Fagocitoze ir viens no elementārākajiem un vienlaikus arī efektīvākajiem cilvēka ķermeņa aizsardzības mehānismiem. Pareiza fagocitozes procesa darbība ir būtiska pareizas imūnās atbildes sastāvdaļa. Uzziniet, kas īsti ir fagocitoze, kā darbojas fagocitoze, kāpēc fagocitoze ir nepieciešama un kādas sekas var būt fagocitozes traucējumiem?

Fagocitozeir patogēnu, mirušo šūnu fragmentu un sīku daļiņu uzņemšana, ko veic specializētas šūnas, ko sauc par fagocītiem. Fagocitozi var salīdzināt ar "attīrīšanu" šūnu līmenī – tā ļauj šūnām atbrīvoties no nevajadzīgiem vai bīstamiem elementiem.

Saturs:

  1. Kas ir fagocitoze?
  2. Fagocitozes loma organismā
  3. Kuras šūnas spēj veikt fagocitozi?
  4. Fagocitoze - veidi
    • spontāna (native) fagocitoze
    • atvieglota fagocitoze
  5. Fagocitoze - stadijas
  6. Fagocitoze - un kas tālāk?
  7. Veidi, kā izvairīties no mikroorganismu izraisītas fagocitozes
  8. Fagocitozes traucējumi
    • Hroniska granulomatoza slimība
    • Chediak komanda- Higashi

Kas ir fagocitoze?

Fagocitoze ir bioloģisks process, kurā šūna absorbē svešas daļiņas. Fagocitozes parādība ir izplatīta daudziem dzīviem organismiem – primitīvākie (piem., vienšūņi) izmanto fagocitozi kā barības paņemšanas veidu no ārējās vides.

Cilvēkiem spēju fagocitoze galvenokārt izmanto imūnsistēmas šūnas.

Fagocitoze pieder pie iedzimtas, t.i., nespecifiskas imunitātes mehānismiem. Tāpēc fagocitozes process ir viena no pirmajām un galvenajām mūsu ķermeņa aizsardzības līnijām. Papildus savai lomai imūnsistēmā fagocitozei ir liela nozīme audu homeostāzes (vai līdzsvara) uzturēšanā.

Fagocitoze ļauj izvadīt atmirušās un bojātās paša organisma šūnas, kas savukārt nodrošina visu audu efektīvu reģenerāciju un rekonstrukciju

Fagocitoze ir viens no endocitozes veidiem, t.i., molekulu pārnešana no ārējās videsšūnas iekšpusē. Fagocitozē cietās daļiņas tiek absorbētas: fagocītiskā šūna vispirms tās ieskauj ar savas šūnas membrānas fragmentu un pēc tam ievelk to iekšā. Tas rada pūslīšu, kas satur absorbēto daļiņu, ko sauc par fagosomu.

Pēc tam fagosomas saturs tiek sagremots ar dažādām ķīmiskām vielām un fermentiem. Viss process atgādina daļiņas "apēšanu" no šūnas, kas tiek atspoguļota arī terminā fagocitoze.

Nosaukums cēlies no grieķu valodas fageīns, kas nozīmē "ēst, apēst".

Fagocitoze mūsu organismā notiek pastāvīgi – miljardiem fagocītu nemitīgi "apēd" bīstamus mikroorganismus, atmirušo šūnu fragmentus vai nevajadzīgas daļiņas. Tas ir izplatīts, kaut arī ārkārtīgi sarežģīts process.

Pareiza mērķa atpazīšana no fagocītiskās šūnas un pareiza mijiedarbība starp fagocītu un "uzbrukuma" mērķi prasa nepārtrauktu dažādu proteīnu, signālmolekulu, antivielu un palīgšūnu sadarbību.

Fagocitozes loma organismā

Nav grūti uzminēt, ka fagocitozes procesa pamatpielietojums ir mūsu ķermeņa aizsardzība pret patogēniem. Infekcijas izraisītāja iekļūšana organismā sāk signālu kaskādi, lai "izsauktu" fagocītiskās šūnas uz infekcijas vietu.

Sākas akūts iekaisums, kura uzdevums ir neitralizēt patogēnu. Fagocīti ieplūst bojājumā ar asinīm, veidojot vienu no svarīgākajiem primārās imūnās atbildes mehānismiem. Iekaisuma vietā fagocīti "apēd" gan patogēnus, gan bojātās šūnas.

