Фагоцитоза је један од најосновнијих и, у исто време, најефикаснијих одбрамбених механизама људског тела. Правилно функционисање процеса фагоцитозе је суштинска компонента правилног имунолошког одговора. Сазнајте шта је тачно фагоцитоза, како фагоцитоза функционише, зашто је потребна фагоцитоза и какве ефекте могу имати поремећаји фагоцитозе?

Фагоцитозаје гутање патогена, фрагмената мртвих ћелија и ситних честица од стране специјализованих ћелија званих фагоцити. Фагоцитоза се може упоредити са "чишћењем" на ћелијском нивоу - омогућава ћелијама да се отарасе непотребних или опасних елемената.

Садржај:

  1. Шта је фагоцитоза?
  2. Улога фагоцитозе у телу
  3. Које ћелије су способне за фагоцитозу?
  4. Фагоцитоза - типови
    • спонтана (нативна) фагоцитоза
    • олакшана фагоцитоза
  5. Фагоцитоза - фазе
  6. Фагоцитоза - и шта даље?
  7. Начини да се избегне фагоцитоза од стране микроорганизама
  8. Поремећаји фагоцитозе
    • Хронична грануломатозна болест
    • Цхедиак тим- Хигасхи

Шта је фагоцитоза?

Фагоцитоза је биолошки процес у коме ћелија апсорбује стране честице. Феномен фагоцитозе је уобичајен код многих живих организама - они најпримитивнији (нпр. протозое) користе фагоцитозу као начин узимања хране из спољашње средине.

Код људи, способност фагоцитозе првенствено користе ћелије имуног система.

Фагоцитоза спада у механизме урођеног, односно неспецифичног имунитета. Процес фагоцитозе је стога једна од првих и основних одбрамбених линија нашег тела. Поред своје улоге у имунолошком систему, фагоцитоза је од велике важности за одржавање хомеостазе (или равнотеже) ткива.

Фагоцитоза омогућава уклањање мртвих и оштећених ћелија сопственог тела, што заузврат омогућава ефикасну регенерацију и реконструкцију свих ткива.

Фагоцитоза је једна од врста ендоцитозе, односно преноса молекула из спољашње срединеунутар ћелије. У фагоцитози, чврсте честице се апсорбују: фагоцитна ћелија их прво окружује фрагментом сопствене ћелијске мембране, а затим га увлачи унутра. Ово ствара везикулу која садржи апсорбовану честицу, названу фагозом.

Садржај фагозома се затим дигестира разним хемикалијама и ензимима. Цео процес подсећа на „једење“ честице од стране ћелије, што се такође одражава у термину фагоцитоза.

Име потиче од грчког пхагеин што значи "јести, прождерати".

Фагоцитоза се одвија у нашем телу константно - милијарде фагоцита стално "једу" опасне микроорганизме, фрагменте мртвих ћелија или непотребне честице. То је уобичајен, иако изузетно компликован процес.

Тачно препознавање циља од стране фагоцитне ћелије и исправна интеракција између фагоцита и мете "напада" захтева континуирану сарадњу различитих протеина, сигналних молекула, антитела и помоћних ћелија.

Улога фагоцитозе у телу

Није тешко претпоставити да је основна примена процеса фагоцитозе одбрана нашег тела од патогена. Продор инфективног агенса у тело покреће каскаду сигнала да „позове“ фагоцитне ћелије на место инфекције.

Почиње акутна упала, чија је улога да неутралише патоген. Фагоцити улазе у лезију са крвљу, чинећи један од најважнијих механизама примарног имунолошког одговора. На месту упале, фагоцити „једу“ и патогене и оштећене ћелије.

У току инфекције имамо посла са још једном, веома важном врстом фагоцитозе. То је такозвана ефероцитоза.

Процес ефероцитозе укључује гутање умирућих ћелија како се упала смири. Када фагоцити испуне своју функцију и елиминишу патогене, постају непотребни.

Затим умиру природно, праћено ефероцитозом, што значи "чишћење бојног поља". Ова врста фагоцитозе смањује упалу и омогућава телу да се врати у стање у којем је било пре инфекције.

У овом тренутку вреди нагласити да је умирање ћелија у нашем телу континуиран процес, не само као резултат инфекције. Свака ћелија има одређени животни век, након чега умире и замењује се новом. Процес програмиране ћелијске смрти назива се апоптоза.

