FAGOCITOZĖ: STADIJOS IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA

Fagocitozei yra procesas, kurio metu ląstelės "surinkimo" molekulės ir įvairių medžiagų iš supančios terpės dėl to, kad invaginations membranos plazmos formavimas, formavimo viduląstelinius pūsleles žinomas kaip endosomes. Fagocitozė kartu su pinocitozė ir receptorių sukelta endocitozė papildo tris endocitozės tipus.

Pinocitozė apima skysčių ir mažų molekulių prarijimą, tuo tarpu receptorių sukelta endocitozė apima tam tikrų molekulių jungimąsi prie membranos receptorių baltymų. Fagocitozė yra laikoma maisto forma, nes ji yra susijusi su didelių molekulių, kitų ląstelių ar „šiukšlių“ prarijimu iš kitų ląstelių.

Bakterijos fagocitozė (Šaltinis: „GrahamColm“ iš anglų kalbos Vikipedijos per „Wikimedia Commons“)

Daugialąsteliniuose organizmuose, tokiuose kaip augalai, gyvūnai ir grybeliai, ne visos ląstelės turi galimybę sugerti išorinius elementus, vadinasi, tam tikslui yra keletas specializuotų ląstelių, vadinamų „fagocitinėmis ląstelėmis“.

Fagocitinės ląstelės pasiskirsto visuose kūno audiniuose ir atlieka skirtingas funkcijas. Makrofagai yra geras fagocitinių ląstelių, priklausančių imuninei sistemai, pavyzdys, kurių funkcija yra ginti mus nuo mikroorganizmų, patenkančių į mūsų organizmą.

Fagocitozė / nuotrauka atkurta iš phagositosis77.blogspot.com

Fagocitozės procesas eukariotinėse ląstelėse neturėtų prasmės, jei nėra viduląstelinių organelių, vadinamų lizosoma, tipo, nes būtent ten maistinės medžiagos, iš kurių ląstelės fagocitozės yra „perdirbamos“ arba „suardomos“.

Fagocitozė taip pat žinoma kaip „heterofagija“ (tarpląstelinių junginių nurijimas), nes ji skiriasi nuo „autofagijos“, tai yra normalus procesas, vykstantis praktiškai visų eukariotų ląstelių lizosomose.

Etapai

Kai makrofagas užkrečia virusą (1–3), jis suskaidomas į dalis su lizosomų fermentais (4,5), kurie iš ląstelės išsiskiria kaip nekenksmingos atliekos (6). Nuotrauka gauta iš: askabiologist.asu.edu.

Aukštesniuose eukariotiniuose organizmuose pagrindinės fagocitinės ląstelės yra gaunamos iš bendro pirmtako, kilusio iš kaulų čiulpų. Šios ląstelės yra žinomos kaip „baltieji kraujo kūneliai“ ir yra polimorfonukleariniai leukocitai (neutrofilai), monocitai ir makrofagai.

Fagocitozės procesas gali būti analizuojamas kaip etapų ar nuoseklių etapų serija, susidedanti iš: 1) fagocitizuotos medžiagos atpažinimo, 2) formuojant fagosomą, kuri yra tam tikra tarpląstelinė pūslelė, ir (3) ) susidarant fagolizosomai, įvykiui, kuris baigiasi „virškinimu“.

Pripažinimas

Fagocitozė nėra paprastas procesas. Be daugelio kitų dalykų, tai apima specifinių signalų atpažinimą ir dalelių ar organizmų prisijungimą prie specifinių receptorių, esančių fagocitinių ląstelių plazminės membranos išoriniame paviršiuje.

Šis pradinis procesas gali būti laikomas savotišku „neutralizavimu“, ypač kai kalbama apie fagocitozę, kurią sukelia tam tikros imuninės sistemos ląstelės, atsakingos už įsibrovusių ląstelių pašalinimą.

Taigi fagocitinių ląstelių (arba vienaląsčių organizmų, kurios fagocituoja) plazminės membranos paviršius yra aprūpintas daugybe receptorių, galinčių atpažinti specifines molekules (ligandus), aptinkamas įsibrovusių ląstelių arba kurie būdingi maisto dalelėms.

Šie receptoriai, kurie paprastai yra integruoti membraniniai baltymai su tarpląsteliniais plėtiniais, jungiasi su savo ligadais, sukeldami vidinius signalinius įvykius, kurie siunčia pranešimą, kuris verčiamas kaip „lauke yra maisto“.

Fagosomų formavimosi stadija

Kai ląstelė, apėmusi maisto daleles ar kitas „pašalines“ ląsteles, gauna pranešimą, siunčiamą iš paviršiaus, plazmos membranoje įvyksta invaginacija, tai reiškia, kad ląstelė „apkerpa“ fagocitozuojamą medžiagą, apjuosdama ją savo membrana. .

Šiame etape stebima, kaip membrana plinta per kitą ląstelę, ir šis pratęsimas kartais žinomas kaip „slapyvardis“. Kai pseudopodo galai susilieja, uždengdami pašalinį elementą, susidaro vidinė „pūslelė“, vadinama fagosoma.

Fagolizosomų susidarymo ir virškinimo stadija

Fagosomos, kuriose yra fagocitizuotų elementų, yra tarpląstelinės pūslelės, padengtos membrana. Jie turi galimybę sulieti su kitomis ląstelių vidaus organelėmis: lizosomomis.

Susiliejus tarp fagosomų ir lizosomų, susidaro fagolizosomos , kurios atitinka junginius organelus, kuriuose vyksta fagocitizuotų junginių „virškinimas“ ar „dezintegracija“ (ar tai būtų visos ląstelės, jų dalys ar kitos tarpląstelinės molekulės).