Infekcijas gaitā mums ir darīšana ar citu, ļoti svarīgu fagocitozes veidu. Tā ir tā sauktā eferocitoze.

Eferocitozes process ietver mirstošu šūnu norīšanu, kad iekaisums norimst. Kad fagocīti ir izpildījuši savas funkcijas un iznīcinājuši patogēnus, tie kļūst nevajadzīgi.

Tad viņi dabiski mirst, kam seko eferocitoze, nozīmē "kaujas lauka sakopšana". Šāda veida fagocitoze samazina iekaisumu un ļauj organismam atgriezties stāvoklī, kāds tas bija pirms infekcijas.

Šajā brīdī ir vērts uzsvērt, ka šūnu atmiršana mūsu organismā ir nepārtraukts process, ne tikai infekcijas rezultātā. Katrai šūnai ir noteikts dzīves ilgums, pēc kura tā mirst un tiek aizstāta ar jaunu. Programmētas šūnu nāves procesu sauc par apoptozi.

Apoptoze ir dabiska parādība, kas ļauj mūsu audiem pastāvīgi atjaunoties. Tās mirstošās šūnasvarētu aizstāt ar saviem jaunajiem kolēģiem, tie vispirms ir jāsatīra. Kā jūs varat viegli uzminēt, tas ir arī fagocītu uzdevums.

Apoptotiskās (mirstošās) šūnas izstaro īpašus signālus uz savu šūnu membrānu virsmas, ļaujot fagocītiem tās atpazīt un neitralizēt.

Šajā gadījumā fagocitoze notiek bez iekaisuma. Tātad mēs redzam, ka fagocitoze ir ne tikai aizsardzības metode pret svešiem mikroorganismiem, bet arī process, kas nodrošina visu audu attīstību, pārveidošanu un atjaunošanos.

Kuras šūnas spēj veikt fagocitozi?

Šūnas, kas spēj veikt fagocitozi, sauc par fagocītiem. Atkarībā no fagocitozes efektivitātes un efektivitātes izšķiram t.s profesionālie un neprofesionālie fagocīti.

Neprofesionālie fagocīti ar fagocitozi nodarbojas "regulāri" – šis process nav viņu galvenais uzdevums. Tomēr dažreiz šo šūnu tuvumā ir atmirušo šūnu daļiņas/fragmenti, kas jātīra.

Tad tie parāda zināmu fagocītu aktivitāti, lai gan, salīdzinot ar profesionālajiem fagocītiem, tā ir ievērojami ierobežota un mazāk efektīva. Daudzi šūnu veidi tiek klasificēti kā neprofesionālie fagocīti, t.sk. epitēlija šūnas, dažas saistaudu šūnas, kā arī asinsvadu endotēlijs.

Profesionālie fagocīti ir galvenās šūnas, kas atbild par fagocitozi mūsu organismā. Starp tiem mēs izšķiram galvenokārt neitrofilus, monocītus un makrofāgus. Šīs šūnas pieder leikocītu jeb b alto asins šūnu saimei, kas galvenokārt veic imūnās funkcijas. Visi trīs profesionālo fagocītu veidi specializējas fagocitozē, lai gan katrs to veic nedaudz savādāk.

Neitrofīli ir galvenās šūnas, kas ir atbildīgas par akūta iekaisuma veidošanos. Parasti neitrofīli cirkulē kopā ar asinīm visā ķermenī. Kad sākas infekcija, šīs šūnas nekavējoties saplūst slimības fokusā. Neitrofilu izraisītā fagocitoze ir ātra un intensīva: šīm šūnām ir daudz veidu, kā inaktivēt absorbētos patogēnus.

Monocīti, tāpat kā neitrofīli, cirkulē asinsritē, bet var atstāt asinsriti un kolonizēt dažādus audus. Pēc tam nobriedušie monocīti pārvēršas audu makrofāgos. Makrofāgu mediētā fagocitoze ir mazāk ātra un daudz lēnāka. Makrofāgi ir galvenais šūnu kopums, kas atrodams hroniska iekaisuma vietās.

Fagocitoze - veidi

Fagocitoze ir sarežģīts process, kas ir atkarīgs nofagocītiskās šūnas veids, fagocītiskais objekts un daudzas starpmolekulas. Ir divi galvenie fagocitozes ceļi:

  • spontāna (native) fagocitoze

Tā ir salīdzinoši lēna fagocitoze, kas reti tiek iesaistīta pretmikrobu reakcijā. Spontānas fagocitozes uzdevums ir noņemt atmirušās šūnas un "attīrīt" nevajadzīgos elementus audos. Lai uzsāktu spontānu fagocitozi, nepieciešams stimulēt t.s "savācēju receptori" galvenokārt atrodas makrofāgos. Šim fagocitozes veidam ir pretiekaisuma raksturs.

  • atvieglota fagocitoze

Veicināta fagocitoze ir daudz ātrāka un efektīvāka nekā spontāna fagocitoze. Pateicoties tam, tas ir ļoti efektīvs patogēnu iznīcināšanā. Lai fagocitozes process noritētu tik intensīvi, ir nepieciešamas – kā norāda nosaukums – dažas labierīcības.

Kā fagocīti var veicināt to darbību? Viena no visizplatītākajām metodēm ir speciāla objektu "marķēšana", no kuriem vajadzētu atbrīvoties. Šo procesu sauc par opsonizāciju.

Opsonizācijas būtība ir noteiktu molekulu piesaiste mikroorganisma virsmai. Uz šo "iezīmēto" patogēnu ātri nokļūst pārtikas šūnas un to iznīcina. Molekulas, kas nodrošina opsonizāciju, sauc par opsonīniem. Tās galvenokārt ir antivielas un sastāvdaļas tā saukto komplementa sistēma.

Opsonīni efektīvi atpazīst patogēnus, iezīmē tos un tādējādi būtiski atvieglo fagocitozes procesa gaitu.

Fagocitoze - stadijas

Mēs jau zinām, kuras šūnas, kad un kāpēc saskaras ar fagocitozi. Tāpēc mēģināsim rūpīgi sekot šī procesa gaitai:1. Fagocītu aktivācija un pieplūdums infekcijas vietāMikroorganisma iekļūšana organismā izraisa tūlītēju imūnsistēmas stimulāciju. Infekcijas vārtos esošās šūnas sāk sūtīt signālu par esošajiem draudiem.

Kurjermolekulas (galvenokārt tā sauktie pro-iekaisuma citokīni) tiek izplatīti visā asinsritē. Tādā veidā fagocīti "uzzina", ka tie ir inficējušies un tiek aktivizēti.

Aktivizētie fagocīti ar asinīm sasniedz infekcijas vietu. Efektīva fagocītu pieplūde pareizajā vietā ir iespējama, pateicoties t.s ķemotakss. Tas ir virzītas šūnu kustības process ķīmisko signālu ietekmē.

Aktīviem fagocītiem ir arī spēja iziet cauri asinsvadu sieniņām, veidojot iekaisuma infiltrātu asinsvada vietā.infekcijas.

2. Patogēnu diagnostika

Kad fagocīti sasniedz infekcijas vietu, tie sāk atpazīt patogēnus. Šo procesu bieži veicina citas molekulas (atviegloto fagocitozi skatīt 4. sadaļā). Katram fagocītam uz savas šūnas membrānas virsmas ir tā sauktā receptori vai proteīni, kas ļauj atpazīt dažādas molekulas.

Kad tiek stimulēti receptori, kas ir atbildīgi par mikroorganismu atpazīšanu, fagocīts cieši saistās ar tā uzbrukuma mērķi.

3. Patogēna uzsūkšanās

Fagocīts, "pielipis" patogēnam, sāk tā uzsūkšanās procesu. Fagocītu šūnu membrāna sāk apņemt patogēnu, "kāpjot" uz tā malām. Tādējādi veidojas pūslīši, kas satur mikroorganismu. Šī pūslīša, ko sauc par fagosomu, tagad atrodas fagocītiskās šūnas iekšpusē. Lai pilnībā neitralizētu mikroorganismu, nepieciešams iznīcināt fagosomas saturu.

Fagosomu satura sagremošana

Lai fagosomas saturs tiktu sagremots, tās iekšpusē ir jānogādā gremošanas fermenti. Šādi fermenti tiek uzglabāti īpašās pūslīšos, ko sauc par lizosomām.

