fagositoz - Phagocytosis

Fagositoza genel bakış
Fagositoza karşı ekzositoz

Fagositoz (adlı Eski Yunan φαγεῖν ( phagein )  'yemek' ve κύτος , ( kytos )  'hücre') bir işlemdir hücre olarak kullanan plazma membranını bir sebebiyet veren, büyük parçacık (≥ 0.5 um) yutmak fagozom adı verilen iç bölme . Bir tür endositozdur . Bir hücre olduğu gerçekleştirdiği fagositoz bir adlandırılır fagosit .

Bir patojenin bir fagosit tarafından yutulması

Çok hücreli bir organizmanın bağışıklık sisteminde fagositoz, patojenleri ve hücre kalıntılarını ortadan kaldırmak için kullanılan ana mekanizmadır . Alınan materyal daha sonra fagozomda sindirilir. Bakteriler, ölü doku hücreleri ve küçük mineral parçacıkların tümü fagosite edilebilecek nesnelerin örnekleridir. Bazı protozoalar, besin elde etmek için fagositoz kullanır.

Tarih

Fagositoz ilk olarak Kanadalı doktor William Osler (1876) tarafından kaydedildi ve daha sonra Élie Metchnikoff (1880, 1883) tarafından incelendi ve adlandırıldı .

Bağışıklık sisteminde

Bir fagositin (sarı, sağ) fagositoz yapan şarbon basilinin (turuncu, sol) taramalı elektron mikrografı
Ana madde: Fagosit

Fagositoz, doğuştan gelen bağışıklık savunmasının ana mekanizmalarından biridir . Enfeksiyona yanıt veren ilk süreçlerden biridir ve aynı zamanda adaptif bir immün yanıtın başlatıcı dallarından biridir . Çoğu hücre fagositoz yeteneğine sahip olsa da, bazı hücre tipleri bunu ana işlevlerinin bir parçası olarak gerçekleştirir. Bunlara 'profesyonel fagositler' denir. Fagositoz evrimsel anlamda eskidir, omurgasızlarda bile mevcuttur .

Profesyonel fagositik hücreler

Bir bakteriyi fagosite eden insan kanındaki bir nötrofilin ışık mikroskobik video dizisi

Nötrofiller , makrofajlar , monositler , dendritik hücreler , osteoklastlar ve eozinofiller profesyonel fagositler olarak sınıflandırılabilir. İlk üçü, çoğu enfeksiyona karşı bağışıklık tepkisinde en büyük role sahiptir.

Nötrofillerin rolü, kan dolaşımında devriye gezmek ve sadece enfeksiyon durumunda çok sayıda dokulara hızlı göç etmektir. Orada fagositoz yoluyla doğrudan mikrobisidal etkiye sahiptirler. Yuttuktan sonra, nötrofiller patojenlerin hücre içi öldürülmesinde etkilidir. Nötrofiller esas olarak Fcy reseptörleri ve kompleman reseptörleri 1 ve 3 aracılığıyla fagosite eder. Nötrofillerin mikrobisidal etkisi, önceden oluşturulmuş granüllerde bulunan geniş bir molekül repertuarından kaynaklanır. Bu granüllerde hazırlanan enzimler ve diğer moleküller, kolajenaz , jelatinaz veya serin proteazlar gibi proteazlar , miyeloperoksidaz , laktoferrin ve antibiyotik proteinlerdir. Bunların fagozoma degranülasyonu, yüksek reaktif oksijen türlerinin üretimi (oksidatif patlama) ile birlikte oldukça mikrobisidaldir.

Monositler ve onlardan olgunlaşan makrofajlar, dokular arasında göç etmek için kan dolaşımını terk eder. Orada yerleşik hücreler var ve bir dinlenme bariyeri oluşturuyorlar. Makrofajlar, mannoz reseptörleri , çöpçü reseptörleri , Fcy reseptörleri ve kompleman reseptörleri 1, 3 ve 4 ile fagositozu başlatır . Makrofajlar uzun ömürlüdür ve yeni lizozomlar oluşturarak fagositoza devam edebilir.

Dendritik hücreler ayrıca dokularda bulunur ve fagositoz yoluyla patojenleri alır. Rolleri mikropları öldürmek veya temizlemek değil , adaptif bağışıklık sisteminin hücrelerine antijen sunumu için onları parçalamak .

başlatıcı reseptörler

Fagositoz için reseptörler, tanınan moleküllere göre iki kategoriye ayrılabilir. İlk, opsonik reseptörler, opsoninlere bağlıdır . Bunlar arasında, bağlı IgG antikorlarının Fc kısmını tanıyan reseptörler , biriken tamamlayıcı veya hücre veya plazma kaynaklı diğer opsoninleri tanıyan reseptörler bulunur. Opsonik olmayan reseptörler arasında lektin tipi reseptörler, Dectin reseptörü veya çöpçü reseptörler bulunur. Bazı fagositik yollar , patojenle ilişkili moleküler desenlere (PAMPS) bağlanma ile aktive edilen model tanıma reseptörlerinden (PRR'ler) ikinci bir sinyal gerektirir ve bu da NF-KB aktivasyonuna yol açar .

