Fagocitoza este unul dintre cele mai de bază și, în același timp, cele mai eficiente mecanisme de apărare ale organismului uman. Funcționarea corectă a procesului de fagocitoză este o componentă esențială a unui răspuns imun adecvat. Aflați ce este exact fagocitoza, cum funcționează fagocitoza, de ce este necesară fagocitoza și ce efecte pot avea tulburările de fagocitoză?

Fagocitozaeste ingestia de agenți patogeni, fragmente de celule moarte și particule minuscule de către celulele specializate numite fagocite. Fagocitoza poate fi comparată cu „curățarea” la nivel celular - permite celulelor să scape de elementele inutile sau periculoase.

Conținut:

  1. Ce este fagocitoza?
  2. Rolul fagocitozei în organism
  3. Ce celule sunt capabile de fagocitoză?
  4. Fagocitoză - tipuri
    • fagocitoză spontană (nativă)
    • fagocitoză facilitată
  5. Fagocitoză - stadii
  6. Fagocitoză - și ce urmează?
  7. Modalități de a evita fagocitoza de către microorganisme
  8. Tulburări de fagocitoză
    • Boală granulomatoasă cronică
    • Echipa Chediak- Higashi

Ce este fagocitoza?

Fagocitoza este un proces biologic în care o celulă absoarbe particule străine. Fenomenul de fagocitoză este comun la multe organisme vii - cele mai primitive (de exemplu, protozoare) folosesc fagocitoza ca o modalitate de a lua hrana din mediul extern.

La oameni, capacitatea de a fagocita este folosită în principal de celulele sistemului imunitar.

Fagocitoza aparține mecanismelor imunității înnăscute, adică imunității nespecifice. Procesul de fagocitoză este așadar una dintre primele și principalele linii de apărare ale corpului nostru. Pe lângă rolul său în sistemul imunitar, fagocitoza este de mare importanță în menținerea homeostaziei (sau a echilibrului) țesuturilor.

Fagocitoza permite îndepărtarea celulelor moarte și deteriorate din propriul corp al corpului, ceea ce, la rândul său, permite regenerarea și reconstrucția eficientă a tuturor țesuturilor.

Fagocitoza este unul dintre tipurile de endocitoză, adică transferul de molecule din mediul externîn interiorul celulei. În fagocitoză, particulele solide sunt absorbite: celula fagocitară le înconjoară mai întâi cu un fragment din propria sa membrană celulară și apoi o atrage în interior. Aceasta creează o veziculă care conține particula absorbită, numită fagozom.

Conținutul fagozomului este apoi digerat cu o varietate de substanțe chimice și enzime. Întregul proces seamănă cu „mâncarea” particulei de către celulă, ceea ce se reflectă și în termenul de fagocitoză.

Numele provine din grecescul phagein care înseamnă „a mânca, a devora”.

Fagocitoza are loc în corpul nostru în mod constant - miliarde de fagocite „mănâncă” constant microorganisme periculoase, fragmente de celule moarte sau particule inutile. Este un proces comun, deși extrem de complicat.

Recunoașterea corectă a țintei de către celula fagocitară și interacțiunea corectă între fagocit și ținta „atacului” necesită colaborarea continuă a diferitelor proteine, molecule de semnalizare, anticorpi și celule ajutătoare.

Rolul fagocitozei în organism

Nu este greu de ghicit că aplicarea de bază a procesului de fagocitoză este apărarea organismului nostru împotriva agenților patogeni. Pătrunderea unui agent infecțios în organism începe o cascadă de semnale pentru a „chema” celulele fagocitare la locul infecției.

Începe inflamația acută, al cărei rol este de a neutraliza agentul patogen. Fagocitele curg către leziune cu sângele, constituind unul dintre cele mai importante mecanisme ale răspunsului imun primar. La locul inflamației, fagocitele „mâncă” atât agenți patogeni, cât și celulele deteriorate.

În cursul infecției, avem de-a face cu un alt tip, foarte important, de fagocitoză. Este așa-numita eferocitoză.

Procesul de eferocitoză implică înghițirea celulelor muribunde pe măsură ce inflamația dispare. Odată ce fagocitele și-au îndeplinit funcția și au eliminat agenții patogeni, acestea devin inutile.

Apoi mor natural, urmat de eferocitoză, înseamnă „curățarea câmpului de luptă”. Acest tip de fagocitoză reduce inflamația și permite organismului să revină la starea în care se afla înainte de infecție.

În acest moment, merită subliniat că moartea celulelor din corpul nostru este un proces continuu, nu doar ca urmare a infecției. Fiecare celulă are o durată de viață specifică, după care moare și este înlocuită cu una nouă. Procesul de moarte celulară programată se numește apoptoză.