Апоптоза је природни феномен који омогућава нашим ткивима да се стално обнављају. Те ћелије које умирумогу бити замењени својим новим колегама, прво их морају очистити. Као што можете лако да претпоставите, ово је такође задатак фагоцита.

Апоптотичне (умируће) ћелије емитују посебне сигнале на површини својих ћелијских мембрана, омогућавајући им да буду препознате и неутрализоване од стране фагоцита.

У овом случају, фагоцитоза се јавља без упале. Дакле, видимо да фагоцитоза није само метод одбране од страних микроорганизама, већ и процес који омогућава развој, ремоделирање и обнављање свих ткива.

Које ћелије су способне за фагоцитозу?

Ћелије способне да спроводе фагоцитозу називају се фагоцити. У зависности од ефикасности и ефективности фагоцитозе разликујемо тзв професионални и непрофесионални фагоцити.

Непрофесионални фагоцити се баве фагоцитозом "редовно" - овај процес није њихов главни задатак. Понекад, међутим, постоје честице / фрагменти мртвих ћелија у близини ових ћелија које захтевају чишћење.

Тада показују неку фагоцитну активност, иако је у поређењу са професионалним фагоцитима значајно ограничена и мање ефикасна. Многе врсте ћелија су класификоване као непрофесионални фагоцити, укљ. епителне ћелије, неке ћелије везивног ткива, као и васкуларни ендотел.

Професионални фагоцити су главне ћелије одговорне за фагоцитозу у нашем телу. Међу њима разликујемо углавном неутрофиле, моноците и макрофаге. Ове ћелије припадају породици леукоцита, или белих крвних зрнаца, који углавном обављају имунолошке функције. Сва три типа професионалних фагоцита специјализована су за фагоцитозу, иако је сваки обавља мало другачије.

Неутрофили су главне ћелије одговорне за формирање акутног запаљења. Нормално, неутрофили циркулишу крвљу по целом телу. Када инфекција почне, ове ћелије се одмах групишу у жаришту болести. Фагоцитоза посредована неутрофилима је брза и интензивна: ове ћелије имају широк спектар начина да инактивирају апсорбоване патогене.

Моноцити, попут неутрофила, циркулишу у крвотоку, али могу напустити крвоток и колонизовати различита ткива. Зрели моноцити се затим трансформишу у макрофаге ткива. Фагоцитоза посредована макрофагом је мање брза и много спорија. Макрофаги су главни скуп ћелија који се налазе на местима хроничне упале.

Фагоцитоза - типови

Фагоцитоза је компликован процес који зависи одтип фагоцитне ћелије, фагоцитни објекат и многи посредни молекули. Постоје два основна пута фагоцитозе:

  • спонтана (нативна) фагоцитоза

Ово је релативно спора фагоцитоза која је ретко укључена у антимикробни одговор. Улога спонтане фагоцитозе је уклањање мртвих ћелија и "чишћење" непотребних елемената унутар ткива. Да би се покренула спонтана фагоцитоза, потребно је стимулисати тзв "рецептори за чишћење" првенствено присутни на макрофагима. Ова врста фагоцитозе је по природи антиинфламаторна.

  • олакшана фагоцитоза

Олакшана фагоцитоза је много бржа и ефикаснија од спонтане фагоцитозе. Захваљујући томе, веома је ефикасан у уништавању патогена. Да би се процес фагоцитозе одвијао тако интензивно, неопходни су - као што назив говори - неки објекти.

Како фагоцити могу олакшати своју активност? Једна од најчешћих метода је посебно „обележавање” објеката које треба одложити. Овај процес се назива опсонизација.

Суштина опсонизације је везивање одређених молекула за површину микроорганизма. Ћелије хране брзо гађају и уништавају овај "означени" патоген. Молекули који омогућавају опсонизацију називају се опсонини. То су углавном антитела и компоненте тзв систем комплемента.

Опсонини ефикасно препознају патогене, обележавају их и тако значајно олакшавају ток процеса фагоцитозе.

Фагоцитоза - фазе

Већ знамо које ћелије, када и зашто се баве фагоцитозом. Покушајмо да пажљиво пратимо ток овог процеса:1. Активација и прилив фагоцита на место инфекцијеПродирање микроорганизма у тело изазива тренутну стимулацију имуног система. Ћелије на капији инфекције почињу да шаљу сигнал о постојећој претњи.