Fcy reseptörleri

Fcy reseptörleri, IgG kaplı hedefleri tanır. Ana tanınan kısım Fc parçasıdır . Reseptörün molekülü, hücre içi bir ITAM alanı içerir veya ITAM içeren bir adaptör molekülü ile birleşir. ITAM alanları, sinyali fagosit yüzeyinden çekirdeğe iletir. Örneğin, insan makrofajlarının aktive edici reseptörleri FcyRI , FcyRIIA ve FcyRIII'dir . Fcy reseptör aracılı fagositoz, 'fagositik kap' adı verilen hücre çıkıntılarının oluşumunu içerir ve nötrofillerde oksidatif bir patlamayı aktive eder.

Kompleman reseptörleri

Bu reseptörler , plazma tamamlayıcısından C3b , C4b ve C3bi ile kaplanmış hedefleri tanır . Reseptörlerin hücre dışı alanı, lektin benzeri bir tamamlayıcı bağlama alanı içerir. Tamamlayıcı alıcılar tarafından tanınma, ek sinyaller olmadan içselleştirmeye neden olmak için yeterli değildir. Makrofajlarda CR1 , CR3 ve CR4 hedeflerin tanınmasından sorumludur. Kompleman kaplı hedefler, herhangi bir çıkıntı olmaksızın fagosit zarına 'batarak' içselleştirilir.

mannoz reseptörleri

Mannoz ve fukoz gibi patojenle ilişkili diğer şekerler, mannoz reseptörü tarafından tanınır. Sekiz lektin benzeri alan, reseptörün hücre dışı kısmını oluşturur. Mannoz reseptörünün aracılık ettiği alım, moleküler mekanizmalarda Fcy reseptörü veya kompleman reseptörü aracılı fagositozdan farklıdır.

fagozom

Malzemenin yutulması, aktin-miyozin kasılma sistemi tarafından kolaylaştırılır. Fagozom, materyalin fagositozunun oluşturduğu organeldir. Daha sonra fagositin sentrozomuna doğru hareket eder ve lizozomlarla kaynaşarak bir fagolizozom oluşturur ve bozulmaya yol açar. Aşamalı olarak, fagolizozom asitlenir ve parçalayıcı enzimleri aktive eder.

Bozunma oksijene bağımlı veya oksijenden bağımsız olabilir.

  • Oksijene bağlı bozunma, NADPH'ye ve reaktif oksijen türlerinin üretimine bağlıdır . Hidrojen peroksit ve miyeloperoksidaz , hipoklorit oluşumuna ve bakterilerin yok edilmesine yol açan bir halojenleme sistemini aktive eder.
  • Oksijenden bağımsız bozunma, lizozimler gibi enzimler ve defensinler gibi katyonik proteinler içeren granüllerin salınmasına bağlıdır . Bu granüllerde, bakteriler için elverişsiz büyüme koşulları sağlamak üzere demiri tutan laktoferrin dahil olmak üzere diğer antimikrobiyal peptitler bulunur . Hiyalüronidaz, lipaz, kollajenaz, elastaz, ribonükleaz, deoksiribonükleaz gibi diğer enzimler de enfeksiyonun yayılmasını ve hücre ölümüne yol açan temel mikrobiyal biyomoleküllerin bozulmasını önlemede önemli bir rol oynar.

Lökositler , fagositoz sırasında hidrojen siyanür üretir ve birkaç başka toksik kimyasal üreterek bakteri , mantar ve diğer patojenleri öldürebilir .

Bazı bakteriler, örneğin Treponema pallidum , Escheria coli ve Staphylococcus aureus , çeşitli mekanizmalarla fagositozdan kaçınabilir.

apoptozda

Apoptozu takiben , ölmekte olan hücrelerin, eferositoz adı verilen bir süreçte makrofajlar tarafından çevre dokulara alınması gerekir . Apoptotik bir hücrenin özelliklerinden biri, hücre yüzeyinde kalretikülin , fosfatidilserin (plazma zarının iç tabakasından), anneksin A1 , oksitlenmiş LDL ve değiştirilmiş glikanlar gibi çeşitli hücre içi moleküllerin sunumudur . Bu moleküller, fosfatidilserin reseptörü gibi makrofajın hücre yüzeyindeki reseptörler veya trombospondin 1 , GAS6 ve MFGE8 gibi çözünür (serbest yüzen) reseptörler tarafından tanınır ve bunlar daha sonra makrofaj üzerindeki CD36 gibi diğer reseptörlere bağlanır. ve alfa-v beta-3 integrin . Apoptotik hücre klirensindeki kusurlar genellikle makrofajların bozulmuş fagositozu ile ilişkilidir. Apoptotik hücre kalıntılarının birikmesi sıklıkla otoimmün bozukluklara neden olur; bu nedenle fagositozun farmakolojik olarak güçlendirilmesi, belirli otoimmün bozuklukların tedavisinde tıbbi bir potansiyele sahiptir.

Yutulmuş eritrositler ile Entamoeba histolytica'nın trofozoitleri

protistlerde

Birçok protistte fagositoz, beslenmelerinin bir kısmını veya tamamını sağlayan bir beslenme aracı olarak kullanılır. Buna, absorpsiyon yoluyla gerçekleşen ozmotrofik beslenmeden farklı olarak fagotrofik beslenme denir .

Fagositik bağışıklık hücrelerinde olduğu gibi, ortaya çıkan fagozom, sindirim enzimleri içeren lizozomlar ( gıda vakuolleri ) ile birleşerek bir fagolizozom oluşturur . Gıda partikülleri daha sonra sindirilir ve salınan besinler difüze edilir veya diğer metabolik işlemlerde kullanılmak üzere sitozole taşınır .

Miksotrofi , fagotrofik beslenme ve fototrofik beslenmeyi içerebilir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar