Χρήσιμες πληροφορίες για τη φαγοκυττάρωση
Φαγοκυττάρωση είναι η διαδικασία με την οποία ένα κύτταρο χρησιμοποιεί τη μεμβράνη του πλάσματος για να καταπίνει ένα μεγάλο σωματίδιο (≥ 0,5 μm), δημιουργώντας ένα εσωτερικό διαμέρισμα που ονομάζεται φαγόσωμα. Είναι ένας τύπος ενδοκυττάρωσης. Ένα κύτταρο που εκτελεί φαγοκυττάρωση ονομάζεται φαγοκύτταρο.
Η κατάποση ενός παθογόνου από ένα φαγοκύτταρο
Στο ανοσοποιητικό σύστημα ενός πολυκυτταρικού οργανισμού, η φαγοκυττάρωση είναι ένας σημαντικός μηχανισμός που χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση των παθογόνων και των κυτταρικών υπολειμμάτων. Το απορροφούμενο υλικό χωνεύεται στη συνέχεια στο φαγόσωμα. Τα βακτήρια, τα νεκρά κύτταρα ιστού και τα μικρά μεταλλικά σωματίδια είναι όλα παραδείγματα αντικειμένων που μπορεί να φαγοκυτταροποιηθούν. Μερικά πρωτόζωα χρησιμοποιούν τη φαγοκυττάρωση ως μέσο για τη λήψη θρεπτικών ουσιών.
Η φαγοκυττάρωση είναι ένας από τους κύριους μηχανισμούς της έμφυτης ανοσολογικής άμυνας. Είναι μια από τις πρώτες διαδικασίες που ανταποκρίνονται στη μόλυνση και είναι, επίσης, αρχική λειτουργία μιας προσαρμοστικής ανοσοαπόκρισης. Αν και τα περισσότερα κύτταρα είναι ικανά για φαγοκυττάρωση, ορισμένοι τύποι κυττάρων το εκτελούν ως μέρος της κύριας λειτουργίας τους. Αυτά ονομάζονται «επαγγελματικά φαγοκύτταρα». Η φαγοκυττάρωση υπάρχει ακόμη και στα ασπόνδυλα.
Επαγγελματικά φαγοκύτταρα
Τα ουδετερόφιλα, τα μακροφάγα, τα μονοκύτταρα, τα δενδριτικά κύτταρα, οι οστεοκλάστες και τα ηωσινόφιλα μπορούν να ταξινομηθούν ως επαγγελματικά φαγοκύτταρα. Τα τρία πρώτα έχουν τον μεγαλύτερο ρόλο στην ανοσοαπόκριση στις περισσότερες λοιμώξεις.
Ο ρόλος των ουδετερόφιλων περιπολεί την κυκλοφορία του αίματος και προβαίνει σε ταχεία μετανάστευση στους ιστούς σε μεγάλους αριθμούς μόνο σε περίπτωση μόλυνσης. Εκεί έχουν άμεση μικροβιοκτόνο δράση με τη φαγοκυττάρωση. Μετά την κατάποση, τα ουδετερόφιλα είναι αποτελεσματικά στην ενδοκυτταρική θανάτωση παθογόνων. Η φαγοκυτταρίνη ουδετερόφιλων λειτουργεί, κυρίως, μέσω των υποδοχέων Fcγ και των υποδοχέων 1 και 3. Το μικροβιοκτόνο αποτέλεσμα των ουδετερόφιλων οφείλεται σε ένα μεγάλο αριθμό μορίων που υπάρχουν σε προσχηματισμένους κόκκους. Τα ένζυμα και άλλα μόρια που παρασκευάζονται σε αυτούς τους κόκκους είναι πρωτεάσες, όπως κολλαγενάση, ζελατινάση ή πρωτεάσες σερίνης, μυελοϋπεροξειδάση, λακτοφερρίνη και αντιβιοτικές πρωτεΐνες. Η αποκοκκιοποίηση αυτών στο φαγόσωμα, που συνοδεύεται από υψηλή δραστική παραγωγή ειδών οξυγόνου (οξειδωτική έκρηξη) είναι εξαιρετικά μικροβιοκτόνο.
Τα μονοκύτταρα και τα μακροφάγα που ωριμάζουν από αυτά, αφήνουν την κυκλοφορία του αίματος και μεταναστεύουν στους ιστούς και σχηματίζουν ένα φράγμα. Τα μακροφάγα ξεκινούν φαγοκυττάρωση από υποδοχείς μαννόζης, υποδοχείς Fcγ και υποδοχείς συμπληρώματος 1, 3 και 4. Τα μακροφάγα είναι μακράς διαρκείας και μπορούν να συνεχίσουν τη φαγοκυττάρωση σχηματίζοντας νέα λυσοσώματα.
Τα δενδριτικά κύτταρα βρίσκονται, επίσης, σε ιστούς και λαμβάνουν παθογόνα από φαγοκυττάρωση. Ο ρόλος τους δεν είναι η θανάτωση ή η κάθαρση των μικροβίων, αλλά μάλλον η διάσπασή τους για παρουσίαση αντιγόνου στα κύτταρα του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος.
Οι υποδοχείς για φαγοκυττάρωση μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες από αναγνωρισμένα μόρια. Οι πρώτοι, οψονικοί υποδοχείς, εξαρτώνται από τις οψονίνες. Μεταξύ αυτών είναι οι υποδοχείς που αναγνωρίζουν το Fc μέρος των δεσμευμένων IgG αντισωμάτων, εναποτιθέμενο συμπλήρωμα ή υποδοχείς, που αναγνωρίζουν άλλες οψινίνες κυτταρικής ή προέλευσης από το πλάσμα. Οι μη-οψονικοί υποδοχείς περιλαμβάνουν υποδοχείς τύπου λεκτίνης ή υποδοχέα Dectin ή υποδοχείς. Ορισμένες φαγοκυτταρικές οδοί απαιτούν ένα δεύτερο σήμα από υποδοχείς αναγνώρισης προτύπων (PRRs) και ενεργοποιούνταιι με σύνδεση σε μοριακά μοτίβα που σχετίζονται με παθογόνα (PAMPS), γεγονός που οδηγεί σε ενεργοποίηση NF-κB.
Οι υποδοχείς Fcγ αναγνωρίζουν επικαλυμμένους με IgG στόχους. Το κύριο αναγνωρισμένο μέρος είναι το θραύσμα Fc. Το μόριο του υποδοχέα περιέχει μια ενδοκυτταρική περιοχή ITAM ή συνδέεται με ένα μόριο προσαρμογέα που περιέχει ITAM. Οι τομείς ITAM μεταφέρουν το σήμα από την επιφάνεια του φαγοκυττάρου στον πυρήνα. Για παράδειγμα, ενεργοποιητικοί υποδοχείς ανθρώπινων μακροφάγων είναι οι FcγRI, FcγRIIA και FcγRIII. Η φαγοκυττάρωση που προκαλείται από τον υποδοχέα Fcγ περιλαμβάνει σχηματισμό προεξοχών του κυττάρου και ενεργοποιεί μια οξειδωτική έκρηξη στα ουδετερόφιλα.
Οι συμπληρωματικοί υποδοχείς αναγνωρίζουν στόχους επικαλυμμένους σε C3b, C4b και C3bi από το συμπλήρωμα πλάσματος. Η εξωκυτταρική περιοχή των υποδοχέων περιέχει μια περιοχή σύνδεσης συμπληρώματος που μοιάζει με λεκτίνη. Η αναγνώριση από τους υποδοχείς συμπληρώματος δεν αρκεί για να προκαλέσει εσωτερικοποίηση χωρίς πρόσθετα σήματα. Στα μακροφάγα, τα CR1, CR3 και CR4 είναι υπεύθυνα για την αναγνώριση των στόχων. Οι επιχρισμένοι στόχοι συμπληρώνονται εσωτερικεύοντας «βύθιση» στη μεμβράνη φαγοκυττάρων, χωρίς προεξοχές.
Η μαννόζη και άλλα σάκχαρα που σχετίζονται με παθογόνα, όπως η φουκόζη, αναγνωρίζονται από τον υποδοχέα μαννόζης. Οκτώ τομείς που μοιάζουν με λεκτίνη αποτελούν το εξωκυτταρικό τμήμα του υποδοχέα. Η κατάποση που προκαλείται από τον υποδοχέα μαννόζης διακρίνεται σε μοριακούς μηχανισμούς από τον υποδοχέα Fcγ ή τη φαγοκυττάρωση που προκαλείται από τον υποδοχέα συμπληρώματος.
Φαγόσωμα
Η απορρόφηση του υλικού διευκολύνεται από το συσταλτικό σύστημα ακτίνης-μυοσίνης. Το φαγόσωμα είναι το οργανικό υλικό που σχηματίζεται από τη φαγοκυττάρωση. Στη συνέχεια κινείται προς το κεντρόσωμα του φαγοκυττάρου και συγχωνεύεται με λυσοσώματα, σχηματίζοντας ένα φαγολυσόσωμα και οδηγεί σε αποικοδόμηση. Σταδιακά, το φαγολυσόσωμα οξινίζεται, ενεργοποιώντας τα αποικοδομητικά ένζυμα.
Η αποικοδόμηση μπορεί να εξαρτάται από το οξυγόνο ή να είναι ανεξάρτητη από το οξυγόνο.
Η εξαρτώμενη από το οξυγόνο αποικοδόμηση εξαρτάται από το NADPH και την παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου και η μυελοϋπεροξειδάση ενεργοποιούν ένα σύστημα αλογόνωσης, το οποίο οδηγεί στη δημιουργία υποχλωριώδους και στην καταστροφή των βακτηρίων. Η ανεξάρτητη από οξυγόνο διάσπαση εξαρτάται από την απελευθέρωση κόκκων, που περιέχουν ένζυμα, όπως λυσοζύμες, και κατιονικές πρωτεΐνες όπως οι αμυντικές. Άλλα αντιμικροβιακά πεπτίδια υπάρχουν σε αυτούς τους κόκκους, συμπεριλαμβανομένης της λακτοφερίνης, τα οποία δεσμεύουν το σίδηρο για να παρέχουν δυσμενείς συνθήκες ανάπτυξης για τα βακτήρια. Άλλα ένζυμα όπως υαλουρονιδάση, λιπάση, κολλαγενάση, ελαστάση, ριβονουκλεάση, δεοξυριβονουκλεάση παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην πρόληψη της εξάπλωσης της μόλυνσης και της αποδόμησης των βασικών μικροβιακών βιομορίων που οδηγούν σε κυτταρικό θάνατο. Τα λευκοκύτταρα παράγουν υδροκυάνιο κατά τη διάρκεια της φαγοκυττάρωσης και μπορούν να σκοτώσουν βακτήρια, μύκητες και άλλα παθογόνα δημιουργώντας πολλές άλλες τοξικές χημικές ουσίες. Ορισμένα βακτήρια, για παράδειγμα Treponema pallidum, Escherichia coli και Staphylococcus aureus, είναι σε θέση να αποφύγουν την φαγοκυττάρωση με διάφορους μηχανισμούς.
Μετά την απόπτωση, τα κύτταρα που πεθαίνουν πρέπει να απορροφηθούν στους περιβάλλοντες ιστούς από τα μακροφάγα σε μια διαδικασία που ονομάζεται ετεροκυττάρωση. Ένα από τα χαρακτηριστικά ενός αποπτωτικού κυττάρου είναι η παρουσίαση μιας ποικιλίας ενδοκυτταρικών μορίων στην κυτταρική επιφάνεια, όπως καλρετικουλίνη, φωσφατιδυλοσερίνη (από το εσωτερικό στρώμα της μεμβράνης πλάσματος), αννεξίνη Α1, οξειδωμένη LDL και αλλοιωμένες γλυκάνες. Αυτά τα μόρια αναγνωρίζονται από υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια του μακροφάγου, όπως ο υποδοχέας φωσφατιδυλοσερίνης ή από διαλυτούς (ελεύθερους) υποδοχείς όπως θρομβοσπονδίνη 1, GAS6 και MFGE8, οι οποίοι στη συνέχεια συνδέονται με άλλους υποδοχείς στο μακροφάγο, όπως το CD36 και άλφα-β βήτα-3 ιντεγκρίνη. Τα ελαττώματα στην αποπτωτική κυτταρική κάθαρση συνδέονται συνήθως με μειωμένη φαγοκυττάρωση μακροφάγων. Η συσσώρευση αποπτωτικών κυττάρων, συχνά, προκαλεί αυτοάνοσες διαταραχές. Έτσι, η φαρμακολογική ενίσχυση της φαγοκυττάρωσης έχει ιατρικό δυναμικό στη θεραπεία ορισμένων μορφών αυτοάνοσων διαταραχών.
Η φαγοκυττάρωση χρησιμοποιείται και ως μέσο διατροφής, παρέχοντας μέρος ή όλη τη διατροφή. Αυτό ονομάζεται φαγοτροφική διατροφή, που διακρίνεται από την οσμωτροφική διατροφή που λαμβάνει χώρα με απορρόφηση.
Σε ορισμένα είδη, όπως η αμοιβάδα, η φαγοκυττάρωση λαμβάνει χώρα γύρω από το αντικείμενο-στόχο με ψευδοπόδια, όπως στα ζωικά φαγοκύτταρα. Όπως και στα φαγοκυτταρικά ανοσοκύτταρα, το προκύπτον φαγόσωμα μπορεί να συγχωνευθεί με λυσοσώματα που περιέχουν πεπτικά ένζυμα, σχηματίζοντας φαγολυσοσώματα. Τα σωματίδια τροφίμων θα χωνευτούν και τα απελευθερωμένα θρεπτικά συστατικά διαχέονται ή μεταφέρονται στο κυτοσόλιο για χρήση σε άλλες μεταβολικές διεργασίες.
Μερικοί οργανισμοί λαμβάνουν τα θρεπτικά συστατικά με συνδυασμένους μηχανισμούς.
Τα κατάλληλα συμπληρώματα διατροφής για το ανοσοποιητικό σας σύστημα
Η καθοδήγηση για την επιλογή των ποιων συμπληρωμάτων διατροφής, από τα ανωτέρω, θα επιλεγούν για την ασθένειά σας θα γίνει σε συνεννόηση με το θεράποντα ιατρό.
Διαβάστε, επίσης,
Όλα όσα πρέπει να ξέρετε για τα βακτήρια
Μάθετε να αξιολογείτε τη γενική αίματος
Μακροφάγα και δενδριτικά κύτταρα εναντίον του καρκίνου
Kαταστροφή των καρκινικών κυττάρων με κυτταροτοξικούς μηχανισμούς
.){kind=link}