Fagocitózis:

A fagocitózis az extracelluláris szemcsés anyagok, például betolakodó kórokozók vagy elhalt/elhaló sejtek fagocita sejtek általi bekebelezése, és az egyik fontos veleszületett védekezési mechanizmus. Elsősorban specializált sejtek, például makrofágok, neutrofilek és dendritikus sejtek végzik.

A fagocitózis az endocitózis egyik típusa, a többi az endocitózis receptor által közvetített endocitózis és a pinocitózis.

1. lépés: A fagocitasejtek aktiválása és kemotaxis

A fagocitózis első lépésében a fagocitákat az immunválasz során keletkező különféle anyagok vonzzák, és azok felé mozognak; ezt a folyamatot nevezzük kemotaxisnak.

A fagocitákat gyulladásos mediátorok (bakteriális termékek, citokinek, prosztaglandinok és komplementfehérjék) aktiválják. Az aktiválás növeli metabolikus és mikrobicid aktivitásukat. Az aktivált sejtek több glikoproteinreceptort is kifejeznek, amelyek segítik őket a fertőzések helyének elérésében, valamint a mikroorganizmusokhoz való szilárd kötődésben. Elsőként a neutrofilek jelennek meg, amelyeket később a makrofágok váltanak fel.

2. lépés: A behatoló mikrobák felismerése

A fagocitózis következő lépése az antigénnek a fagocitáló sejtek sejtmembránjához való tapadása. A megtapadás membránnyúlványokat, úgynevezett pszeudopodiákat indukál, amelyek a megtapadt anyag köré nyúlnak és bekebelezik azt.

A fagocitáló sejtek különböző receptorokat tartalmaznak, amelyek segítik őket a baktériumok/vírusok megtapadásában. Néhány ilyen receptor a következő:

• Mintázatfelismerő receptorok (PRR): A mintafelismerő receptorok felismerik a patogénnel kapcsolatos molekuláris mintákat (PAMP). Ezek közé tartoznak az olyan bakteriális molekulák, mint a peptidoglikán, a teichonsavak, a lipopoliszacharid, a mannánok, a flagellin, a pilin és a bakteriális DNS. Például a scavenger receptorok és a toll-like receptorok a PAMP-okhoz való kötődés után kötik meg és internalizálják a gram-pozitív és gram-negatív baktériumokat.

Az opsonin olyan molekula, amely mind az antigénhez, mind a makrofághoz kötődik, és fokozza a fagocitózist.

• Fc receptorok: A makrofágok és neutrofilek felszínén jelen lévő Fc-receptorok (FcR) az antigénekkel (baktériumsejt vagy vírus) komplexbe kötött antitestek, például IgG és IgM antitestek Fc-részével kötődnek. Ez az opsonizációnak nevezett folyamat fokozza a fagocitózist.

• Komplement receptorok (CR1): A fagocitáló sejteken jelen lévő komplementreceptorok kötődnek az antigén-antitest komplexekkel komplexált komplementfehérjékhez. Például a makrofágok rendelkeznek C3b-receptorokkal, és így olyan sejteket vagy komplexeket kötnek meg, amelyekhez C3b tapadt, ami fagocitózishoz vezet. A mannóz-kötő lektinek (MBL) szintén segítenek a fagocitózis fokozásában.

3. lépés: Lenyelés és a fagoszómák kialakulása

A csatolást követően az aktin filamentumok polimerizációja, majd depolimerizációja küldi ki az álpólusokat, hogy elnyeljék a mikrobát. A pszeudopódiumok összeolvadása az anyagot egy endocitikus vezikulába, az úgynevezett fagoszómába zárja, amely ezután belép az endocitikus feldolgozási útvonalba.

4. lépés: A fagoliszóma kialakulása

Az útvonal során a fagoszóma a sejt belseje felé halad, ahol egy lizoszómával fuzionálva fagoliszoszómát alkot.

5. lépés: Mikrobák elpusztítása és maradéktestek képződése

A lizoszómák lizozimet és különféle antimikrobiális és citotoxikus anyagokat tartalmaznak, amelyek képesek elpusztítani a fagocitált mikroorganizmusokat és sejteket. A mikroorganizmusok elpusztítása vagy oxigénfüggő, vagy oxigénfüggetlen mechanizmusok révén történik.

1. Oxigénfüggő elpusztítás: Az aktivált fagociták számos reaktív oxigén köztiterméket (ROI) és reaktív nitrogén köztiterméket termelnek, amelyek erős antimikrobiális aktivitással rendelkeznek. A fagocita sejtekben légzési robbanásként ismert metabolikus folyamat játszódik le, amely aktiválja a membránhoz kötött oxidázt, szuperoxid-aniont, hidroxilgyököket és hidrogén-peroxidot képezve. A fagoliszoszómán belül más erős antimikrobiális anyagok, például hipoklorit, nitrogén-oxid stb. is keletkeznek. Mindezek az anyagok kifejezett antimikrobiális aktivitást mutattak baktériumokkal, gombákkal, parazita férgekkel és protozoákkal szemben.
2. Oxigénfüggetlen ölés: Az aktivált fagocita sejtek lizozimet és különböző hidrolitikus enzimeket is szintetizálnak (például kathepszin G, elasztáz, kollagenáz, katelicidinek és baktericid permeabilitást indukáló fehérje), amelyek lebontó tevékenysége nem igényel oxigént. Ezenkívül az aktivált makrofágok antimikrobiális és citotoxikus peptidek egy csoportját termelik, amelyeket általában defenzineknek neveznek. A defenzinek számos baktériumot képesek elpusztítani, beleértve a Staphylococcus aureust, a Streptococcus pneumoniae-t, az Escherichia colit, a Pseudomonas aeruginosát és a Haemophilus influenzae-t is. Az aktivált makrofágok tumor nekrózis faktor α-t (TNF-α) is kiválasztanak, egy olyan citokint, amelynek számos hatása van, és egyes tumorsejtekre citotoxikus.

6. lépés: Elimináció vagy exocitózis

A fagoliszoszóma megemésztett tartalma ezután egy exocitózisnak nevezett folyamat során távozik.

A fagoliszoszóma megemésztett tartalma ezután távozik.