Молекули гласника (углавном такозвани проинфламаторни цитокини) се шире кроз крвоток. На овај начин фагоцити „сазнају“ да су се инфицирали и активирају се.

Активирани фагоцити крвљу стижу до места инфекције. Ефикасан прилив фагоцита на исправну локацију могућ је захваљујући тзв хемотаксија. То је процес усмереног кретања ћелија под утицајем хемијских сигнала.

Активни фагоцити такође имају способност да прођу кроз зидове крвних судова, стварајући инфламаторни инфилтрат на местуинфекције.

2. Дијагноза патогена

Када фагоцити стигну до места инфекције, почињу да препознају патогене. Овај процес често олакшавају други молекули (видети одељак 4 за олакшану фагоцитозу). Сваки фагоцит има на површини своје ћелијске мембране тзв рецепторе, или протеине који омогућавају препознавање различитих молекула. ​​

Када се стимулишу рецептори одговорни за препознавање микроорганизама, фагоцит се блиско везује за мету свог напада.

3. Апсорпција патогена

Фагоцит се "заглавио" за патоген почиње процес његове апсорпције. Ћелијска мембрана фагоцита почиње да окружује патоген, "пењући се" на његове ивице. Ово ствара везикулу која садржи микроорганизам. Ова везикула, названа фагозом, сада је унутар фагоцитне ћелије. Да би се микроорганизам потпуно неутралисао, потребно је уништити садржај фагозома.

Варење садржаја фагозома

Да би се садржај фагозома сварио, потребно је у његову унутрашњост доставити дигестивне ензиме. Такви ензими се чувају у специјалним везикулама званим лизозоми.

Последњи стадијум фагоцитозе стога захтева комбиновање садржаја лизозома са садржајем фагозома – тако се ствара тзв. фаголизозом.

Ензими у лизозомима могу разградити већину сложених хемикалија, што доводи до уништења микроорганизма. Елиминација патогена уз учешће дигестивних ензима назива се независно од кисеоника.

Као што можете лако да претпоставите, постоји и елиминација која зависи од кисеоника. Много је бржи и ефикаснији, али само неки фагоцити то могу. Елиминација зависна од кисеоника се јавља само у ћелијама са способношћу да генеришу тзв "експлозија кисеоника".

Експлозија кисеоника је изненадно ослобађање веома активних врста кисеоника (нпр. водоник пероксид), које имају снажан антимикробни ефекат. Експлозија кисеоника започиње низ хемијских реакција које доводе до брзог елиминисања патогена. Уништавање микроба које зависи од кисеоника првенствено је карактеристично за неутрофиле.

Фагоцитоза - и шта даље?

Процес фагоцитозе завршава се варењем фагозома унутар ћелије. Шта се дешава поред остатака уништених честица? Фагоцитна ћелија се ослобађа већине непотребних производа једноставним „избацивањем“ напоље. Међутим, део материјала који остане након варења може бити веома користан.

Неки фагоцити такође играју друге улоге у имунолошком систему. Добар примерпостоје макрофаги који се поред фагоцитозе баве и тзв презентација антигена. Презентација антигена се заснива на приказивању фрагмената уништених микроорганизама других имуних ћелија.

Макрофаг, након што је фагоцитоза патогена завршена, излаже део фагоцитног материјала на својој површини, а затим са њим "путује" по целом телу.

Свака ћелија имуног система на коју наиђе "учи" захваљујући томе како да препозна дати патоген. Овај феномен је изузетно важан у изградњи ефикасних механизама антимикробне одбране.

Такође је вредно знати да се процес фагоцитозе не завршава увек коначним уништењем микроорганизма. Постоје патогени који могу да преживе унутар фагозома захваљујући посебно развијеним одбрамбеним механизмима. Добар пример су бацили туберкулозе, који могу да опстану у макрофагима дуги низ година.

Начини да се избегне фагоцитоза од стране микроорганизама

Фагоцитоза као начин да се елиминишу "биолошки противници" је веома стар механизам. Из тог разлога, неки микроорганизми су успели да развију начине да избегну или преживе фагоцитозу. Ево њихових примера:

  • убијање фагоцита

Чини се да је најлакши начин да се избегне фагоцитоза неутралисање ћелије која је изазива. Неки микроорганизми имају способност да производе супстанце које неповратно оштећују фагоците. Пример таквог патогена је стафилококус ауреус (латинскиСтапхилоцоццус ауреус ), који производи токсине који уништавањем ћелијске мембране фагоцита изазивају њихову смрт.

