absorberer fremmede partikler. Fænomenet fagocytose er almindeligt i mange levende organismer - de mest primitive (f.eks. protozoer) bruger fagocytose som en måde at tage mad fra det ydre miljø på.

Hos mennesker bruges evnen til fagocytose primært af cellerne i immunsystemet

Fagocytose hører til mekanismerne for medfødt, dvs. ikke-specifik immunitet. Processen med fagocytose er derfor en af ​​de første og grundlæggende forsvarslinjer i vores krop. Ud over sin rolle i immunsystemet er fagocytose af stor betydning for opretholdelse af vævshomeostase (eller ligevægt).

Fagocytose tillader fjernelse af døde og beskadigede celler fra kroppens egen krop, hvilket igen muliggør effektiv regenerering og rekonstruktion af alt væv.

Fagocytose er en af ​​typerne endocytose, dvs. overførsel af molekyler fra det ydre miljøinde i cellen. Ved fagocytose absorberes faste partikler: den fagocytiske celle omgiver dem først med et fragment af sin egen cellemembran og trækker det derefter ind. Dette skaber en vesikel, der indeholder den absorberede partikel, kaldet et fagosom.

Indholdet af fagosomet fordøjes derefter med en række kemikalier og enzymer. Hele processen ligner cellens "spisning" af partiklen, hvilket også afspejles i udtrykket fagocytose.

Navnet kommer fra den græske phagein, der betyder "at spise, at fortære".

Fagocytose finder sted i vores krop konstant - milliarder af fagocytter "spiser" konstant farlige mikroorganismer, fragmenter af døde celler eller unødvendige partikler. Det er en almindelig, omend ekstremt kompliceret proces.

Korrekt målgenkendelse af den fagocytiske celle og den korrekte interaktion mellem fagocytten og målet for "angreb" kræver kontinuerligt samarbejde mellem forskellige proteiner, signalmolekyler, antistoffer og hjælperceller.

Fagocytoses rolle i kroppen

Det er ikke svært at gætte, at den grundlæggende anvendelse af fagocytoseprocessen er forsvaret af vores krop mod patogener. Indtrængning af et infektiøst agens i kroppen starter en kaskade af signaler til at "kalde" fagocytiske celler til infektionsstedet.

Akut betændelse begynder, hvis rolle er at neutralisere patogenet. Fagocytter strømmer til læsionen med blodet, hvilket udgør en af ​​de vigtigste mekanismer for det primære immunrespons. På stedet for inflammation "spiser" fagocytter både patogener og beskadigede celler.

I løbet af infektionen har vi at gøre med en anden, meget vigtig type fagocytose. Det er den såkaldte eferocytose

Processen med eferocytose involverer at sluge døende celler, efterhånden som inflammationen aftager. Når fagocytterne har opfyldt deres funktion og elimineret patogener, bliver de unødvendige.

Så dør de naturligt, efterfulgt af eferocytose, betyder at "rydde op på slagmarken". Denne type fagocytose reducerer inflammation og tillader kroppen at vende tilbage til den tilstand, den var i før infektionen.

På dette tidspunkt er det værd at understrege, at døden af ​​celler i vores krop er en kontinuerlig proces, ikke kun som følge af infektion. Hver celle har en bestemt levetid, hvorefter den dør og erstattes af en ny. Processen med programmeret celledød kaldes apoptose

Apoptose er et naturligt fænomen, der tillader vores væv at fornye sig konstant. De døende cellerkunne udskiftes med deres nye modstykker, skal de først ryddes op. Som du nemt kan gætte, er dette også fagocytternes opgave.

Apoptotiske (døende) celler udsender specielle signaler på overfladen af ​​deres cellemembraner, så de kan genkendes og neutraliseres af fagocytter.

I dette tilfælde forekommer fagocytose uden betændelse. Så vi ser, at fagocytose ikke kun er en metode til forsvar mod fremmede mikroorganismer, men også en proces, der muliggør udvikling, ombygning og fornyelse af alt væv.

Hvilke celler er i stand til fagocytose?

Celler, der er i stand til at udføre fagocytose, kaldes fagocytter. Afhængigt af effektiviteten og effektiviteten af ​​fagocytose skelner vi den såkaldte professionelle og ikke-professionelle fagocytter.

Ikke-professionelle fagocytter behandler fagocytose "regelmæssigt" - denne proces er ikke deres hovedopgave. Nogle gange er der dog partikler/fragmenter af døde celler i nærheden af ​​disse celler, som kræver rensning.

