Koncepcja, mechanizm i sekwencja fagocytozy

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak wirus lub inny agent zakaźny atakuje komórkę do zakażenia? Wiele komórek należy przenieść do różnych substancji, takich jak bakterie, martwe komórki gospodarza i zanieczyszczenia z innych komórek lub środowiska, poprzez ich membranę plazmową i cytoplazmę z różnych powodów.

Niektóre komórki mogą stosować różne metody, takie jak pompy jońskie lub osmoza, do poruszania makrocząsteczek, jak również chemikalia za pomocą membrany plazmowej i cytoplazmy. Ale duże cząstki, takie jak wirusy i bakterie, są zbyt duże, aby używać małych kanałów do transportu przez membranę komórkową. Aby wchłonąć większe cząstki, komórki wykorzystują proces zwany endocytozą. Istnieje kilka różnych rodzajów endocytozy, z których jedna nazywana jest fagocytozą.

Pinocytoza i endocytoza pośredniczona receptorem.

Co to jest fagocytoza?

Fagocytoza jest procesem, w którym komórka jest związana z pożądaną cząstką na powierzchni, a następnie otacza i zanurza go. Proces fagocytozy często występuje, gdy komórka stara się zniszczyć coś, takiego jak wirus lub zakażona komórka, i jest często stosowana przez komórki układu odpornościowego.

Fagocytoza nie nastąpi, jeśli komórka nie jest w kontakcie fizycznym z cząstką, którą chce wchłonąć. Receptory powierzchniowe stosowane do fagocytozy zależą od rodzaju komórki. Są to najczęstsze z nich:

• Receptory Opsonin: Używane do wiązania bakterii lub innych cząstek, które były pokryte przeciwciałami immunoglobulin G (lub IgG) układu odpornościowego. Układ odpornościowy obejmuje potencjalne zagrożenia na przeciwciała, aby inne komórki wiedzieli, że muszą zostać zniszczone. Ponadto układ odpornościowy może użyć grupy złożonych białek do oznaczania bakterii zwanych systemem uzupełnienia. System uzupełnienia to kolejny sposób układu odpornościowego, aby zniszczyć patogeny i zagrożenia dla ciała.
• Receptory Spravers: wiązać się z cząsteczkami, które są produkowane przez bakterie. Większość bakterii i komórek wytwarzają matrycę białek otaczających (zwany "matrycą pozakomórkowej"). Matrix jest idealnym sposobem na układ odpornościowy do identyfikacji typów obcych w organizmie, ponieważ ludzkie komórki nie produkują tej samej matrycy białkowej.
• Receptory wysokich: Receptory zwane na cześć podobnego receptora w muchach owocowych zakodowanych przez genom opłat, które wiążą się z pewnymi cząsteczkami produkowanymi przez bakterie. Receptory wysokich są kluczową częścią wrodzonego układu odpornościowego, jako połączonego z bakteryjnym czynnikiem przyczynowym, rozpoznają określone bakterie i aktywują odpowiedź immunologiczną. Istnieje wiele różnych rodzajów receptorów wysokich jak ciało, z których wszystkie wiążą różne cząsteczki.
• Przeciwciała: Niektóre komórki odpornościowe tworzą przeciwciała wiążące się z określonymi antygenami. Ten proces podobny do tego, jak podobne receptory rozpoznają i określa, który rodzaj bakterii zaraża właściciela. Antygeny są cząsteczkami działającymi jako patogenna "wizytówka", ponieważ pomagają układu odpornościowego, aby zrozumieć wraz z tym zagrożeniem.

Jak występuje fagocytoza?

Aby wdrożyć proces fagocytozy, komórki muszą wykonać kilka kolejnych działań. Należy pamiętać, że różne typy komórek wykonują fagocytozę na różne sposoby.

• Wirus i komórka muszą stykać się ze sobą. Czasami klatka immunologiczna przypadkowo wpada w wirusa w krwiobiegu. W innych przypadkach komórki są przenoszone przez proces zwany "chemotaxis". Chemotaksja oznacza ruch mikroorganizmu lub komórek w odpowiedzi na zachęty chemiczną. Wiele komórek układu odpornościowego porusza się w odpowiedzi na cytokiny, małe białka stosowane specjalnie do przesyłania sygnałów w komórce. Komórki sygnalizacyjne cytokin do poruszania się w określony obszar ciała, gdzie wykryto cząstkę (w naszym przypadku wirus). Jest to typowe dla obszarów zakaźnych (na przykład rany skóry dotkniętej bakterii).
• Wirus jest związany z receptorami na powierzchni komórki makrofag. Pamiętaj, że różne typy typów komórek wyrażają różne receptory. Niektóre receptory są powszechne, co oznacza, że ​​mogą one identyfikować spontaniczną cząsteczkę w porównaniu z potencjalnym zagrożeniem, podczas gdy inne są bardzo specyficzne, na przykład, podobnie jak podobne receptory lub przeciwciała. Macrofage nie inicjuje fagocytozy bez udanego wiązania receptorów powierzchni komórkowych.
• Wirusy mogą mieć również receptory powierzchniowe specyficzne dla wirusów na makrofagie. Wirusy powinny uzyskać dostęp do cytoplazmy lub jądra komórki gospodarza, aby replikować i powodować zakażenie, dzięki czemu korzystają z ich powierzchownych receptorów do interakcji z komórkami układu odpornościowego i używać odpowiedzi immunologicznej na wejście do komórek. Czasami, gdy wirus i komórka gospodarza współdziałają, komórka gospodarza może z powodzeniem zniszczyć wirusa i zatrzymać rozprzestrzenianie się infekcji. W innych przypadkach komórka gospodarza pochłania wirusa, które zaczyna się replikować. Gdy tylko się stanie, zainfekowana komórka zostanie zidentyfikowana i zostanie zniszczona przez inne komórki układu odpornościowego, aby zatrzymać replikację wirusową i dystrybucję infekcji.

