Fagocytosestadier og funksjoner

Hva er fagocytose?

Fagocytose er prosessen der cellene "fanger" forskjellige stoffer og molekyler fra midten som omgir dem takket være dannelsen av invaginasjoner av plasmamembranen, som danner intracellulære vesikler kjent som endosomer. Fagocytose, sammen med pinocytose og reseptor -mediert endocytose, legger opp til de tre typene endocytose

Pinocytose har å gjøre med væskeinntak og små molekyler, mens reseptor -mediert endocytose innebærer forening av spesifikke molekyler til membran som får proteiner. Fagocytose anses som en form for mat, da det er relatert til inntak av store molekyler, andre celler eller "rester" av andre celler.

Fagocytose av en bakterie (kilde: Grahamcolm på engelsk Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

I flercellede organismer som planter, dyr og sopp, har ikke alle celler evnen til å fagocytt ytre elementer, noe som betyr at det er noen spesialiserte celler for dette formålet, som er kjent som "fagocytiske celler".

Fagocytiske celler fordeles av alle kroppsvev og utøver forskjellige funksjoner. Makrofager er et godt eksempel på fagocytiske celler som tilhører immunforsvaret, hvis funksjon er å forsvare oss mot mikroorganismer som kommer inn i kroppen vår.

Fagocytose / foto utvunnet fra Fagositosis77.Blogspot.com

Fagocytoseprosessen ville ikke være fornuftig i eukaryote celler uten eksistensen av en intracellulær ornaul.

Fagocytose er også kjent som "heterofagi" (inntak av ekstracellulære forbindelser), siden den skiller seg fra "autofagi", som er den normale prosessen som foregår i lysosomene til praktisk talt alle eukaryote celler.

Fagocytosestadier

Når makrofagen oppsluker et virus (1-3), bryter det det i stykker med lysosomer (4.5) som deretter frigjøres fra cellen som avfall (6). Foto utvunnet fra: Askabiolog.til dens.Edu.

I høyere eukaryotorganismer stammer de viktigste fagocytiske cellene fra en vanlig forløper som har sin opprinnelse i benmargen. Disse cellene er kjent som "hvite blodlegemer" og er polymorfonukleære leukocytter (nøytrofiler), monocytter og makrofager.

Fagocytoseprosessen kan analyseres som en serie trinn eller sekvensielle stadier, som består i (1) gjenkjennelse av materialet som er fagocytt, (2) i dannelsen av fagosom, som er en slags intracellulær galleblære, og (3 ) I dannelsen av Phagolisosoma, en hendelse som ender med "fordøyelsen".

Kan tjene deg: celle galleblæren: egenskaper, typer og funksjoner

Anerkjennelsesstadium

Fagocytose er ikke en enkel prosess. Blant mange andre ting innebærer det gjenkjennelse av spesifikke signaler og forening av partikler eller organismer til spesifikke reseptorer lokalisert på det ytre ansiktet av plasmamembranen til fagocytiske celler.

Denne innledende prosessen kan betraktes som en slags "nøytralisering", spesielt når det gjelder fagocytose mediert av visse immunsystemceller, som er ansvarlige for eliminering av invasive celler.

Således er overflaten av plasmamembranen til de fagocytiske cellene (eller av de encellede organismer som fagocytan) er utstyrt med et batteri med reseptorer som er i stand til å gjenkjenne spesifikke molekyler (ligander) som finnes på overflaten av de invasive cellene eller de er typiske for matpartikler.

Disse reseptorene, som generelt er omfattende membranproteiner med ekstracellulære utvidelser, binder seg til ligandene deres, som utløser en serie interne signalhendelser som sender en melding som oversettes som "det er mat utenfor".

Fagosoma formasjonsstadium

Fagocytoseprosess

Når cellen som er fagocytisering membran.

På dette stadiet blir det observert hvordan membranen strekker seg over den andre cellen, og denne utvidelsen er noen ganger kjent som "pseudopod". Når ytterpunktene i pseudopoden er samlet ved å omslutte det fremmede elementet, dannes en intern "galleblæren".

Fagolisosom og fordøyelsesdannelsesstadiet

Fagen. Disse har muligheten til å slå seg sammen med andre intracellulære organeller: lysosomer.

Sammenligning mellom fagocytose og eksocytose. Kilde: Bioestudiant19, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Fusjonen mellom fagosomer og lysosomer resulterer i fagolisosomer, som tilsvarer sammensatte organeller der "fordøyelse" eller "desintegrering" av fagocytede forbindelser (enten hele celler, deler av dem eller andre ekstracellulære molekyler) finner sted).

Kan tjene deg: kromatin: typer, egenskaper, struktur, funksjoner

Siden lysosomer er organellene som har ansvaret for nedbrytningen av intracellulært materiale med dårlig eller avfall, er disse utstyrt med forskjellige hydrolytiske og proteolytiske enzymer som gir dem muligheten til å gå i oppløsning (i mindre fragmenter) partiklene som er inneholdt i fagosomene som de fleres ut.

