Etapy i funkcje fagocytozy

Co to jest fagocytoza?

Fagocytoza to proces, w którym komórki „wychwytują” różne substancje i cząsteczki od środka, które je otaczają dzięki tworzeniu inwazji błony plazmatycznej, która tworzy pęcherzyki wewnątrzkomórkowe znane jako endosomy. Fagocytoza, wraz z endocytozą za pośrednictwem pinocytozy i receptora, sumuje się trzech rodzajów endocytozy

Pinocytoza dotyczy spożycia ciekłego i małych cząsteczek, podczas gdy endocytoza za pośrednictwem receptora implikuje połączenie specyficznych cząsteczek z białkami otrzymującymi błonę. Fagocytoza jest uważana za formę pokarmu, ponieważ jest związana z spożyciem dużych cząsteczek, innych komórek lub „pozostałości” innych komórek.

Fagocytoza bakterii (źródło: Grahamcolm w angielskiej Wikipedii [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] przez Wikimedia Commons)

W organizmach wielokomórkowych, takich jak rośliny, zwierzęta i grzyby, nie wszystkie komórki mają zdolność do fagocytów elementów zewnętrznych, co oznacza, że ​​istnieją niektóre specjalistyczne komórki do tego celu, które są znane jako „komórki fagocytarne”.

Komórki fagocytarne są rozmieszczone przez wszystkie tkanki ciała i wywierają różne funkcje. Makrofagi są dobrym przykładem komórek fagocytarnych należących do układu odpornościowego, którego funkcją jest obrona przed mikroorganizmami, które dostają się do naszego ciała.

Fagocytoza / zdjęcie odzyskane z fagositosis77.Blogspot.com

Proces fagocytozy nie miałby sensu w komórkach eukariotycznych bez istnienia wewnątrzkomórkowego ornaul.

Fagocytoza jest również znana jako „heterofagia” (spożycie związków pozakomórkowych), ponieważ różni się od „autofagii”, która jest normalnym procesem, który zachodzi w lizosomach praktycznie wszystkich komórek eukariotycznych.

Etapy fagocytozy

Gdy makrofag pochłania wirusa (1-3), rozkłada go na kawałki lizosomami (4.5), które są następnie uwalniane z komórki jako odpady (6). Zdjęcie odzyskane: Askamiolog.do tego.Edu.

W wyższych organizmach eukariotów główne komórki fagocytarne pochodzą od wspólnego prekursora, który ma swoje pochodzenie w szpiku kostnym. Komórki te są znane jako „białe krwinki” i są leukocytami polimorfojądrowymi (neutrofile), monocyty i makrofagi.

Proces fagocytozy można analizować jako serię kroków lub etapów sekwencyjnych, które składają się z (1) rozpoznawania materiału, którym jest fagocyt, (2) w tworzeniu fagosomu, który jest rodzajem wewnątrzkomórkowego pęcherzyka żółciowego i (3 3 ) W tworzeniu fagolisosomy zdarzenie, które kończy się „trawieniem”.

Może ci służyć: Cell Cell Blobad: Charakterystyka, typy i funkcje

Etap rozpoznawania

Fagocytoza nie jest prostym procesem. Wśród wielu innych rzeczy implikuje rozpoznawanie określonych sygnałów i połączenia cząstek lub organizmów dla określonych receptorów znajdujących się na zewnętrznej powierzchni błony plazmatycznej komórek fagocytowych.

Ten początkowy proces można uznać za rodzaj „neutralizacji”, szczególnie jeśli chodzi o fagocytozę za pośrednictwem niektórych komórek układu odpornościowego, które są odpowiedzialne za eliminację komórek inwazyjnych.

Zatem powierzchnia błony plazmatycznej komórek fagocytarnych (lub organizmów jednokomórkowych, które fagocytan) jest wyposażona w akumulator receptorów, które są zdolne do rozpoznawania określonych cząsteczek (ligandów), które znajdują się na powierzchni komórek inwazyjnych lub one one są typowe dla cząstek żywności.

Te receptory, które są ogólnie kompleksowymi białkami błonowymi o przedłużeniach zewnątrzkomórkowych, wiążą się z ich ligandami, które wyzwala serię wewnętrznych zdarzeń sygnalizacyjnych, które wysyłają wiadomość, która tłumaczy się jako „na zewnątrz jest jedzenie”.

Stopień tworzenia fagosoma

Proces fagocytozy

Gdy komórka, która fagocytyzuje cząsteczkę pokarmu lub inną „obcą” komórkę, otrzymuje przesłanie wysyłane z powierzchni, w błonie plazmatycznej występuje inwazja, co oznacza, że ​​komórka „pochłania” materiał otaczający go fagocytem otaczającym ją własnym membrana.

Na tym etapie obserwuje się, jak membrana rozciąga się na drugą komórkę, a to przedłużenie jest czasami znane jako „pseudopod”. Kiedy skrajności pseudopodu zostaną zebrane przez zamknięcie obcego elementu, powstaje wewnętrzny „pęcherzynik żółciowy”.

Etap tworzenia fagolisosomu i trawienia

Fag. Mają one zdolność do łączenia się z innymi organellami wewnątrzkomórkowymi: lizosomami.

Porównanie fagocytozy i egzocytozy. Źródło: BioEstudiant19, CC BY-SA 4.0, Via Wikimedia Commons

Fuzja między fagosomami i lizosomami powoduje fagolisosomy, które odpowiadają złożonemu organellom, w których zachodzi „trawienie” lub „rozpad” związków fagocytowanych (czy to całe komórki, części ich lub innych cząsteczek pozakomórkowych)).