Så viser de en vis fagocytisk aktivitet, selvom den sammenlignet med professionelle fagocytter er betydeligt begrænset og mindre effektiv. Mange typer celler er klassificeret som ikke-professionelle fagocytter, inkl. epitelceller, nogle bindevævsceller og også det vaskulære endotel

Professionelle fagocytter er de vigtigste celler, der er ansvarlige for fagocytose i vores krop. Blandt dem skelner vi hovedsageligt neutrofiler, monocytter og makrofager. Disse celler tilhører familien af ​​leukocytter, eller hvide blodlegemer, som hovedsageligt udfører immunfunktioner. Alle tre typer professionelle fagocytter er specialiserede i fagocytose, selvom de hver især udfører det lidt forskelligt.

Neutrofiler er de vigtigste celler, der er ansvarlige for dannelsen af ​​akut inflammation. Norm alt cirkulerer neutrofiler med blodet i hele kroppen. Når en infektion begynder, samles disse celler straks i sygdomsfokus. Neutrofil-medieret fagocytose er hurtig og intens: disse celler har en lang række måder at inaktivere absorberede patogener på.

Monocytter, ligesom neutrofiler, cirkulerer i blodbanen, men kan forlade blodbanen og kolonisere forskellige væv. De modne monocytter omdannes derefter til vævsmakrofager. Makrofagemedieret fagocytose er mindre hurtig og meget langsommere. Makrofager er hovedgruppen af ​​celler, der findes på steder med kronisk inflammation.

Fagocytose - typer

Fagocytose er en kompliceret proces, der afhænger aftypen af ​​fagocytisk celle, det fagocytiske objekt og mange mellemliggende molekyler. Der er to grundlæggende fagocytoseveje:

  • spontan (native) fagocytose

Dette er en relativt langsomt forekommende fagocytose, som sjældent er involveret i den antimikrobielle reaktion. Rollen af ​​spontan fagocytose er at fjerne døde celler og "rydde op" unødvendige elementer i vævene. For at igangsætte spontan fagocytose er det nødvendigt at stimulere den såkaldte "scavenger-receptorer" primært til stede på makrofager. Denne type fagocytose er af antiinflammatorisk natur.

  • faciliteret fagocytose

Faciliteret fagocytose er meget hurtigere og mere effektiv end spontan fagocytose. Takket være dette er det yderst effektivt til at ødelægge patogener. For at fagocytoseprocessen kan foregå så intensivt, er det nødvendigt - som navnet antyder - nogle faciliteter

Hvordan kan fagocytter lette deres aktivitet? En af de mest almindelige metoder er speciel "mærkning" af genstande, der skal bortskaffes. Denne proces kaldes opsonisering.

Essensen af ​​opsonisering er vedhæftningen af ​​visse molekyler til overfladen af ​​mikroorganismen. Dette "markerede" patogen bliver hurtigt målrettet og ødelagt af fødecellerne. De molekyler, der muliggør opsonisering, kaldes opsoniner. Disse er hovedsageligt antistoffer og komponenter af den såkaldte komplementsystem.

Opsoniner genkender effektivt patogener, markerer dem og letter dermed forløbet af fagocytoseprocessen betydeligt.

Fagocytose - stadier

Vi ved allerede, hvilke celler, hvornår og hvorfor, håndterer fagocytose. Så lad os prøve at følge forløbet af denne proces nøje:1. Aktivering og tilstrømning af fagocytter til infektionsstedetIndtrængen af ​​mikroorganismen i kroppen forårsager øjeblikkelig stimulering af immunsystemet. Celler i infektionsporten begynder at sende et signal om en eksisterende trussel.

Messenger-molekylerne (hovedsageligt de såkaldte pro-inflammatoriske cytokiner) er spredt i hele blodbanen. På denne måde "finder fagocytterne ud af", at de er blevet inficeret og aktiveres.

De aktiverede fagocytter når infektionsstedet med blodet. Den effektive tilstrømning af fagocytter til den korrekte placering er mulig takket være den såkaldte kemotaksi. Det er processen med rettet cellebevægelse under påvirkning af kemiske signaler

Aktive fagocytter har også evnen til at passere gennem blodkarvæggene, hvilket skaber et inflammatorisk infiltrat på stedet forinfektioner.

