ФАГОЦИТОЗА: СТАДИЈУМИ И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Фагоцитоза је процес у коме се ћелије "хватање" молекули и разних супстанци из медијума окружује услед формирања инвагинатионс из плазма мембрани формирајући интрацелуларне везикуле познате као ендозомима. Фагоцитоза, заједно са пиноцитозом и ендоцитозом посредованом рецепторима, чине три врсте ендоцитозе

Пиноцитоза је повезана са уносом течности и малих молекула, док ендоцитоза посредована рецепторима укључује везивање специфичних молекула на мембранске рецепторе протеина. Фагоцитоза се сматра обликом хране јер је повезана са гутањем великих молекула, других ћелија или „крхотина“ из других ћелија.

Фагоцитоза бактерије (Извор: ГрахамЦолм на енглеској Википедији путем Викимедиа Цоммонса)

У вишећелијским организмима као што су биљке, животиње и гљивице, немају све ћелије способност захватања спољних елемената, што значи да постоје неке специјализоване ћелије за ту сврху, које су познате као "фагоцитне ћелије".

Фагоцитне ћелије су распоређене по свим телесним ткивима и обављају различите функције. Макрофаги су добар пример фагоцитних ћелија које припадају имунолошком систему, чија је функција да нас брани од микроорганизама који уђу у наше тело.

Фагоцитоза / фотографија опорављена од пхагоситосис77.блогспот.цом

Процес фагоцитозе не би имао смисла у еукариотским ћелијама без постојања врсте унутарћелијског органеле која се назива лизосом, јер су управо тамо хранљиви састојци из материјала из кога ћелије фагоцитоза „прерађују“ или „пробављају“.

Фагоцитоза је позната и као "хетерофагија" (гутање ванћелијских једињења), пошто се разликује од "аутофхагије", што је нормалан процес који се одвија у лизосомима готово свих еукариотских ћелија.

Фазе

Једном када макрофаг прогута вирус (1-3), он га раздваја на комаде са ензимима лизосома (4,5), који се потом ослобађају из ћелије као безопасни отпад (6). Фотографија је преузета са: аскабиологист.асу.еду.

У вишим еукариотским организмима главне ћелије фагоцита потичу из заједничког прекурсора који потиче из коштане сржи. Те ћелије су познате као "бела крвна зрнца" и полиморфонуклеарни су леукоцити (неутрофили), моноцити и макрофаги.

Процес фагоцитозе може се анализирати као низ корака или секвенцијалних стадијума, који се састоје од (1) препознавања материјала који се фагоцитозира, (2) у формирању фагосома, који је врста унутарћелијског везикула, и (3 ) у формирању фаголизома, догађају који се завршава "варењем".

Фаза препознавања

Фагоцитоза није једноставан процес. Између осталог, укључује препознавање специфичних сигнала и везање честица или организама за специфичне рецепторе који се налазе на спољњем лицу плазма мембране фагоцитних ћелија.

Овај почетни процес се може сматрати својеврсном "неутрализацијом", посебно када је у питању фагоцитоза посредована од стране одређених ћелија имунолошког система, које су одговорне за елиминацију инвазивних ћелија.

Дакле, површина плазма мембране фагоцитних ћелија (или једноћелијских организама који фагоцитирају) обдарена је батеријом рецептора који су способни да препознају специфичне молекуле (лиганде) које се налазе на површини инвазивних ћелија или који су типични за честице хране.

Ови рецептори, који су углавном интегрални мембрански протеини са ванћелијским екстензијама, везују се за своје лиганде, покрећући низ унутрашњих сигналних догађаја који шаљу поруку која се преводи као "постоји храна напољу".

Фаза формирања фагосома

Једном када ћелија која захвата честице хране или неку другу „страну“ ћелију прими поруку која се шаље са површине, у плазма мембрани се појављује инвагинација, што значи да ћелија „прогута“ материјал који ће бити фагоцитозиран, окружујући га сопственом мембраном. .

У овој фази се примећује како се мембрана шири преко друге ћелије, а ово проширење је понекад познато и као „псеудопод“. Када се крајеви псеудопода споје, обухватајући страни елемент, формира се унутрашњи "везикула" која се назива фагосом.

Фаголизом творбе и пробава

Фагосоми који садрже фагоцитозне елементе су унутарћелијске везикуле прекривене мембраном. Они имају способност фузије с другим унутарћелијским органелама: лизосомима.

Фузија између фагозома и лизосома ствара фаголизосоме , који одговарају једињењима органганела у којима се одвија „варење“ или „распад“ фагоцитозираних једињења (било да су то целе ћелије, делови њих или други ванћелијски молекули).

