Fagocytose:

Fagocytose er indtagelse af ekstracellulært partikulært materiale som f.eks. invaderende patogener eller døde/døende celler af fagocytiske celler og er en af de vigtige medfødte forsvarsmekanismer. Den udføres primært af specialiserede celler, såsom makrofager, neutrofile og dendritiske celler.

Fagocytose er en type endocytose, andre typer er receptormedieret endocytose og pinocytose.

Trin 1: Aktivering af fagocytiske celler og kemotaxis

I det første trin af fagocytose tiltrækkes fagocytter af og bevæger sig mod en række stoffer, der genereres i immunforsvaret; denne proces kaldes kemotaxis.

Restende fagocytter aktiveres af inflammatoriske mediatorer (bakterieprodukter, cytokiner, prostaglandiner og komplementproteiner). Aktiveringen øger deres metaboliske og mikrobicidale aktivitet. Aktiverede celler udtrykker også flere glykoproteinreceptorer, som hjælper dem med at nå frem til infektionsstedet og med at binde sig fast til mikroorganismer. Neutrofile er de første, der optræder, og de erstattes senere af makrofager.

Trin 2: Genkendelse af invaderende mikrober

Det næste trin i fagocytose er vedhæftningen af antigenet til de fagocytiske cellers cellemembran. Vedhæftningen inducerer membranfremspring, kaldet pseudopodier, til at strække sig omkring det vedhæftede materiale og indtage det.

Fagocytiske celler indeholder forskellige receptorer, som hjælper dem med at binde sig til bakterier/virus. Nogle af disse receptorer er:

• Mønstergenkendelsesreceptorer (PRR): Mønstergenkendelsesreceptorer genkender patogen-associerede molekylære mønstre (PAMP’er). Disse omfatter bakteriemolekyler såsom peptidoglykan, teichoiske syrer, lipopolysaccharid, mannaner, flagellin, pilin og bakterie-DNA. F.eks. binder og internaliserer scavengerreceptorer og toll-like receptorer grampositive og gramnegative bakterier efter binding med PAMP’er.

Opsonin er et molekyle, der binder sig til både antigen og makrofag og forstærker fagocytose.

• Fc-receptorer: Fc-receptorer (FcR), der findes på overfladen af makrofager og neutrofiler, binder sig til Fc-delen af antistoffer som IgG og IgM, der er komplekseret med antigener (bakteriecelle eller virus). Denne proces, der kaldes opsonisering, fremmer fagocytose.

• Komplementreceptorer (CR1): Komplementreceptorer, der findes på de fagocytiske celler, binder sig til komplementproteiner, der er komplekseret med antigen-antistofkomplekser. Makrofager har f.eks. receptorer for C3b og binder således celler eller komplekser, som C3b har klæbet sig til, hvilket fører til fagocytose. Mannosebindende lektiner (MBL) bidrager også til at øge fagocytosen.

Stræk 3: Indtagelse og dannelse af fagosomer

Efter tilhæftning sender polymerisering og derefter depolymerisering af aktinfilamenter pseudopoderne ud for at opsluge mikroben. Fusion af pseudopodierne omslutter materialet i en endocytisk vesikel kaldet et fagosom, som derefter går ind i den endocytiske behandlingsvej.

Stræk 4: Dannelse af fagolysom

I denne vej bevæger et fagosom sig mod cellens indre, hvor det fusionerer med et lysosom for at danne et fagolysosom.

Strin 5: Mikrobiologisk aflivning og dannelse af restlegemer

Lysosomer indeholder lysozym og forskellige antimikrobielle og cytotoksiske stoffer, der kan ødelægge fagocyterede mikroorganismer og celler. Mikroorganismer dræbes enten ved oxygenafhængige eller oxygenuafhængige mekanismer.

1. Oxygenafhængig dræning: Aktiverede fagocytter producerer en række reaktive iltintermediater (ROI’er) og reaktive nitrogenintermediater, som har potent antimikrobiel aktivitet. En metabolisk proces, der er kendt som respiratorisk udbrud, finder sted i fagocytiske celler, som aktiverer membranbunden oxidase, der danner superoxidanioner, hydroxylradikaler og hydrogenperoxid. Der dannes også andre potente antimikrobielle stoffer som hypoklorit, nitrogenoxid osv. inde i phagolysosomet. Alle disse stoffer udviste markant antimikrobiel aktivitet mod bakterier, svampe, parasitære orme og protozoer.
2. Syreuafhængig aflivning: Aktiverede fagocytiske celler syntetiserer også lysozym og forskellige hydrolytiske enzymer (f.eks. cathepsin G, elastase, kollagenase, cathelicidiner og baktericid permeabilitetsinducerende protein), hvis nedbrydende aktiviteter ikke kræver ilt. Desuden producerer aktiverede makrofager en gruppe antimikrobielle og cytotoksiske peptider, almindeligvis kendt som defensiner. Defensiner kan dræbe en række forskellige bakterier, herunder Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa og Haemophilus influenzae. Aktiverede makrofager udskiller også tumornekrosefaktor α (TNF-α), et cytokin, der har en række forskellige virkninger og er cytotoksisk for nogle tumorceller.

Strin 6: Eliminering eller exocytose

Det fordøjede indhold af phagolysosomet elimineres derefter i en proces kaldet exocytose.