Fagocytóza:

Fagocytóza je pohlcování extracelulárních částic, jako jsou napadené patogeny nebo mrtvé/odumírající buňky, fagocytujícími buňkami a je jedním z důležitých vrozených obranných mechanismů. Provádějí ji především specializované buňky, jako jsou makrofágy, neutrofily a dendritické buňky.

Fagocytóza je jedním z typů endocytózy, dalšími jsou receptorem zprostředkovaná endocytóza a pinocytóza.

Krok 1: Aktivace fagocytárních buněk a chemotaxe

V prvním kroku fagocytózy jsou fagocyty přitahovány různými látkami vznikajícími při imunitní reakci a pohybují se směrem k nim; tento proces se nazývá chemotaxe.

Resting fagocytů je aktivován zánětlivými mediátory (bakteriálními produkty, cytokiny, prostaglandiny a proteiny komplementu). Aktivace zvyšuje jejich metabolickou a mikrobicidní aktivitu. Aktivované buňky také exprimují více glykoproteinových receptorů, které jim pomáhají dosáhnout místa infekce a také se pevně spojit s mikroorganismy. Jako první se objevují neutrofily, které jsou později nahrazeny makrofágy.

Krok 2: Rozpoznání napadených mikrobů

Dalším krokem fagocytózy je přilnutí antigenu k buněčné membráně fagocytujících buněk. Adherence vyvolá rozšíření membránových výběžků, tzv. pseudopodií, kolem přiloženého materiálu a jejich pozření.

Fagocytární buňky obsahují různé receptory, které jim pomáhají spojit se s bakteriemi/virem. Některé z těchto receptorů jsou např:

• Receptory pro rozpoznávání vzorů (PRR): Receptory rozpoznávání vzorů rozpoznávají molekulární vzory spojené s patogeny (PAMPs). Mezi ně patří bakteriální molekuly, jako je peptidoglykan, teichoové kyseliny, lipopolysacharid, manany, flagelin, pilin a bakteriální DNA. Například scavengerové receptory a toll-like receptory vážou a internalizují grampozitivní a gramnegativní bakterie po spojení s PAMPs.

Opsonin je molekula, která se váže na antigen i makrofág a zvyšuje fagocytózu.

• Fc receptory: Fc receptory (FcR) přítomné na povrchu makrofágů a neutrofilů se vážou s Fc částí protilátek, jako jsou IgG a IgM, komplexovaných s antigeny (bakteriální buňka nebo virus). Tento proces, nazývaný opsonizace, zvyšuje fagocytózu.

• Receptory komplementu (CR1): Receptory komplementu přítomné na fagocytujících buňkách se vážou s proteiny komplementu komplexovanými s komplexy antigen-protilátka. Například makrofágy mají receptory pro C3b, a tak vážou buňky nebo komplexy, na které C3b přilnul, což vede k fagocytóze. K posílení fagocytózy přispívají také lektiny vázající manózu (MBL).

Krok 3: Pohlcení a tvorba fagozomů

Po navázání polymerizace a poté depolymerizace aktinových vláken vyšle pseudopody, aby pohltily mikroba. Splynutí pseudopodií uzavře materiál v endocytárním měchýřku zvaném fagozom, který pak vstupuje do dráhy endocytárního zpracování.

Krok 4: Tvorba fagolyzomu

V této dráze se fagozom pohybuje směrem do nitra buňky, kde se spojí s lyzozomem a vytvoří fagolyzozom.

Krok 5: Zabíjení mikrobů a tvorba zbytkových tělísek

Lyzozomy obsahují lysozym a různé antimikrobiální a cytotoxické látky, které mohou zničit fagocytované mikroorganismy a buňky. Mikroorganismy jsou usmrcovány buď mechanismy závislými na kyslíku, nebo mechanismy nezávislými na kyslíku.

1. Usmrcování závislé na kyslíku: Aktivované fagocyty produkují řadu reaktivních meziproduktů kyslíku (ROI) a reaktivních meziproduktů dusíku, které mají silnou antimikrobiální aktivitu. Ve fagocytárních buňkách probíhá metabolický proces známý jako respirační výbuch, který aktivuje membránově vázanou oxidázu za vzniku superoxidového aniontu, hydroxylových radikálů a peroxidu vodíku. Uvnitř fagolysozomu se také tvoří další silné antimikrobiální látky, jako je chlornan, oxid dusnatý atd. Všechny tyto látky vykazují výraznou antimikrobiální aktivitu proti bakteriím, plísním, parazitickým červům a prvokům.
2. Nezávislé zabíjení kyslíkem: Aktivované fagocytární buňky také syntetizují lysozym a různé hydrolytické enzymy (například katepsin G, elastázu, kolagenázu, katelicidiny a baktericidní protein indukující propustnost), jejichž degradační aktivity nevyžadují kyslík. Aktivované makrofágy navíc produkují skupinu antimikrobiálních a cytotoxických peptidů, obecně známých jako defensiny. Defensiny mohou zabíjet řadu bakterií, včetně Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa a Haemophilus influenzae. Aktivované makrofágy také vylučují tumor nekrotizující faktor α (TNF-α), cytokin, který má různé účinky a je cytotoxický pro některé nádorové buňky.

Krok 6: Eliminace neboli exocytóza

Natrávený obsah fagolyzozomu je poté vyloučen v procesu zvaném exocytóza.

.