Fágy a funkcie fagocytózy

Čo je fagocytóza?

Fagocytóza je proces, v ktorom bunky „zachytávajú“ rôzne látky a molekuly od stredu, ktoré ich obklopujú vďaka tvorbe invakcie plazmatickej membrány, ktorá tvorí intracelulárne vezike známe ako endozómy. Fagocytóza, spolu s pinocytózou a endocytózou sprostredkovanou receptorom, sa zvyšujú k trom typom endocytózy

Pinocytóza súvisí s tekutým požitím a malými molekulami, zatiaľ čo endocytóza sprostredkovaná receptorom znamená spojenie špecifických molekúl na membránové proteíny. Fagocytóza sa považuje za formu potravy, pretože súvisí s požitím veľkých molekúl, iných buniek alebo „zostáva“ iných buniek.

Fagocytóza baktérie (Zdroj: Grahamcolm v angličtine Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)] Via Wikimedia Commons)

V mnohobunkových organizmoch, ako sú rastliny, zvieratá a huby, majú všetky bunky schopnosť fagocytov externé prvky, čo znamená, že na tento účel existujú niektoré špecializované bunky, ktoré sú známe ako „fagocytové bunky“.

Fagocytické bunky sú distribuované všetkými telesnými tkanivami a vyvíjajú rôzne funkcie. Makrofágy sú dobrým príkladom fagocytických buniek patriacich do imunitného systému, ktorých funkciou je brániť sa pred mikroorganizmami, ktoré vstupujú do nášho tela.

Fagocytóza / fotografia získaná z fagositózy77.Blog.com

Proces fagocytózy by nemal zmysel v eukaryotických bunkách bez existencie intracelulárneho oRnaul.

Fagocytóza je tiež známa ako „heterofágia“ (požitie extracelulárnych zlúčenín), pretože sa líši od „autofágy“, čo je normálny proces, ktorý sa odohráva v lyzozómoch prakticky všetkých eukaryotických buniek.

Fáza fagocytózy

Akonáhle makrofág pohltí vírus (1-3), rozdelí ho na kúsky s lyzozómami (4.5), ktoré sa potom uvoľňujú z bunky ako odpad (6). Fotografia obnovená z: Akbiológa.do jeho.Edu.

Vo vyšších eukaryotských organizmoch sa hlavné fagocytové bunky pochádzajú z spoločného prekurzoru, ktorý má svoj pôvod v kostnej dreni. Tieto bunky sú známe ako „biele krvinky“ a sú to polymorfonukleárne leukocyty (neutrofily), monocyty a makrofágy.

Proces fagocytózy sa môže analyzovať ako séria krokov alebo postupných štádií, ktoré pozostávajú z (1) rozpoznávania materiálu, ktorým je fagocyt, (2) pri tvorbe fagozómu, ktorý je druh intracelulárneho žlčníka a (3 ) Pri formovaní fagolisómu, udalosti, ktorá končí „trávením“.

Môže vám slúžiť: bunkový žlčník: Charakteristiky, typy a funkcie

Fáza rozpoznávania

Fagocytóza nie je jednoduchý proces. Okrem mnohých vecí to znamená rozpoznávanie špecifických signálov a spojenie častíc alebo organizmov k špecifickým receptorom umiestneným na vonkajšej strane plazmatickej membrány fagocytových buniek.

Tento počiatočný proces možno považovať za druh „neutralizácie“, najmä pokiaľ ide o fagocytózu sprostredkovanú určitými bunkami imunitného systému, ktoré sú zodpovedné za elimináciu invazívnych buniek.

Povrch plazmatickej membrány fagocytových buniek (alebo jednobunkových organizmov, ktoré fagocytán) je vybavený batériou receptorov, ktoré sú schopné rozpoznať špecifické molekuly (ligandy), ktoré sa nachádzajú na povrchu invazívnych buniek alebo oni sú typické pre potravinové častice.

Tieto receptory, ktoré sú vo všeobecnosti komplexné membránové proteíny s extracelulárnymi rozšíreniami, sa viažu na ich ligandy, ktoré spúšťajú sériu interných signalizačných udalostí, ktoré vysielajú správu, ktorá sa prekladá ako „vonku je jedlo“.

Fagosoma

Proces fagocytózy

Akonáhle bunka, ktorá fagocytizuje potravinovú častice alebo inú „cudnú“ bunku, dostane správu odoslanú z povrchu, v plazmatickej membráne existuje invaginácia, čo znamená, že bunka „pohltí“ materiál ako fagocyt, ktorý ho obklopuje vlastným vlastným membrána.

V tomto štádiu sa pozoruje, ako sa membrána rozširuje na druhú bunku a toto rozšírenie je niekedy známe ako „pseudopod“. Keď sa zhromaždia extrémne pseudopod.

Fagolisóm a formovanie trávenia

Fág. Tieto majú schopnosť zlúčiť sa s inými intracelulárnymi organelmi: lyzozómy.

Porovnanie fagocytózy a exocytózy. Zdroj: Bioestudiant19, CC BY-SA 4.0, cez Wikimedia Commons

Fúzia medzi fagozómami a lyzozómami vedie k fagolisómom, ktoré zodpovedajú zloženým organelom, kde dochádza k „tráveniu“ alebo „dezintegrácii“ fagocytovaných zlúčenín (či už ide o celé bunky, časti alebo iné extracelulárne molekuly)).