Może ci służyć: chromatyna: typy, cechy, struktura, funkcje

Ponieważ lizosomy są organellami odpowiedzialnymi za degradację słabego lub odpadowego materiału wewnątrzkomórkowego, są one wyposażone w różne enzymy hydrolityczne i proteolityczne, które dają im zdolność rozpadu (w mniejszych fragmentach) cząstki zawarte w fagosomach, z którymi łączą się.

Materiał wynikający z tej degradacji fagolysomalnej można definitywnie wyeliminować jako materiał odpadów z komórek fagocytarnych lub może być stosowany jako „blok konstrukcyjny” do syntezy nowych związków wewnątrzkomórkowych.

Funkcje

Fagocytoza ma wiele ważnych funkcji w organizmach eukariotycznych. Na przykład w pierwotniakach i innych istot jednokomórkowych proces ten jest niezbędny do odżywiania, ponieważ większość pokarmów jest w ten sposób spożywana.

Fagocytoza w amebie

Z drugiej strony w wielu organizmach wielokomórkowych fagocytoza jest niezbędna dla obrony specyficznej i niespecyficznej, to znaczy dla odporności wrodzonej i odporności adaptacyjnej.

Ma pierwotne funkcje w „zniszczeniu” patogennych inwazji mikroorganizmów, takich jak bakterie, pasożyty itp., I jest również zaangażowany w przywracanie normalnych warunków w miejscach, w których wystąpiła infekcja lub stan zapalny, to znaczy jest ważne dla naprawy rany.

Również w kontekście odpornościowym fagocytoza jest niezbędna do procesów prezentacji antygenów i aktywacji specyficznych limfocytów układu odpornościowego (komórki B i komórki T), które uczestniczą w obronie ciała przed dziwnymi lub obcymi czynnikami.

Fagocytoza bierze również udział w eliminacji i „recyklingu” komórek ciała, które przechodzą przez zdarzenia apoptotyczne, dzięki czemu ich składniki mogą być ponownie wykorzystywane lub skierowane do tworzenia nowych cząsteczek lub organelli wewnątrzkomórkowych.

Jako ciekawy makrofagi ludzkiego ciała są odpowiedzialne za codzienne spożycie ponad 100 milionów erytrocytów, które noszą lub że działają niepoprawnie w krwioobiegu.

Może ci służyć: komórki Cromafin: Charakterystyka, histologia, funkcje

Komórki układu odpornościowego, które wykonują fagocytozę

Uproszczony schemat fagocytozy. Źródło: Phagocytosis_in_Three_steps.PNG: Graham Colm Talk.Grahamcolm w In.Praca Wikipediderivative: Retama, CC BY-SA 3.0, Via Wikimedia Commons

Komórki układu odpornościowego wykonywane przez fagocytozę mogą również wykorzystywać wiele mechanizmów do niszczenia patogenów, takich jak:

Radykałki tlenu

Są to wysoce reaktywne cząsteczki, które reagują z białkami, lipidami i innymi biologicznymi cząsteczkami. Podczas stresu fizjologicznego ilość rodników tlenu w komórce może znacznie wzrosnąć, powodując stres oksydacyjny, który może niszczyć struktury komórkowe.

Tlenek azotu

Jest to substancja reaktywna, podobna do rodników tlenowych, która reaguje z nadtlenkiem, tworząc inne cząsteczki, które uszkadzają kilka biologicznych cząsteczek.

Białka przeciwdrobnoustrojowe

Są białkami, które uszkadzają lub zabijają konkretnie bakterie. Przykłady białek przeciwdrobnoustrojowych obejmują proteazy, które zabijają kilka bakterii niszczących niezbędne białka, oraz gładkość, która atakuje ściany komórkowe bakterii Grama dodatnich.

Peptydy przeciwdrobnoustrojowe

Peptydy przeciwdrobnoustrojowe są podobne do białek przeciwdrobnoustrojowych, w których atakują i zabijają bakterie. Niektóre peptydy przeciwdrobnoustrojowe, takie jak obrona, atakują błony komórkowe bakteryjne.

Białka unii

Białka Unii są często ważnymi aktorami w wrodzonym układzie odpornościowym, ponieważ białko lub jony, które w przeciwnym razie byłyby korzystne dla bakterii lub replikacji wirusowej, są konkurencyjnie wiążące.

Bibliografia

1. Alberts, ur., Dennis, ur., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Niezbędna biologia komórki. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Brown, e. (1995). Fagocytoza. Bioessays, 17(2), 109-117.
3. Garrett, w. S., & Mellman, ja. (2001). Badania endocytozy. W Komórki dendrytyczne (Po drugie, pp. 213-CP1). Academic Press.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. DO., Krieger, m., Bretscher, a., Ploegh, godz.,... Martin, K. (2003). Biologia komórek molekularnych (Ed.). Freeman, w. H. & Firma.
5. Platt, n., & Fineran, p. (2015). Mierzenie fagoklytycznej aktywności komórek. Metody w biologii komórkowej, 126, 287-304.
6. Rosales, c., I Uribe-Querol i. (2017). Fagocytoza: podstawowy proces odporności. Biomed Research International, 1-18.
7. Sbarra, a. J., & Karnovskyi, m. L. (1959). Biochemiczne podstawy fagocytozy. Journal of Biological Chemistry, 2. 3. 4(6), 1355-1362.
8. Salomon, e., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologia (Ed.). Philadelphia, Pensylwania: Saunders College Publishing.
9. Stuart, L. M., & Ezeklowitz, r. DO. B. (2005). Fagocytoza: elegancka złożoność. Odporność, 22(5), 539-550.