Lizosomos yra organelės, atsakingos už ląstelių, turinčių trūkumą, arimą, ir jos yra aprūpintos skirtingais hidroliziniais ir proteolitiniais fermentais, suteikiančiais jiems galimybę ardyti (į mažesnius fragmentus) fagosomose esančias daleles, su kuriomis jos sujungti.

Medžiaga, susidariusi dėl šio fagizosomų skilimo, gali būti visiškai pašalinta kaip fagocitinių ląstelių atliekos arba gali būti naudojama kaip „elementas“ naujų tarpląstelinių junginių sintezei.

funkcijos

Fagocitozė eukariotų organizmuose atlieka daug svarbių funkcijų. Pvz., Vienaląsčiuose ir kitose vienaląstelėse būtybėse šis procesas yra būtinas mitybai, nes didžioji dalis maisto yra praryjama tokiu būdu.

Fagocitozė ameboje (šaltinis: Miklos per Wikimedia Commons)

Kita vertus, daugelyje daugialąsčių organizmų fagocitozė yra būtina specifinei ir nespecifinei gynybai, tai yra, įgimtam imunitetui ir adaptaciniam imunitetui.

Jis atlieka pagrindines funkcijas, kad „sunaikintų“ patogeninius mikroorganizmus, tokius kaip bakterijos, parazitai ir kt., Taip pat yra svarbus normalių sąlygų atkūrimui tose vietose, kur įvyko infekcija ar uždegimas, tai yra, svarbu žaizdų taisymas.

Taip pat imunologiniame kontekste fagocitozė yra būtina antigenų pateikimo ir specifinių imuninės sistemos limfocitų (B ląstelių ir T ląstelių), kurie dalyvauja organizmo gynyboje nuo pašalinių ar pašalinių veiksnių, aktyvavimo procesams.

Fagocitozė taip pat dalyvauja pašalinant ir „perdirbant“ organizmo ląsteles, kurios išgyvena apoptozinius įvykius, kad jų komponentus būtų galima panaudoti pakartotinai arba nukreipti naujų ląstelių molekulių ar organelių susidarymui.

Kaip keista, makrofagai žmogaus kūne yra atsakingi už tai, kad kasdien suvalgoma daugiau nei 100 milijonų eritrocitų, kurie nusidėvi ar sutrinka kraujotaka.

Imuninės sistemos ląstelės, atliekančios fagocitozę

Imuninės sistemos ląstelės, atliekančios fagocitozę, taip pat gali naudoti daugybę patogenų naikinimo mechanizmų, tokių kaip:

Deguonies radikalai

Tai yra labai reaktyvios molekulės, reaguojančios su baltymais, lipidais ir kitomis biologinėmis molekulėmis. Fiziologinio streso metu deguonies radikalų kiekis ląstelėje gali smarkiai padidėti ir sukelti oksidacinį stresą, kuris gali sunaikinti ląstelių struktūras.

Azoto oksidas

Tai reaktyvi medžiaga, panaši į deguonies radikalus, reaguojanti superoksidu, sukurdama kitas molekules, kurios pažeidžia įvairias biologines molekules.

Antimikrobiniai baltymai

Tai yra baltymai, kurie specialiai pažeidžia ar naikina bakterijas. Antimikrobinių baltymų pavyzdžiai yra proteazės, kurios naikina įvairias bakterijas, naikindamos svarbius baltymus, ir lizocimas, kuris puola gramteigiamų bakterijų ląstelių sienas.

Antimikrobiniai peptidai

Antimikrobiniai peptidai yra panašūs į antimikrobinius baltymus tuo, kad jie puola ir naikina bakterijas. Kai kurie antimikrobiniai peptidai, tokie kaip defenzinai, puola bakterijų ląstelių membranas.

Rišantys baltymai

Rišantys baltymai dažnai yra svarbūs įgimtos imuninės sistemos veikėjai, nes jie konkurencingai jungiasi su baltymais ar jonais, kurie priešingu atveju būtų buvę naudingi bakterijoms ar viruso replikacijai.

Nuorodos

Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Esminė ląstelių biologija. Abingdonas: „Garland Science“, „Taylor & Francis“ grupė.
Brown, E. (1995). Fagocitozė. „BioEssays“, 17 (2), 109–117.
Garrett, WS, & Mellman, I. (2001). Endocitozės tyrimai. Dendritinėse ląstelėse (antra, p. 213 – c1). Akademinė spauda.
Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Molekulinių ląstelių biologija (5-asis leidimas). Freeman, WH & Company.
Platt, N., & Fineran, P. (2015). Ląstelių fagocitinio aktyvumo matavimas. Methods in Cell Biology, 126, 287-304.
Rosales, C., ir Uribe-Querol, E. (2017). Fagocitozė: pagrindinis imuniteto procesas. „BioMed Research International“, 1–18 d.
Sbarra, AJ, ir Karnovskyi, ML (1959). Biocheminis fagocitozės pagrindas. Journal of Biological Chemistry, 234 (6), 1355–1362.
Saliamonas, E., Bergas, L. ir Martinas, D. (1999). Biologija (5-asis leidimas). Filadelfijoje, Pensilvanijoje: „Saunders“ kolegijos leidyba.
Stuartas, LM, ir Ezekowitz, RAB (2005). Fagocitozė: Elegantiškas sudėtingumas. Imunitetas, 22 (5), 539–550.

FAGOCITOZĖ: STADIJOS IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025