Koncept, mehanizam i slijed fagocitoze

Jeste li se ikada zapitali kako virus ili drugi infektivni agent napadaju ćeliju kako bi zaradili infekciju? Mnoge stanice moraju biti prebačene na različite tvari, kao što su bakterije, mrtve stanice domaćina i ostaci iz drugih stanica ili okoliša, kroz njihovu plazmu membranu i citoplazmu iz različitih razloga.

Neke stanice mogu koristiti različite metode, kao što su ionske pumpe ili osmoza, za kretanje makromolekula, kao i kemikalije kroz plazmu membranu i citoplazmu. No, velike čestice, kao što su virusi i bakterije, prevelike su za korištenje malih kanala za prijevoz kroz staničnu membranu. Za apsorpciju veće čestice, stanice koriste proces koji se naziva endocitoza. Postoji nekoliko različitih vrsta endocitoze, od kojih se jedan naziva fagocitoza.

Pinocitoza i endocitoza posredovane receptorom.

Što je fagocitoza?

Fagocitoza je proces u kojem je stanica povezana s željenom česticom na površini, a zatim obuhvaća i uranja. Proces fagocitoze često se javlja kada stanica pokuša uništiti nešto, kao što je virus ili zaražena stanica, a često se koristi od stanica imunološkog sustava.

Fagocitoza se neće dogoditi ako stanica nije u fizičkom kontaktu s česticom koju želi apsorbirati. Receptori površinskih stanica koje se koriste za fagocitozu ovise o vrsti ćelije. To su najčešći od njih:

• Opsonin receptori: Koristi se za vezanje bakterija ili drugih čestica koje su prekrivene imunoglobulinom g (ili IgG) antitijela imunološkog sustava. Imunološki sustav obuhvaća potencijalne prijetnje antitijelima tako da druge stanice znaju da im je potrebno uništiti. Također, imunološki sustav može koristiti skupinu složenih proteina za označavanje bakterija koje se nazivaju sustav komplementa. Sustav komplementa je još jedan način imunološkog sustava da uništi patogene i prijetnje tijelu.
• Receptori Spravers: vezati za molekule koje proizvode bakterije. Većina bakterija i stanica proizvode matricu proteina koji se okružuju (nazivaju "izvanstanična matrica"). Matrix je idealan način za imunološki sustav da identificira tipove stranih u tijelu, budući da ljudske stanice ne proizvode istu matricu proteina.
• Visoki receptori: Receptori su pozvani u čast sličnog receptora u voćnim mušica kodiranim genom cestarine, koji se vežu za određene molekule koje proizvodi bakterije. Visoki receptori su ključni dio urođenog imunološkog sustava, kao što je povezan s bakterijskim uzročnim sredstvom, prepoznaju specifične bakterije i aktiviraju imunološki odgovor. Postoji mnogo različitih vrsta visokih receptora koje proizvodi tijelo, od kojih sve vežu različite molekule.
• Antitijela: Neke imune stanice tvore antitijela koja se vežu s određenim antigenima. Ovaj proces sličan način na koji slični receptori prepoznaju i identificiraju koji tip bakterija zarazi vlasnika. Antigeni su molekule koje djeluju kao patogena "posjetnica" jer pomažu imunološkom sustavu da shvati s kakvom prijetnjom.

Kao fagocitoza?

Za provedbu postupka fagocitoze, stanice moraju obavljati nekoliko uzastopnih radnji. Imajte na umu da različite vrste stanica izvode fagocitozu na različite načine.

• Virus i stanica moraju doći u kontakt jedni s drugima. Ponekad imunološki kavez slučajno padne u virus u krvotoku. U drugim slučajevima, stanice se pomiču kroz proces pod nazivom "Kemotaksija". Kemotaksis znači kretanje mikroorganizama ili stanica kao odgovor na kemijski poticaj. Mnoge stanice imunološkog sustava se kreću kao odgovor na citokine, male proteine ​​koji se koriste posebno za prijenos signala u stanici. Citokini signalne stanice da se presele u određeno područje tijela, gdje se detektira čestica (u našem slučaju, virus). Tipično je za infektivna područja (na primjer, rana kože koja je pogođena bakterijama).
• Virus je povezan s receptorima na površini stanice makrofaga. Zapamtite da različite vrste tipova stanica izražavaju različite receptore. Neki receptori su uobičajeni, što znači da mogu identificirati spontanu molekulu u usporedbi s potencijalnom prijetnjom, dok su drugi vrlo specifični, na primjer, slični sličnim receptorima ili antitijelima. Makrofaga ne pokreće fagocitozu bez uspješnog vezanja staničnih receptora.
• Virusi također mogu imati specifične receptore na površinski za viruse na makrofagi. Virusi bi trebali pristupiti citoplazmi ili kernelu stanice domaćina da se repliciraju i uzrokuju infekciju, tako da koriste svoje površne receptore za interakciju s stanicama imunološkog sustava i koriste imunološki odgovor na ulazak stanica. Ponekad, kada je u interakciji virusa i domaćina, stanica domaćina može uspješno uništiti virus i zaustaviti širenje infekcije. U drugim slučajevima, stanica domaćina apsorbira virus koji počinje replicirati. Čim se to dogodi, inficirana stanica je identificirana i uništavana drugim stanicama imunološkog sustava da zaustave replikaciju virusa i raspodjelu infekcije.