Materialet som følge av denne fagolisomale nedbrytningen kan definitivt elimineres som avfallsmateriale fra fagocytiske celler eller kan brukes som en "konstruksjonsblokk" for syntese av nye intracellulære forbindelser.

Funksjoner

Fagocytose har mange viktige funksjoner i eukaryote organismer. I protozoer og andre encellede vesener er for eksempel denne prosessen viktig for ernæring, siden de fleste matvarer blir inntatt på denne måten.

Fagocytose i en amøbe

I mange flercellede organismer, derimot, er fagocytose viktig for spesifikt og ikke -spesifikt forsvar, det vil si for medfødt immunitet og adaptiv immunitet.

Den har primære funksjoner i "ødeleggelsen" av patogene invaderende mikroorganismer som bakterier, parasitter, etc., Og det er også involvert i restaurering av normale forhold på stedene der infeksjon eller betennelse har skjedd, det vil si at det er viktig for sårreparasjon.

Også i immunsammenheng er fagocytose viktig for prosessene for presentasjon av antigener og aktivering av de spesifikke lymfocytter i immunsystemet (B -celler og T -celler), som deltar i forsvaret av kroppen mot rare eller utenlandske agenter.

Fagocytose er også involvert i eliminering og "resirkulering" av kroppsceller som passerer gjennom apoptotiske hendelser, slik at komponentene deres kan gjenbrukes eller rettet mot dannelse av nye molekyler eller intracellulære organeller.

Som et nysgjerrig faktum er makrofagene i menneskekroppen ansvarlige for den daglige inntaket av mer enn 100 millioner av erytrocyttene som har på seg eller som de fungerer feil i blodomløpet.

Det kan tjene deg: cromafinceller: egenskaper, histologi, funksjoner

Immunsystemceller som utfører fagocytose

Forenklet fagocytoseordning. Kilde: phagocytosis_in_three_steps.PNG: Graham Colm Talk.Grahamcolm på IN.Wikipediaderivative Work: Retama, CC By-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Immunsystemceller utført ved fagocytose kan også bruke mange mekanismer for å ødelegge patogener, for eksempel:

Radikaler av oksygen

De er sterkt reaktive molekyler som reagerer med proteiner, lipider og andre biologiske molekyler. Under fysiologisk stress kan mengden oksygenradikaler i en celle øke dramatisk og forårsake oksidativt stress, som kan ødelegge cellulære strukturer.

Nitrogenoksid

Det er et reaktivt stoff, ligner oksygenradikaler, som reagerer med superoksyd for å lage andre molekyler som skader flere biologiske molekyler.

Antimikrobielle proteiner

De er proteiner som skader eller dreper spesifikt bakterier. Eksempler på antimikrobielle proteiner inkluderer proteaser, som dreper flere bakterier som ødelegger essensielle proteiner og glatthet, som angriper cellevegger av gram positive bakterier.

Antimikrobielle peptider

Antimikrobielle peptider ligner antimikrobielle proteiner der de angriper og dreper bakterier. Noen antimikrobielle peptider, for eksempel forsvar, angriper bakteriecellemembraner.

Unionsproteiner

Unionsproteiner er ofte viktige aktører i det medfødte immunforsvaret fordi protein eller ioner som ellers ville vært gunstige for bakterier eller viral replikasjon er konkurransedyktig binding.

Referanser

1. Alberts, f., Dennis, f., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, s. (2004). Essensiell cellebiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Brun, e. (nitten nitti fem). Fagocytose. Bioessays, 17(2), 109-117.
3. Garrett, w. S., & Mellman, jeg. (2001). Studier av endocytose. I Dendritiske celler (For det andre, PP. 213-CP1). Akademisk presse.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, ca. TIL., Krieger, m., Bretscher, a., Ploegh, h.,... Martin, K. (2003). Molekylær cellebiologi (5. utg.). Freeman, w. H. & Selskap.
5. Platt, n., & Fineran, P. (2015). Måling av den fagoklytiske aktiviteten til celler. Metoder i cellebiologi, 126, 287-304.
6. Rosales, ca., & Uribe-querol, og. (2017). Fagocytose: En grunnleggende prosess i immunitet. Biomed Research International, 1-18.
7. Sbarra, a. J., & Karnovskyi, m. L. (1959). Det biokjemiske grunnlaget for fagocytose. Journal of Biological Chemistry, 2. 3. 4(6), 1355-1362.
8. Solomon, e., Berg, l., & Martin, D. (1999). Biologi (5. utg.). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.
9. Stuart, l. M., & Ezekowitz, r. TIL. B. (2005). Fagocytose: elegant kompleksitet. Immunitet, 22(5), 539-550.