Līdz ar to fagocitozes pēdējā stadijā ir nepieciešams apvienot lizosomu saturu ar fagosomas saturu – šādi notiek t.s. fagolizosoma.

Lizosomās esošie fermenti var noārdīt sarežģītākās ķīmiskās vielas, izraisot mikroorganisma iznīcināšanu. Patogēna izvadīšanu, piedaloties gremošanas enzīmiem, sauc par neatkarīgu no skābekļa.

Kā jūs viegli varat uzminēt, ir arī no skābekļa atkarīga likvidēšana. Tas ir daudz ātrāk un efektīvāk, bet tikai daži fagocīti to spēj. No skābekļa atkarīgā eliminācija notiek tikai šūnās ar spēju ģenerēt t.s "skābekļa sprādziens".

Skābekļa eksplozija ir pēkšņa ļoti aktīvo skābekļa veidu (piemēram, ūdeņraža peroksīda) izdalīšanās, kam ir spēcīga pretmikrobu iedarbība. Skābekļa eksplozija sāk virkni ķīmisku reakciju, kas izraisa ātru patogēnu likvidēšanu. No skābekļa atkarīgā mikrobu iznīcināšana galvenokārt raksturīga neitrofiliem.

Fagocitoze - un kas tālāk?

Fagocitozes process beidzas ar fagosomas sagremošanu šūnā. Kas notiek blakus atkritumiem no iznīcinātajām daļiņām? Fagocītiskā šūna atbrīvojas no lielākās daļas nevajadzīgo produktu, vienkārši "izmetot" tos ārā. Tomēr daži materiāli, kas paliek pāri pēc gremošanas, var būt ļoti noderīgi.

Daži fagocīti spēlē arī citas funkcijas imūnsistēmā. Labs piemērsir makrofāgi, kas bez fagocitozes nodarbojas arī ar t.s antigēnu prezentācija. Antigēna prezentācijas pamatā ir citu iznīcināto mikroorganismu imūno šūnu fragmentu parādīšana.

Makrofāgs pēc patogēna fagocitozes pabeigšanas pakļauj daļu fagocītiskā materiāla uz savas virsmas un pēc tam "ceļo" ar to pa visu ķermeni.

Ikviena imūnsistēmas šūna, ar kuru viņš saskaras, "apgūst", pateicoties tam, kā atpazīt noteiktu patogēnu. Šī parādība ir ārkārtīgi svarīga, veidojot efektīvus pretmikrobu aizsardzības mehānismus.

Ir arī vērts zināt, ka fagocitozes process ne vienmēr beidzas ar mikroorganisma galīgo iznīcināšanu. Ir patogēni, kas var izdzīvot fagosomu iekšienē, pateicoties īpaši izstrādātiem aizsardzības mehānismiem. Labs piemērs ir tuberkulozes baciļi, kas makrofāgos var izdzīvot daudzus gadus.

Veidi, kā izvairīties no mikroorganismu izraisītas fagocitozes

Fagocitoze kā "bioloģisko pretinieku" likvidēšanas veids ir ļoti vecs mehānisms. Šī iemesla dēļ dažiem mikroorganismiem ir izdevies izstrādāt veidus, kā izvairīties no fagocitozes vai izdzīvot no tās. Šeit ir viņu piemēri:

  • fagocītu iznīcināšana

Šķiet, ka vienkāršākais veids, kā izvairīties no fagocitozes, ir neitralizēt šūnu, kas to izraisa. Dažiem mikroorganismiem ir spēja ražot vielas, kas neatgriezeniski bojā fagocītus. Šāda patogēna piemērs ir Staphylococcus aureus (latīņuStaphylococcus aureus ), kas ražo toksīnus, kas, iznīcinot fagocītu šūnu membrānu, izraisa to nāvi.

  • iekaisuma reakcijas izzušana

Iekaisums infekcijas vārtos atvieglo infekcijas signāla pārnešanu. Pateicoties tam, ir iespējama fagocītu aktivācija un nokļūšana pareizajā vietā. Ir patogēni, kas var sevi maskēt tā, lai saimnieka imūnsistēma tos neatpazītu un neradītu iekaisumu.

  • izvairoties no opsonizācijas

Opsonizācija jeb īpaša patogēnu "marķēšana" ir viens no efektīvākajiem veidiem, kā veicināt fagocitozi. Nav brīnums, ka mikrobi cenšas no tā izvairīties. Daži stafilokoku celmi var iznīcināt opsonīnus vai paslēpt tos uz to virsmas.