Môže vám slúžiť: chromatín: typy, charakteristiky, štruktúra, funkcie

Pretože lyzozómy sú organelly zodpovednými za degradáciu zlého alebo odpadového intracelulárneho materiálu, sú vybavené rôznymi hydrolytickými a proteolytickými enzýmami, ktoré im poskytujú schopnosť dezintegrovať (v menších fragmentoch) častice obsiahnuté vo fagozómoch, s ktorými sa zlučujú.

Materiál vyplývajúci z tejto fagolisomálnej degradácie možno definitívne eliminovať ako odpadový materiál z fagocytových buniek alebo sa môže použiť ako „stavebný blok“ pre syntézu nových intracelulárnych zlúčenín.

Funkcia

Fagocytóza má v eukaryotických organizmoch mnoho dôležitých funkcií. Napríklad v protozoa a ďalších jednobunkových bytostiach je tento proces nevyhnutný pre výživu, pretože väčšina potravín sa týmto spôsobom požíva.

Fagocytóza v amébe

V mnohých viacbunkových organizmoch je na druhej strane fagocytóza nevyhnutná pre špecifickú a nešpecifickú obranu, tj pre vrodenú imunitu a adaptívnu imunitu.

Má primárne funkcie v „deštrukcii“ patogénnych napadajúcich mikroorganizmy, ako sú baktérie, parazity atď., A je tiež zapojený do obnovy normálnych podmienok v miestach, kde došlo k infekcii alebo zápalu, to znamená, že je dôležité pre opravu rán.

Aj v imunitnom kontexte je fagocytóza nevyhnutná pre procesy prezentácie antigénov a aktivácie špecifických lymfocytov imunitného systému (B bunky a T bunky), ktoré sa podieľajú na obrane tela proti podivným alebo cudzím činidlám.

Fagocytóza je tiež zapojená do eliminácie a „recyklácie“ telových buniek, ktoré prechádzajú apoptotickými udalosťami, takže ich zložky sa môžu znovu použiť alebo sa zameriavať na tvorbu nových molekúl alebo intracelulárnych organellov.

Ako zvedavá skutočnosť, makrofágy ľudského tela sú zodpovedné za denné požitie viac ako 100 miliónov erytrocytov, ktoré majú na sebe alebo ktoré fungujú nesprávne v krvnom obehu.

Môže vám slúžiť: Cromafin bunky: charakteristiky, histológia, funkcie

Bunky imunitného systému, ktoré vykonávajú fagocytózu

Zjednodušená schéma fagocytózy. Zdroj: fagocytóza_in_three_steps.PNG: Graham Colm Talk.Grahamcolm vo vnútri.Wikipediaderivatívne dielo: Retama, CC BY-SA 3.0, cez Wikimedia Commons

Bunky imunitného systému vykonávané fagocytózou môžu tiež použiť mnoho mechanizmov na zničenie patogénov, napríklad:

Radikály kyslíka

Sú to vysoko reaktívne molekuly, ktoré reagujú s proteínmi, lipidmi a inými biologickými molekulami. Počas fyziologického stresu môže množstvo kyslíkových radikálov v bunke dramaticky zvýšiť, čo môže spôsobiť oxidačný stres, ktorý môže zničiť bunkové štruktúry.

Oxid dusnatiny

Je to reaktívna látka podobná kyslíkovým radikálom, ktorá reaguje so superoxidom a vytvára ďalšie molekuly, ktoré poškodzujú niekoľko biologických molekúl.

Antimikrobiálne proteíny

Sú to proteíny, ktoré poškodzujú alebo zabíjajú konkrétne baktérie. Príklady antimikrobiálnych proteínov zahŕňajú proteázy, ktoré zabíjajú niekoľko baktérií ničiacich esenciálne proteíny a hladkosť, ktorá útočí na bunkové steny gramne pozitívnych baktérií.

Antimikrobiálne peptidy

Antimikrobiálne peptidy sú podobné antimikrobiálnym proteínom, v ktorých útočia a zabíjajú baktérie. Niektoré antimikrobiálne peptidy, ako napríklad obrany, útočia na bakteriálne bunkové membrány.

Odborové proteíny

Proteíny Únie sú často dôležitými aktérmi v vrodenom imunitnom systéme, pretože proteíny alebo ióny, ktoré by inak boli prospešné pre baktérie alebo replikáciu vírusu, sú kompetitívne viazané.

Odkazy

1. Alberts, b., Dennis, B., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Základná bunková biológia. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Hnedá, e. (Devätnásť deväťdesiatpäť). Fagocytóza. Bioessays, 17(2), 109-117.
3. Garrett, W. Siež., & Mellman, i. (2001). Štúdie endocytózy. V Dendritické bunky (Po druhé, str. 213-cp1). Akademická tlač.
4. Ubytovňa, h., Berk, a., Kaiser, C. Do., Krieger, m., Bretscher, a., Ploegh, h.,... Martin, K. (2003). Biológia molekulárnych buniek (5. vydanie.). Freeman, w. H. A spoločnosť.
5. Platt, n., & Fineran, P. (2015). Meranie fagoklytickej aktivity buniek. Metódy v bunkovej biológii, 126, 287-304.
6. Rosales, C., & Uribe-reperol a. (2017). Fagocytóza: Základný proces imunity. Biomed Research International, 1-18.
7. Sbarra, a. J., & Karnovskyi, m. L. (1959). Biochemický základ fagocytózy. Journal of Biological Chemistry, 2. 3. 4(6), 1355-1362.
8. Šalamún, e., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biológia (5. vydanie.). Philadelphia, Pensylvánia: Vydavateľstvo Saunders College.
9. Stuart, L. M., & Ezekowitz, R. Do. B. (2005). Fagocytóza: elegantná zložitosť. Imunita, 22(5), 539-550.