2. Patogendiagnose

Når fagocytter når infektionsstedet, begynder de at genkende patogener. Denne proces lettes ofte af andre molekyler (se afsnit 4 for lettet fagocytose). Hver fagocyt har på overfladen af ​​sin cellemembran den såkaldte receptorer eller proteiner, der muliggør genkendelse af forskellige molekyler.

Når de receptorer, der er ansvarlige for at genkende mikroorganismer, stimuleres, binder fagocytten tæt til målet for dens angreb.

3. Absorption af patogenet

Fagocytten "klæbet" til patogenet starter processen med dens absorption. Fagocytcellemembranen begynder at omgive patogenet og "klatrer op" dens kanter. Dette skaber en vesikel, der indeholder mikroorganismen. Denne vesikel, kaldet fagosomet, er nu inde i fagocytcellen. For fuldt ud at neutralisere mikroorganismen er det nødvendigt at ødelægge indholdet af fagosomet

Fordøjelse af fagosomes indhold

For at indholdet af fagosomet kan fordøjes, er det nødvendigt at levere fordøjelsesenzymer til dets indre. Sådanne enzymer opbevares i specielle vesikler kaldet lysosomer

Det sidste stadie af fagocytose kræver derfor, at man kombinerer indholdet af lysosomer med indholdet af fagosomet - sådan er den såkaldte fagolysosom.

Enzymerne i lysosomerne kan nedbryde de fleste komplekse kemikalier, hvilket resulterer i ødelæggelse af mikroorganismen. Elimineringen af ​​patogenet med deltagelse af fordøjelsesenzymer kaldes ilt-uafhængig

Som du nemt kan gætte, er der også en iltafhængig eliminering. Det er meget hurtigere og mere effektivt, men kun nogle fagocytter kan gøre det. Iltafhængig eliminering sker kun i celler med evnen til at generere den såkaldte "ilteksplosion".

En ilteksplosion er en pludselig frigivelse af meget aktive iltarter (f.eks. hydrogenperoxid), som har en stærk antimikrobiel effekt. En ilteksplosion begynder en række kemiske reaktioner, der fører til hurtig eliminering af patogener. Iltafhængig mikrobiel ødelæggelse er primært karakteristisk for neutrofiler.

Fagocytose - og hvad så?

Fagocytoseprocessen ender med fordøjelsen af ​​fagosomet inde i cellen. Hvad sker der ved siden af ​​affaldet fra de ødelagte partikler? Den fagocytiske celle slipper af med de fleste unødvendige produkter ved blot at "smide" dem udenfor. Men noget af det materiale, der er tilbage efter fordøjelsen, kan være meget nyttigt.

Nogle fagocytter spiller også andre roller i immunsystemet. Et godt eksempelder er makrofager, der udover fagocytose også beskæftiger sig med de såkaldte præsentation af antigener. Antigenpræsentation er baseret på at vise andre immuncellers fragmenter af ødelagte mikroorganismer

Makrofagen, efter at patogenets fagocytose er afsluttet, blotlægger en del af det fagocytiske materiale på dets overflade og "rejser" derefter med det gennem hele kroppen

Hver celle i immunsystemet, som han støder på, "lærer" takket være dette, hvordan man genkender et givet patogen. Dette fænomen er ekstremt vigtigt i opbygningen af ​​effektive mekanismer til antimikrobielt forsvar.

Det er også værd at vide, at fagocytoseprocessen ikke altid ender med den endelige ødelæggelse af mikroorganismen. Der er patogener, der kan overleve inde i fagosomer takket være specialudviklede forsvarsmekanismer. Et godt eksempel er tuberkulosebacillerne, som kan overleve inde i makrofager i mange år.

Måder at undgå fagocytose fra mikroorganismer

Fagocytose som en måde at eliminere "biologiske modstandere" er en meget gammel mekanisme. Af denne grund har nogle mikroorganismer formået at udvikle måder at undgå eller overleve fagocytose. Her er deres eksempler:

  • dræber fagocytter

Den nemmeste måde at undgå fagocytose på synes at være at neutralisere cellen, der forårsager det. Nogle mikroorganismer har evnen til at producere stoffer, der irreversibelt beskadiger fagocytter. Et eksempel på et sådant patogen er Staphylococcus aureus (latinskStaphylococcus aureus ), som producerer toksiner, som ved at ødelægge fagocytternes cellemembran forårsager deres død.