  • izvairoties no fagocītu atpazīšanas

Lai fagocitozes process varētu sākties, fagocītam ir jāatpazīst dotā mikroorganisma kaitīgums. Daži patogēni, piemēram, spirohetasTreponema pallidumizraisaSifiliss savai virsmai var piestiprināt saimniekšūnām līdzīgus antigēnus. Pēc tam imūnsistēma tos atpazīst kā savus, kas ļauj patogēniem izvairīties no fagocitozes.

  • fagosomu ražošanas bloķēšana

Viens no galvenajiem fagocitozes posmiem ir uzbrukuma mikroorganisma apņemšana ar pūslīšu, kas pēc tam uzsūcas šūnā. Tomēr dabā ir daudz veidu, kā no tā izvairīties. Daži mikrobi ražo vielas, kas noārda fagosomu sienu. Citu mehānismu izmanto zilā eļļas nūja ( Pseudomonas aeruginosa ). Šī baktērija rada ap sevi slidenu pārklājumu (bioplēvi), novēršot šī burbuļa veidošanos.

  • izdzīvošana fagocīta iekšienē

Fagolizosoma kļūst par galīgo patogēnu biotopu fagocitozes laikā. Tās vide ir ārkārtīgi naidīga; tas ir pilns ar fermentiem un slepkavām vielām. Tomēr mikroorganismi var izstrādāt mehānismus, kas ļauj tiem izdzīvot pat tik sarežģītos apstākļos. Viens piemērs ir tuberkuloze ( Mycobacterium tuberculosis ). Šī baktērija ir izstrādājusi īpašu šūnu membrānu ar ļoti augstu lipīdu saturu, ko neietekmē standarta gremošanas enzīmi.

  • izbēgt no fagosomas

Lai cik neticami izklausītos izbēgt no fagosomas, patiešām ir mikrobi, kas ir izstrādājuši tik gudru aizsardzības mehānismu. Listeria monocytogenes ražo vielas, kas spēj iznīcināt fagosomu sienu. Turklāt šis patogēns pēc izkļūšanas no fagosomas var vairoties fagocīta iekšienē un arī nokļūt tālāk ārpus tā robežām.

Fagocitozes traucējumi

Pareizi noritošam fagocitozes procesam ir būtiska nozīme imūnsistēmas vienmērīgā darbībā. Traucējumi dažos fagocitozes posmos ir imūndeficīta slimību pamatā. Šādu slimību piemēri ir:

  • Hroniska granulomatoza slimība

Hroniskas granulomatozas slimības cēlonis ir fagocitozes traucējumi skābekļa uzliesmošanas stadijā. Atbilstoša enzīma (tā sauktās NADPH oksidāzes) trūkums neļauj veidoties reaktīvām skābekļa formām, kas savukārt neļauj ātri un efektīvi izvadīt mikroorganismus

Fermenta bojājumiem ir ģenētisks fons, tāpēc slimības cēloņsakarības ārstēšanas pagaidām nav. Hroniskas granulomatozes slimības gaitā nepietiekamas intracelulārās eliminācijas sistēmas dēļ attīstās biežas infekcijas, abscesi un granulomas.patogēni.

  • Chediak-Higashi Team

Chediak-Higashi sindromā ir fagocitozes defekts fagosomu-lizosomu savienojuma stadijā. Viena no olb altumvielām ģenētiska mutācija novērš gremošanas enzīmu pārnešanu uz vezikulu, kurā atrodas patogēns, tādējādi novēršot tā izvadīšanu.

Čediaka-Higaši sindromam papildus būtiskiem imunitātes traucējumiem ir raksturīgs arī albīnisms un nervu sistēmas darbības traucējumi.

Par autoruKšištofs BialazītsMedicīnas students Collegium Medicum Krakovā, lēnām ieejot pastāvīgo ārsta darba izaicinājumu pasaulē. Viņu īpaši interesē ginekoloģija un dzemdniecība, pediatrija un dzīvesveida medicīna. Svešvalodu, ceļojumu un kalnu pārgājienu mīļotājs.

Lasīt vairāk šī autora rakstus

Kategorija:

Imūnsistēma