• Macrofag zaczyna obracać się wokół wirusa, pochłaniając go w kieszeni. Zamiast przesunąć duży element przez membranę osocza, która może go uszkodzić, fagocytoza wykorzystuje inagacja, aby uchwycić cząstkę w środku, otaczając go wokół. Inwagacja jest działaniem zginania wewnątrz siebie, aby utworzyć wnękę lub torbę. Klatka przechwytuje wirusa wewnątrz, tworząc wnękę kieszeni bez uszkodzenia membrany plazmatycznej. Pamiętaj, że komórki są dość elastyczne i płynne.

• Schwytany wirus jest całkowicie zamknięty w postaci struktury bąbelkowej, zwanej "Fagos", wewnątrz cytoplazmy. Usta kieszonkowe utworzone w wyniku zakazu, dokręcić się nawzajem, aby zamknąć lukę. Ta akcja tworzy fagosoma, gdzie membrana plazmowa porusza się wokół cząstki, bezpiecznie umieszczając ją wewnątrz komórki.

• Fagosomy łączą się z lizosomem, stając się "fagolisosoma". Lizosomy są również strukturami bąbelkowymi podobnymi do fagosum, które są traktowane odpadami wewnątrz komórki. Aby lepiej zrozumieć funkcje lizosomów, przedrostek "lizy" oznacza separacja lub rozpuszczenie. Bez połączenia z lizosom fagomy nie jest w stanie nic zrobić z zawartością wewnątrz.
• Fagolisosoma obniża pH, aby zniszczyć ich zawartość. Lysosom lub Fagolisosomoma są w stanie zniszczyć samą substancję, dramatycznie zmniejszając pH wewnętrznego medium. Spadek pH sprawia, że ​​środowisko w fagolisosom bardzo kwaśny. Jest to skuteczny sposób zabicia lub neutralizacji wszystkiego, co jest wewnątrz fagelicosomów, aby zapobiec zakażeniu komórki. Niektóre wirusy faktycznie używają zmniejszonego pH, aby uciec od fagolisosomów i rozpocząć replikację w komórce. Na przykład grypa wykorzystuje spadek pH, aby aktywować zmiany konformacyjne, co pozwala na przejście do cytoplazmy.
• Po zobojętnianiu zawartości phagelikosom tworzy pozostałościowy korpus zawierający odpady z Fagolisosoma. Pozostały korpus jest ostatecznie pochodzi od komórki.

Phagocytoza i układ odpornościowy

Fagocytoza jest ważnym składnikiem układu odpornościowego. Kilka typów komórek układu odpornościowego przeprowadza się przez fagocytozę, taką jak neutrofile, makrofagi, komórek dendrytycznych i w limfocytach. Działanie fagocytycznych patogennych lub obcych cząstek pozwala komórkom układu immunologicznego, aby wiedzieć, z którymi walczą. Znając wroga, komórki układu odpornościowego mogą specjalnie celować na podobnych cząstkach krążących w organizmie.

Inną cechą fagocytozy w układzie odpornościowym jest absorpcja i zniszczenie patogenów (takich jak wirusy lub bakterie) i zakażone komórki. Niszcząc zainfekowane komórki, układ odpornościowy ogranicza prędkość propagacji i reprodukcji infekcji. Wcześniej wspominaliśmy, że Fagolisosoma tworzy środowisko kwasowe do zniszczenia lub neutralizacji jego zawartości. Komórki układu odpornościowego, które wykonują fagocytozę, mogą również stosować inne mechanizmy zniszczenia patogenów wewnątrz Fogolas, takich jak:

• Rodniki tlenu: Wysoce reaktywne cząsteczki, które reagują z białkami, lipidami i innymi cząsteczkami biologicznymi. Podczas stresu fizjologicznego liczba rodników tlenu w komórce może rosnąć dramatycznie, powodując stres oksydacyjny zdolny do niszczenia struktur komórkowych.
• Tlenek azotu: Substancja reaktywna podobna do rodników tlenu, która reaguje z nadtlenkiem, aby utworzyć dodatkowe cząsteczki uszkadzające różne rodzaje cząsteczek biologicznych.
• Białka przeciwdrobnoustrojowe: Białka, które konkretnie uszkadzają lub zabijają bakterie. Przykłady białek przeciwdrobnoustrojowych obejmują proteazy, które zabijają różne bakterie, niszcząc główne białka i lizozym, atakując ściany komórkowe bakterii Gram-dodatnich.
• Peptydy przeciwdrobnoustrojowe: Podobne do białek przeciwdrobnoustrojowych, ponieważ bakterie również atakują i zabijają. Niektóre peptydy przeciwdrobnoustrojowe, takie jak defensiny, atakują membrany komórki bakteryjnej.
• Białki wiążące: są ważnymi graczami wrodzonego układu odpornościowego, jak konkurują z białkami lub jonami, które w przeciwnym razie mogą być przydatne dla bakterii lub replikacji wirusowej. Laktorin - wiążące białko odkryte w błonach śluzowych i wiąże jony żelaza wymagane do wzrostu bakterii.