  • udryddelse af den inflammatoriske reaktion

Inflammation i infektionsporten letter overførslen af ​​et infektionssignal. Takket være det er aktivering og ankomst af fagocytter til den korrekte placering mulig. Der er patogener, der kan maskere sig selv på en sådan måde, at de ikke genkendes af værtens immunsystem og undgår at forårsage betændelse.

  • undgå opsonisering

Opsonisering, eller speciel "mærkning" af patogener, er en af ​​de mest effektive måder at lette fagocytose på. Ikke underligt, at mikrober forsøger at undgå det. Nogle stafylokokker kan ødelægge opsoniner eller skjule dem på deres overflade.

  • undgå fagocytgenkendelse

For at fagocytoseprocessen kan begynde, er det nødvendigt at genkende en given mikroorganismes skadelighed af fagocytten. Nogle patogener, såsom spiroketterTreponema pallidumforårsagerSyfilis kan binde antigener svarende til værtscellerne til deres overflade. Immunsystemet genkender dem derefter som sine egne, hvilket gør det muligt for patogener at undgå fagocytose.

  • blokering af fagosomerproduktion

Et af de vigtigste stadier af fagocytose er at omgive den angrebne mikroorganisme med en vesikel, som derefter absorberes i cellen. I naturen er der dog mange måder at undgå det på. Nogle mikrober producerer stoffer, der nedbryder fagosomvæggen. En anden mekanisme bruges af den blå oliepind ( Pseudomonas aeruginosa ). Denne bakterie producerer en glat belægning (biofilm) omkring sig selv, hvilket forhindrer dannelsen af ​​denne boble.

  • overlevelse inde i fagocytten

Phagolysosom bliver det sidste levested for patogener under fagocytose. Dets miljø er ekstremt fjendtligt; den er fuld af enzymer og dræberstoffer. Mikroorganismer kan dog udvikle mekanismer, der gør dem i stand til at overleve selv under så vanskelige forhold. Et eksempel er tuberkulosen ( Mycobacterium tuberculosis ). Denne bakterie har udviklet en speciel cellemembran med et meget højt lipidindhold, som ikke påvirkes af standard fordøjelsesenzymer

  • flugt fra fagosomet

Hvor utroligt det end lyder at undslippe fagosomet, er der virkelig mikrober, der har udviklet en så smart forsvarsmekanisme. Listeria monocytogenes producerer stoffer, der er i stand til at ødelægge fagosomvæggen. Hvad mere er, kan dette patogen, efter at være flygtet fra fagosomet, formere sig inde i fagocytten og også komme længere ud over dets grænser

Fagocytoselidelser

En korrekt kørende fagocytoseproces er af fundamental betydning for, at immunsystemet fungerer gnidningsløst. Forstyrrelser i nogle stadier af fagocytose ligger til grund for immundefektsygdomme. Eksempler på sådanne sygdomme er:

  • Kronisk granulomatøs sygdom

Årsagen til kronisk granulomatøs sygdom er en lidelse af fagocytose på det stadie, hvor der genereres et iltudbrud. Manglen på et passende enzym (den såkaldte NADPH-oxidase) forhindrer dannelsen af ​​reaktive oxygenarter, som igen ikke muliggør en hurtig og effektiv eliminering af mikroorganismer.

Skader på enzymet har en genetisk baggrund, så der er endnu ingen årsagsbehandling af sygdommen. I løbet af kronisk granulomatøs sygdom udvikles hyppige infektioner, bylder og granulomer på grund af det utilstrækkelige intracellulære elimineringssystem.patogener.

  • Chediak- Higashi Team

I Chediak-Higashi-syndromet er der en defekt i fagocytose på stadiet af fagosom-lysosomforbindelse. En genetisk mutation af et af proteinerne forhindrer overførslen af ​​fordøjelsesenzymer til vesiklen, der indeholder patogenet, og forhindrer dermed eliminering af det.

Ud over en betydelig svækkelse af immuniteten er albinisme og forstyrrelser i nervesystemets funktion også karakteristiske for Chediak-Higashi-syndromet.

Om forfatterenKrzysztof BialaziteEn medicinstuderende ved Collegium Medicum i Krakow, der langsomt træder ind i en verden af ​​konstante udfordringer i lægens arbejde. Hun interesserer sig især for gynækologi og obstetrik, pædiatri og livsstilsmedicin. En elsker af fremmedsprog, rejser og bjergvandring.

Læs flere artikler af denne forfatter

Kategori:

Immunsystem