Apoptoza este un fenomen natural care permite țesuturilor noastre să se reînnoiască constant. Aceste celule pe moartear putea fi înlocuite cu noii lor omologi, trebuie mai întâi curățate. După cum puteți ghici cu ușurință, aceasta este și sarcina fagocitelor.

Celulele apoptotice (pe moarte) emit semnale speciale pe suprafața membranelor lor celulare, permițându-le să fie recunoscute și neutralizate de fagocite.

În acest caz, fagocitoza are loc fără inflamație. Așadar, vedem că fagocitoza nu este doar o metodă de apărare împotriva microorganismelor străine, ci și un proces care permite dezvoltarea, remodelarea și reînnoirea tuturor țesuturilor.

Ce celule sunt capabile de fagocitoză?

Celulele capabile să efectueze fagocitoză se numesc fagocite. În funcție de eficiența și eficacitatea fagocitozei, distingem așa-numitele fagocite profesionale și neprofesionale.

Fagocitele non-profesionale se ocupă de fagocitoză „în mod regulat” - acest proces nu este sarcina lor principală. Uneori, totuși, există particule/fragmente de celule moarte în vecinătatea acestor celule care necesită curățare.

Apoi prezintă o anumită activitate fagocitară, deși, în comparație cu fagocitele profesionale, este semnificativ limitată și mai puțin eficientă. Multe tipuri de celule sunt clasificate ca fagocite neprofesionale, incl. celule epiteliale, unele celule de țesut conjunctiv și, de asemenea, endoteliul vascular.

Fagocitele profesionale sunt principalele celule responsabile de fagocitoza din corpul nostru. Dintre acestea, distingem în principal neutrofile, monocite și macrofage. Aceste celule aparțin familiei de leucocite, sau celule albe din sânge, care îndeplinesc în principal funcții imunitare. Toate cele trei tipuri de fagocite profesionale sunt specializate în fagocitoză, deși fiecare o desfășoară ușor diferit.

Neutrofilele sunt principalele celule responsabile de formarea inflamației acute. În mod normal, neutrofilele circulă împreună cu sângele în tot corpul. Când începe o infecție, aceste celule se grupează imediat în focarul bolii. Fagocitoza mediată de neutrofile este rapidă și intensă: aceste celule au o gamă largă de moduri de a inactiva agenții patogeni absorbiți.

Monocitele, precum neutrofilele, circulă în fluxul sanguin, dar pot părăsi fluxul sanguin și coloniza diferite țesuturi. Monocitele mature se transformă apoi în macrofage tisulare. Fagocitoza mediată de macrofage este mai puțin rapidă și mult mai lentă. Macrofagele sunt principalul grup de celule găsite în locurile de inflamație cronică.

Fagocitoză - tipuri

Fagocitoza este un proces complicat care depinde detipul de celulă fagocitară, obiectul fagocitar și multe molecule intermediare. Există două căi de bază de fagocitoză:

  • fagocitoză spontană (nativă)

Aceasta este o fagocitoză cu apariție relativ lentă, care este rareori implicată în răspunsul antimicrobian. Rolul fagocitozei spontane este de a elimina celulele moarte și de a „curăța” elementele inutile din țesuturi. Pentru a iniția fagocitoza spontană, este necesar să se stimuleze așa-numitul „receptori scavenger” prezenți în principal pe macrofage. Acest tip de fagocitoză este de natură antiinflamatoare.

  • fagocitoză facilitată

Fagocitoza facilitată este mult mai rapidă și mai eficientă decât fagocitoza spontană. Datorită acestui fapt, este foarte eficient în distrugerea agenților patogeni. Pentru ca procesul de fagocitoză să se desfășoare atât de intens, sunt necesare – după cum sugerează și numele – unele facilități.

Cum își pot facilita fagocitele activitatea? Una dintre cele mai comune metode este „marcarea” specială a obiectelor care ar trebui aruncate. Acest proces se numește opsonizare.

Esența opsonizării este atașarea anumitor molecule la suprafața microorganismului. Acest agent patogen „marcat” este rapid vizat și distrus de celulele alimentare. Moleculele care permit opsonizarea se numesc opsonine. Aceștia sunt în principal anticorpi și componente ale așa-numitelor sistem de complement.

Opsoninele recunosc eficient agenții patogeni, îi marchează și astfel facilitează în mod semnificativ cursul procesului de fagocitoză.

Fagocitoză - stadii

Știm deja care celule, când și de ce, se confruntă cu fagocitoza. Deci, să încercăm să urmărim îndeaproape cursul acestui proces:1. Activarea și afluxul fagocitelor la locul infecțieiPătrunderea microorganismului în organism determină stimularea imediată a sistemului imunitar. Celulele din poarta infecției încep să trimită semnalul unei amenințări existente.