• Macrofag počinje okretati oko virusa, upijajući ga u džep. Umjesto premještanja velikog elementa kroz plazmatsku membranu koja ga može oštetiti, fagocitoza koristi invaginaciju za hvatanje čestice unutar, omotavajući ga okolo. Invaginacija je djelovanje savijanja u sebi kako bi se formirala šupljinu ili vrećicu. Cage snima virus unutra stvaranjem džepne udubljenja bez oštećenja plazme membrane. Zapamtite da su stanice vrlo fleksibilne i tekuće.

• Zarobljeni virus je potpuno zatvoren u obliku mjehurića, nazvan "Fagos", unutar citoplazme. Pocket usne formirane kao rezultat invaginacije, zategnuti jedni druge kako biste zatvorili jaz. Ova akcija stvara peragma, gdje se plazma membrana kreće oko čestice, sigurno ga stavlja u ćeliju.

• Fagosomi se spajaju s lizosomom, postaju "fagolizozomi". Lizosomi su također mjehurić strukture slične fazama koje se tretiraju s otpadom unutar ćelije. Za bolje razumijevanje funkcija lizosoma, prefiks "liza" znači razdvajanje ili otapanje. Bez spajanja s lizosom, fagomija nije u stanju učiniti bilo što s sadržajem unutra.
• Fagolisosoma smanjuje pH da uništi svoj sadržaj. Lizosom ili fagolisozoma mogu uništiti tvar unutar sebe, dramatično smanjuje pH unutarnjeg medija. Smanjenje pH čini okoliš u fagolisosomu vrlo kiselo. To je učinkovit način ubijanja ili neutralizacije svega što je unutar fagelicitomi kako bi se spriječila infekcija stanica. Neki virusi zapravo koriste smanjeni ph za bijeg od fagolisosoma i početi replicirati unutar ćelije. Na primjer, gripa koristi smanjenje pH za aktiviranje konformacijske promjene, što mu omogućuje da uđe u citoplazmu.
• Nakon neutralizirane sadržaja, fagelicitosoma oblikuje preostalo tijelo koje sadrži otpad iz pegeomoma. Preostalo tijelo je u konačnici izvedeno iz ćelije.

Fagocitoza i imunološki sustav

Fagocitoza je važna komponenta imunološkog sustava. Nekoliko vrsta stanica imunološkog sustava provodi fagocitoza, kao što su neutrofili, makrofagi, dendritičke stanice i u limfocitima. Djelovanje fagocitnih patogenih ili stranih čestica omogućuje stanicama imunološkog sustava da znaju što se bore. Znajući neprijatelja, stanice imunološkog sustava mogu posebno ciljati na slične čestice koje cirkuliraju u tijelu.

Još jedna značajka fagocitoze u imunološkom sustavu je apsorpcija i uništavanje patogena (kao što su virusi ili bakterije) i zaražene stanice. Uništavanje zaraženih stanica, imunološki sustav ograničava brzinu razmnožavanja i reprodukcije infekcije. Ranije smo spomenuli da fagolisozomi stvara kiselo okruženje za uništenje ili neutralizaciju sadržaja. Stanice imunološkog sustava koje izvode fagocitozu mogu koristiti i druge mehanizme za uništavanje patogena unutar pedagola, kao što su:

• Radikali kisika: Visoko reaktivne molekule koje reagiraju s proteinima, lipidima i drugim biološkim molekulama. Tijekom fiziološkog stresa, broj kisikova radikala u ćeliji može se dramatično povećati, uzrokujući oksidativni stres koji može uništiti stanične strukture.
• Dušikov oksid: Reaktivna tvar slična radikalima kisika koja reagira s superoksidom za stvaranje dodatnih molekula koje oštećuju različite vrste bioloških molekula.
• Antimikrobni proteini: Proteini koji specifično oštećuju ili ubijaju bakterije. Primjeri antimikrobnih proteina uključuju proteaze koja ubijaju razne bakterije, uništavajući glavne proteine ​​i lizozim, napadajući stanične stijenke gram-pozitivnih bakterija.
• Antimikrobni peptidi: Slično antimikrobnim proteinima, budući da bakterije također napadaju i ubijaju. Neki antimikrobni peptidi, kao što su defenzini, napadaju bakterijske stanične membrane.
• Veži proteini: su važni igrači urođenog imunološkog sustava, kao što se natječu s proteinima ili ionima, koji mogu biti korisni za bakterije ili replikacije virusa. Liktorrin - vezni protein otkriven u sluznicama i veže ione željeza potrebne za rast bakterija.