  • гашење инфламаторног одговора

Упала на капији инфекције олакшава пренос сигнала инфекције. Захваљујући њему могућа је активација и долазак фагоцита на тачну локацију. Постоје патогени који се могу маскирати на такав начин да их имунолошки систем домаћина не препознаје и да избегну изазивање упале.

  • избегавање опсонизације

Опсонизација, или посебно "обележавање" патогена, је један од најефикаснијих начина да се олакша фагоцитоза. Није ни чудо што микроби покушавају да то избегну. Неки сојеви стафилокока могу уништити опсонине или их сакрити на својој површини.

  • избегавање препознавања фагоцита

Да би процес фагоцитозе започео, потребно је препознати штетност датог микроорганизма по фагоциту. Неки патогени, као што су спирохетеТрепонема паллидумизазивајуСифилис може да причврсти антигене сличне ћелијама домаћина на њихову површину. Имуни систем их тада препознаје као своје, што омогућава патогенима да избегну фагоцитозу.

  • блокада производње фагозома

Један од кључних стадијума фагоцитозе је окруживање нападнутог микроорганизма везикулом, који се затим апсорбује у ћелију. У природи, међутим, постоји много начина да се то избегне. Неки микроби производе супстанце које разграђују зид фагозома. Плави уљни штапић користи другачији механизам ( Псеудомонас аеругиноса ). Ова бактерија производи клизав премаз (биофилм) око себе, спречавајући стварање овог мехурића.

  • преживљавање унутар фагоцита

Фаголизозом постаје коначно станиште патогена током фагоцитозе. Њено окружење је изузетно непријатељско; пуна је ензима и супстанци убистава. Међутим, микроорганизми могу развити механизме који им омогућавају да преживе чак и у тако тешким условима. Један пример је туберкулоза ( Мицобацтериум туберцулосис ). Ова бактерија је развила специјалну ћелијску мембрану са веома високим садржајем липида на коју не утичу стандардни дигестивни ензими.

  • бекство из фагозома

Колико год невероватно звучало избећи фагозом, заиста постоје микроби који су развили тако паметан одбрамбени механизам. Листериа моноцитогенес производи супстанце способне да униште зид фагозома. Штавише, овај патоген, након што побегне из фагозома, може да се умножи унутар фагоцита, а такође и да пређе даље његове границе.

Поремећаји фагоцитозе

Правилно одвијање процеса фагоцитозе је од фундаменталног значаја за несметано функционисање имуног система. Поремећаји у неким фазама фагоцитозе леже у основи болести имунодефицијенције. Примери таквих болести су:

  • Хронична грануломатозна болест

Узрок хроничне грануломатозне болести је поремећај фагоцитозе у фази генерисања налета кисеоника. Недостатак одговарајућег ензима (тзв. НАДПХ оксидазе) спречава стварање реактивних врста кисеоника, што заузврат не омогућава брзо и ефикасно елиминисање микроорганизама.

Оштећење ензима има генетску позадину, тако да још увек не постоји узрочни третман болести. У току хроничне грануломатозне болести настају честе инфекције, апсцеси и грануломи због неадекватног интрацелуларног система елиминације.патогени.

  • Цхедиак- Хигасхи тим

Код Цхедиак-Хигасхи синдрома, постоји дефект у фагоцитози у фази везе фагозом-лизозом. Генетска мутација једног од протеина спречава пренос дигестивних ензима у везикулу у којој се налази патоген, чиме се спречава његово елиминисање.

Поред значајног оштећења имунитета, за Цхедиак-Хигасхи синдром карактеристични су и албинизам и поремећаји у функционисању нервног система.

О ауторуКрзисзтоф БиалазитеСтудент медицине на Цоллегиум Медицум у Кракову, полако улази у свет сталних изазова рада лекара. Посебно је заинтересована за гинекологију и акушерство, педијатрију и медицину начина живота. Заљубљеник у стране језике, путовања и планинарење.

Прочитајте више чланака овог аутора

Категорија:

Имуни систем