Moleculele mesager (în principal așa-numitele citokine proinflamatorii) sunt răspândite în fluxul sanguin. În acest fel, fagocitele „descoperă” că s-au infectat și sunt activate.

Fagocitele activate ajung la locul infecției cu sânge. Afluxul eficient de fagocite în locația corectă este posibil datorită așa-numitului chimiotaxie. Este procesul de mișcare direcționată a celulei sub influența semnalelor chimice.

Fagocitele active au, de asemenea, capacitatea de a trece prin pereții vaselor de sânge, creând un infiltrat inflamator la loculinfecții.

2. Diagnosticul patogenului

Când fagocitele ajung la locul infecției, încep să recunoască agenții patogeni. Acest proces este adesea facilitat de alte molecule (vezi secțiunea 4 pentru fagocitoza facilitată). Fiecare fagocit are pe suprafața membranei sale celulare așa-numitele receptori sau proteine ​​care permit recunoașterea diferitelor molecule.

Când receptorii responsabili de recunoașterea microorganismelor sunt stimulați, fagocitul se leagă strâns de ținta atacului său.

3. Absorbția agentului patogen

Fagocitul „lipit” de agentul patogen începe procesul de absorbție a acestuia. Membrana celulei fagocitare începe să înconjoare agentul patogen, „urcându-i” marginile. Aceasta creează o veziculă care conține microorganismul. Această veziculă, numită fagozom, se află acum în interiorul celulei fagocitare. Pentru a neutraliza complet microorganismul, este necesar să se distrugă conținutul fagozomului.

Digestia conținutului de fagozomi

Pentru ca conținutul fagozomului să fie digerat, este necesar să se livreze enzimele digestive în interiorul acestuia. Astfel de enzime sunt stocate în vezicule speciale numite lizozomi.

Ultima etapă a fagocitozei necesită, prin urmare, combinarea conținutului de lizozomi cu conținutul de fagozom - așa se face așa-numitul fagolizozom.

Enzimele din lizozomi pot descompune majoritatea substanțelor chimice complexe, ducând la distrugerea microorganismului. Eliminarea agentului patogen cu participarea enzimelor digestive se numește independentă de oxigen.

După cum puteți ghici cu ușurință, există și o eliminare dependentă de oxigen. Este mult mai rapid și mai eficient, dar doar unele fagocite o pot face. Eliminarea dependentă de oxigen are loc numai în celulele cu capacitatea de a genera așa-numita „explozie de oxigen”.

O explozie de oxigen este o eliberare bruscă a unor specii de oxigen foarte active (de exemplu, peroxid de hidrogen), care are un efect antimicrobian puternic. O explozie de oxigen începe o serie de reacții chimice care duc la eliminarea rapidă a agenților patogeni. Distrugerea microbiană dependentă de oxigen este caracteristică în primul rând neutrofilelor.

Fagocitoză - și ce urmează?

Procesul de fagocitoză se încheie cu digestia fagozomului în interiorul celulei. Ce se întâmplă lângă resturile de la particulele distruse? Celula fagocitară scapă de majoritatea produselor inutile, pur și simplu „aruncându-le” afară. Cu toate acestea, o parte din materialul rămas după digestie poate fi foarte util.

Unele fagocite joacă, de asemenea, alte roluri în sistemul imunitar. Un exemplu bunexistă macrofage care, pe lângă fagocitoză, se ocupă și de așa-numitele prezentarea antigenelor. Prezentarea antigenului se bazează pe afișarea altor fragmente de celule imune ale microorganismelor distruse.

Macrofagul, după ce fagocitoza agentului patogen este finalizată, expune o parte din materialul fagocitar pe suprafața sa și apoi „călătorește” cu acesta în tot corpul.

Fiecare celulă a sistemului imunitar pe care o întâlnește „învață” datorită acestui lucru, cum să recunoască un anumit agent patogen. Acest fenomen este extrem de important în construirea unor mecanisme eficiente de apărare antimicrobiană.

De asemenea, merită să știm că procesul de fagocitoză nu se termină întotdeauna cu distrugerea finală a microorganismului. Există agenți patogeni care pot supraviețui în interiorul fagozomilor datorită mecanismelor de apărare special dezvoltate. Un bun exemplu este bacilii tuberculozei, care pot supraviețui în interiorul macrofagelor mulți ani.

Modalități de a evita fagocitoza de către microorganisme

Fagocitoza ca modalitate de a elimina „oponenții biologici” este un mecanism foarte vechi. Din acest motiv, unele microorganisme au reușit să evolueze modalități de a evita sau de a supraviețui fagocitozei. Iată exemplele lor:

  • uciderea fagocitelor

Cel mai simplu mod de a evita fagocitoza pare să fie neutralizarea celulei care o provoacă. Unele microorganisme au capacitatea de a produce substanțe care dăunează ireversibil fagocitele. Un exemplu de astfel de agent patogen este stafilococul auriu (latinăStaphylococcus aureus ), care produce toxine care, prin distrugerea membranei celulare a fagocitelor, provoacă moartea acestora.