Будући да су лизосоми органеле одговорне за разградњу дефицитарних или отпадних унутарћелијских материјала, они су обдарени различитим хидролизним и протеолитичким ензимима који им омогућавају да разграде (на мање фрагменте) честице садржане у фагосомима са којима се налазе спајање.

Материјал добијен овом фаголизосомском разградњом може се дефинитивно елиминисати као отпадни материјал из фагоцитних ћелија или се може користити као „градивни блок“ за синтезу нових ћелијских једињења.

Карактеристике

Фагоцитоза има много значајних функција у еукариотским организмима. На примјер, код протозоа и других једноћелијских бића, овај процес је неопходан за исхрану, јер се већина хране уноси на овај начин.

Фагоцитоза у амеби (Извор: Миклос виа Викимедиа Цоммонс)

С друге стране, код многих вишећелијских организама фагоцитоза је неопходна за специфичну и неспецифичну одбрану, односно за урођени имунитет и адаптивни имунитет.

Он има примарне функције у „уништавању“ инвазивних патогених микроорганизама, попут бактерија, паразита, итд., А такође је укључен у поновно успостављање нормалних стања на местима где је дошло до инфекције или упале, то је важно за санација рана

Такође, у имунолошком контексту, фагоцитоза је неопходна за процесе представљања антигена и активирање специфичних лимфоцита имунолошког система (Б ћелије и Т ћелије), који учествују у одбрани тела од страних или страних узрочника.

Фагоцитоза је такође укључена у елиминацију и „рециклирање“ ћелија у телу које пролазе кроз апоптотске догађаје, тако да њихове компоненте могу бити поново употребљене или усмерене на стварање нових интрацелуларних молекула или органела.

Као занимљива чињеница, макрофаги у људском телу одговорни су за свакодневно уношење више од 100 милиона еритроцита који се истроше или не раде у крвотоку.

Ћелије имуног система које изводе фагоцитозу

Ћелије имунолошког система које врше фагоцитозу такође могу користити многе механизме за уништавање патогена, као што су:

Кисеонички радикали

То су високо реактивни молекули који реагују са протеинима, липидима и другим биолошким молекулама. Током физиолошког стреса, количина кисеоничких радикала у ћелији може се драстично повећати, узрокујући оксидативни стрес, који може уништити ћелијске структуре.

Душиков оксид

То је реактивна супстанца, слична радикалима кисеоника, која реагира са супероксидом да би створила друге молекуле који оштећују различите биолошке молекуле.

Антимикробни протеини

То су протеини који специфично оштећују или убијају бактерије. Примери антимикробних протеина укључују протеазе, које уништавају разне бактерије уништавањем есенцијалних протеина, и лизоцим, који напада ћелијске стијенке грам позитивних бактерија.

Антимикробни пептиди

Антимикробни пептиди слични су антимикробним протеинима јер нападају и убијају бактерије. Неки антимикробни пептиди, попут дефензина, нападају бактеријске ћелијске мембране.

Везујући протеини

Везни протеини су често важни играчи урођеног имунолошког система, јер се они натјецатељски вежу на протеине или јоне који би иначе били од користи бактеријама или вирусној репликацији.

Референце

1. Албертс, Б., Деннис, Б., Хопкин, К., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., … Валтер, П. (2004). Основна ћелијска биологија. Абингдон: Гарланд Сциенце, Таилор & Францис Гроуп.
2. Бровн, Е. (1995). Пхагоцитосис. БиоЕссаис, 17 (2), 109-117.
3. Гарретт, ВС, & Меллман, И. (2001). Студије ендоцитозе. У дендритичким ћелијама (друго, стр. 213-цп1). Академска штампа.
4. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Калифорнија, Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., … Мартин, К. (2003). Молекуларна ћелијска биологија (5. изд.). Фрееман, ВХ & Цомпани.
5. Платт, Н., & Финеран, П. (2015). Мерење фагоцитне активности ћелија. Методе у ћелијској биологији, 126, 287-304.
6. Росалес, Ц., Урибе-Куерол, Е. (2017). Фагоцитоза: темељни процес имунитета. БиоМед Ресеарцх Интернатионал, 1–18.
7. Сбарра, АЈ, и Карновскии, МЛ (1959). Биохемијска основа фагоцитозе. Часопис за биолошку хемију, 234 (6), 1355-1362.
8. Соломон, Е., Берг, Л. и Мартин, Д. (1999). Биологија (5. изд.). Филаделфија, Пенсилванија: Саундерс Цоллеге Публисхинг.
9. Стуарт, ЛМ и Езековитз, РАБ (2005). Фагоцитоза: Елегантна сложеност. Имунитет, 22 (5), 539–550.