- egenskaber
- Uddannelse
- Endocytose og fagosom
- fagolysosomet
- Restkrop
- Funktioner
- Eliminering af patogener
- Betændelse
- Præsentation af antigener
- Ernæring
- Celle eliminering
- Referencer
Et fagosom, også kendt som en endocytisk vesikel, er en vesikel dannet som en invagination af plasmamembranen for at omfatte en fagocytisk partikel eller mikroorganisme. Phagocytose er den eneste fodringsmetode for nogle protister og bruges også til dette formål af nogle lavere metazoans.
Hos de fleste dyr opretholdes den fagocytiske funktion af nogle celler imidlertid, men de ophører med at have en ernæringsfunktion til at blive en ikke-specifik beskyttelsesmekanisme mod patogener samt til eliminering af døde eller senescent celler.
Grundlæggende illustration af fagocytose. Taget og redigeret fra: GrahamColm på engelsk Wikipedia.
Fagosomet, dannet under fagocytose, vil derefter smelte sammen til et lysosom for at give anledning til et fagolysosom. I denne finder fordøjelsen af det indtagne materiale sted. På denne måde kan kroppen fange og dræbe bakterier. Nogle af disse er imidlertid i stand til at overleve og trives endda inden for fagosomer.
egenskaber
For at phagosomer kan dannes, skal patogener eller opsoniner binde til en transmembranreceptor, som er tilfældigt fordelt på overfladen af fagocytceller.
Opsoniner er molekyler, der tjener som mærker, såsom antistoffer, der binder til patogener og regulerer processen med fagocytose.
Fordi fagosomet dannes som en invagination af plasmamembranen, vil dets membran have den samme basiske sammensætning af lipid-dobbeltlaget.
Phagosomer har membranbundne proteiner til rekruttering og smeltning med lysosomer til dannelse af modne fagolysosomer
Uddannelse
Phagocytose er en sekventiel proces, der inkluderer adskillige trin, såsom: kemotaxis, adhæsion, endocytose, dannelse af fagosomet, dannelse af fagolysosomet, forsuring af fagolysosomet, dannelse af reaktive iltmetabolitter, aktivering af lysosomale hydrolaser, frigivelse af det fordøjede materiale, dannelse af det fordøjede materiale resterende krop og til sidst eksocytose.
Endocytose og fagosom
Endocytose er den mekanisme, hvormed partikler eller mikroorganismer går fra ydersiden til inde i cellerne. Denne proces kan optimeres ved opsinisering af partiklerne og forekommer generelt gennem receptorer placeret i clathrinbelagte regioner af membranen.
Processen involverer invagination af plasmamembranen, hvilket giver anledning til den fagocytiske vakuol. Vedhæftningen af partiklerne eller mikroorganismerne til membranen forårsager actinpolymerisation og også dannelse af pseudopodia. Disse pseudopoder omgiver det materiale, der skal indtages, og smeltes bag det.
Under denne proces er deltagelsen af flere proteiner vigtig, såsom kinase C, phosphoinositid 3-kinase og phospholipase C. Når invaginationen ender med at lukke, dannes en vesikel eller fagosom, der adskiller sig fra membranen og trækker mod inde i cellen.
fagolysosomet
Kort efter dannelse af fagosom forekommer F-actindepolymerisation, som oprindeligt er forbundet med fagosomet. Membranen i denne celle bliver tilgængelig for tidlige endosomer.
Derefter bevæger fagosomet sig langs mikrotubulierne i cytoskelettet, mens de gennemgår en række fusions- og fissionbegivenheder, hvor forskellige proteiner såsom annexiner og rap7, rap5 og rap1 GTPaser er involveret.
Disse begivenheder får phagosommembranen og dens indhold modne og kan smelte sammen med sene endosomer og senere med lysosomer for at danne phagolysosome.
Den hastighed, med hvilken phagosom- og lysosom-sikring afhænger af arten af den indtagne partikel, men det tager generelt 30 minutter at gøre det. Denne fusion kræver ikke nødvendigvis, at membranerne samles fuldstændigt for, at fagolysosomet dannes.
I nogle tilfælde opnås overgangen mellem fagosomet og lysosomet gennem smalle vandige broer. Disse broer tillader kun begrænset udveksling af indholdet af begge strukturer.
Restkrop
Når hydrolysen af partiklen eller mikroorganismen har fundet sted, frigives de resulterende molekyler i cytosolen i cellen, og affaldsmaterialet forbliver indeholdt i vesiklen, der bliver en resterende krop.
Senere frigøres dette affaldsmateriale uden for cellen gennem en procedure, der kaldes exocytose.
Funktioner
Eliminering af patogener
Phagosomer kendt som makrofager og neutrofiler kaldes professionelle fagocytter og er de celler, der er ansvarlige for det meste af indfangning og eliminering af patogener. Disse to typer celler har forskellige metoder til nedbrydning af bakterier.
Neutrofiler producerer giftigt ilt såvel som chloderivater for at dræbe bakterier samt anvendelse af proteaser og antimikrobielle peptider. Makrofager er på deres side mere afhængige af forsuringen af fagolysosomer såvel som brugen af proteolytiske og glykolytiske enzymer til at ødelægge patogener.
Betændelse
Fagosomdannelsesprocessen er relateret til inflammationsprocesser gennem almindelige signalmolekyler. PI-3-kinase og phospholipase C deltager for eksempel i dannelsen af fagosomer og er også vigtige komponenter i det medfødte immunrespons.
Disse proteiner inducerer produktion af pro-inflammatoriske cytokiner i en strengt reguleret proces, og hvis inflammatoriske respons afhænger af typen af partikel, der er omfattet inden for fagosomet.
Præsentation af antigener
Umodne dendritiske celler er i stand til fagocytose af patogene elementer. Fagosomerne i disse celler nedbryder kun delvist de fagocytoserede patogener.
Som et resultat af denne delvise nedbrydning resulterer proteinfragmenter af tilstrækkelig størrelse til specifik bakteriegenkendelse. Disse fragmenter er målrettet mod det vigtigste histokompatibilitetskompleks og anvendes til at aktivere T-celler til immunrespons.
Ernæring
Mange protister bruger fagocytose som fodringsmekanisme. I nogle tilfælde er dette endda deres eneste mekanisme til at få næringsstoffer. I disse tilfælde er den tid, der er gået mellem at opsuge fødevarepartiklen og fordøje den inden for fagosomet, meget kortere end den, der anvendes af professionelle fagocytter.
Stadier af fagocytose i Amoeba. Taget og redigeret fra: Miklos.
Celle eliminering
Phagosomer er ansvarlige for eliminering af gamle og apoptotiske celler som en mekanisme til opnåelse af vævshomeostase. For eksempel har røde blodlegemer en af de højeste omsætningshastigheder i kroppen. Således phagocytoseres senescent erythrocytter af makrofager placeret i leveren og milten.
Referencer
- G. Karp (2008). Celle- og molekylærbiologi. Begreber og eksperimenter. 5. udgave. John Wiley & Sons, Inc.
- SL Wolfe (1977). Cellebiologi. Ediciones Omega, SA
- O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2003). Phagocytose: mekanismer og konsekvenser. Første del. Biokemi.
- O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2004). Phagocytose: mekanismer og konsekvenser. Anden del. Biokemi.
- O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2004). Phagocytose: mekanismer og konsekvenser. Tredje del. Biokemi.
- Fagosom. På Wikipedia. Gendannet fra en.wilipedia.org
- Phagosome: Hvad er det? Dannelse, struktur, funktion, modningsproces og bakteriel manipulation. Gendannes fra arribasalud.com