  • stingerea răspunsului inflamator

Inflamația în poarta infecției facilitează transmiterea unui semnal de infecție. Datorită acesteia, este posibilă activarea și sosirea fagocitelor în locația corectă. Există agenți patogeni care se pot masca în așa fel încât să nu fie recunoscuți de sistemul imunitar al gazdei și să evite provocarea inflamației.

  • evitarea opsonizării

Opsonizarea, sau „etichetarea” specială a agenților patogeni, este una dintre cele mai eficiente modalități de a facilita fagocitoza. Nu e de mirare că microbii încearcă să o evite. Unele tulpini de stafilococi pot distruge opsoninele sau le pot ascunde pe suprafața lor.

  • evitarea recunoașterii fagocitelor

Pentru ca procesul de fagocitoză să înceapă, este necesar să se recunoască nocivitatea unui anumit microorganism de către fagocit. Unii agenți patogeni, cum ar fi spirocheteleTreponema pallidumprovoacăSifilisul poate atașa la suprafața lor antigene similare celulelor gazdă. Apoi, sistemul imunitar le recunoaște ca fiind proprii, ceea ce permite agenților patogeni să evite fagocitoza.

  • blocarea producției de fagozomi

Una dintre etapele cheie ale fagocitozei este înconjurarea microorganismului atacat cu o veziculă, care este apoi absorbită în celulă. În natură, totuși, există multe modalități de a o evita. Unii microbi produc substanțe care descompun peretele fagozomului. Un mecanism diferit este folosit de batonul de ulei albastru ( Pseudomonas aeruginosa ). Această bacterie produce un înveliș alunecos (biofilm) în jurul ei, prevenind formarea acestei bule.

  • supraviețuire în interiorul fagocitei

Fagolyzosome devine habitatul final al agenților patogeni în timpul fagocitozei. Mediul său este extrem de ostil; este plin de enzime și substanțe ucigașe. Cu toate acestea, microorganismele pot dezvolta mecanisme care le permit să supraviețuiască chiar și în condiții atât de dificile. Un exemplu este tuberculoza ( Mycobacterium tuberculosis ). Această bacterie a dezvoltat o membrană celulară specială, cu un conținut foarte mare de lipide, care nu este afectată de enzimele digestive standard.

  • evadare din fagozom

Oricât de incredibil pare să scape de fagozom, există într-adevăr microbi care au dezvoltat un mecanism de apărare atât de inteligent. Listeria monocytogenes produce substanțe capabile să distrugă peretele fagozomului. În plus, acest agent patogen, după ce a scăpat din fagozom, se poate multiplica în interiorul fagocitului și, de asemenea, să depășească limitele sale.

Tulburări de fagocitoză

Un proces de fagocitoză care se desfășoară corect este de o importanță fundamentală pentru buna funcționare a sistemului imunitar. Tulburări în unele etape ale fagocitozei stau la baza bolilor imunodeficienței. Exemple de astfel de boli sunt: ​​

  • Boală granulomatoasă cronică

Cauza bolii granulomatoase cronice este o tulburare a fagocitozei în stadiul de generare a unei explozii de oxigen. Lipsa unei enzime adecvate (așa-numita NADPH oxidază) împiedică formarea speciilor reactive de oxigen, care, la rândul lor, nu permite o eliminare rapidă și eficientă a microorganismelor.

Deteriorarea enzimei are un fond genetic, deci nu există încă un tratament cauzal al bolii. În cursul bolii granulomatoase cronice, se dezvoltă infecții frecvente, abcese și granuloame din cauza sistemului de eliminare intracelular inadecvat.agenți patogeni.

  • Echipa Chediak- Higashi

În sindromul Chediak-Higashi, există un defect de fagocitoză în stadiul conexiunii fagozom-lizozom. O mutație genetică a uneia dintre proteine ​​împiedică transferul enzimelor digestive către vezicula care conține agentul patogen, prevenind astfel eliminarea acestuia.

Pe lângă o afectare semnificativă a imunității, albinismul și tulburările de funcționare a sistemului nervos sunt, de asemenea, caracteristice pentru sindromul Chediak-Higashi.

Despre autorKrzysztof BialazitStudent la medicină la Collegium Medicum din Cracovia, intrând încet în lumea provocărilor constante ale muncii medicului. Este interesată în special de ginecologie și obstetrică, pediatrie și medicina stilului de viață. Iubitor de limbi străine, călătorii și drumeții montane.

Citiți mai multe articole ale acestui autor

Categorie:

Sistemul imunitar