Fagocytose is een van de meest basale en tegelijkertijd de meest effectieve verdedigingsmechanismen van het menselijk lichaam. Het goed functioneren van het fagocytoseproces is een essentieel onderdeel van een goede immuunrespons. Ontdek wat fagocytose precies is, hoe fagocytose werkt, waarom fagocytose nodig is en welke effecten fagocytose-stoornissen kunnen hebben?

Fagocytoseis de opname van pathogenen, dode celfragmenten en kleine deeltjes door gespecialiseerde cellen die fagocyten worden genoemd. Fagocytose kan worden vergeleken met "opruimen" op cellulair niveau - het stelt cellen in staat zich te ontdoen van onnodige of gevaarlijke elementen.

Inhoud:

  1. Wat is fagocytose?
  2. De rol van fagocytose in het lichaam
  3. Welke cellen zijn in staat tot fagocytose?
  4. Fagocytose - typen
    • spontane (inheemse) fagocytose
    • gefaciliteerde fagocytose
  5. Fagocytose - stadia
  6. Fagocytose - en wat nu?
  7. Manieren om fagocytose door micro-organismen te voorkomen
  8. Fagocytose aandoeningen
    • Chronische granulomateuze ziekte
    • Chediak team- Higashi

Wat is fagocytose?

Fagocytose is een biologisch proces waarbij een cel vreemde deeltjes opneemt. Het fenomeen fagocytose komt veel voor bij veel levende organismen - de meest primitieve (bijv. protozoa) gebruiken fagocytose als een manier om voedsel uit de externe omgeving te halen.

Bij mensen wordt het vermogen om te fagocyteren voornamelijk gebruikt door de cellen van het immuunsysteem

Fagocytose behoort tot de mechanismen van aangeboren, d.w.z. niet-specifieke immuniteit. Het proces van fagocytose is daarom een ​​van de eerste en fundamentele verdedigingslinies van ons lichaam. Naast zijn rol in het immuunsysteem, is fagocytose van groot belang bij het handhaven van weefselhomeostase (of evenwicht).

Fagocytose maakt de verwijdering van dode en beschadigde cellen van het lichaamseigen lichaam mogelijk, wat op zijn beurt een efficiënte regeneratie en reconstructie van alle weefsels mogelijk maakt.

Fagocytose is een van de soorten endocytose, d.w.z. de overdracht van moleculen uit de externe omgevingbinnen in de cel. Bij fagocytose worden vaste deeltjes geabsorbeerd: de fagocytische cel omringt ze eerst met een fragment van zijn eigen celmembraan en trekt het vervolgens naar binnen. Hierdoor ontstaat een blaasje dat het geabsorbeerde deeltje bevat, een fagosoom genaamd.

De inhoud van het fagosoom wordt vervolgens verteerd met een verscheidenheid aan chemicaliën en enzymen. Het hele proces lijkt op het "opeten" van het deeltje door de cel, wat ook tot uiting komt in de term fagocytose.

De naam komt van het Griekse fageïne dat "eten, verslinden" betekent.

Fagocytose vindt constant in ons lichaam plaats - miljarden fagocyten "eten" constant gevaarlijke micro-organismen, fragmenten van dode cellen of onnodige deeltjes. Het is een veelvoorkomend, zij het uiterst gecompliceerd proces.

Correcte doelherkenning door de fagocytische cel en de juiste interactie tussen de fagocyt en het doelwit van "aanval" vereist de continue samenwerking van verschillende eiwitten, signaalmoleculen, antilichamen en helpercellen.

De rol van fagocytose in het lichaam

Het is niet moeilijk te raden dat de basistoepassing van het fagocytoseproces de verdediging van ons lichaam tegen ziekteverwekkers is. De penetratie van een infectieus agens in het lichaam start een cascade van signalen om fagocytische cellen naar de plaats van infectie te "roepen".

Acute ontsteking begint, waarvan de rol is om de ziekteverwekker te neutraliseren. Fagocyten stromen met het bloed naar de laesie en vormen een van de belangrijkste mechanismen van de primaire immuunrespons. Op de plaats van ontsteking "eten" fagocyten zowel ziekteverwekkers als beschadigde cellen.

Tijdens de infectie hebben we te maken met een andere, zeer belangrijke vorm van fagocytose. Het is de zogenaamde eferocytose.

Het proces van eferocytose houdt in dat stervende cellen worden ingeslikt terwijl de ontsteking afneemt. Zodra de fagocyten hun functie hebben vervuld en ziekteverwekkers hebben geëlimineerd, worden ze overbodig.

Dan sterven ze op natuurlijke wijze, gevolgd door eferocytose, betekent "het opruimen van het slagveld". Dit type fagocytose vermindert ontstekingen en stelt het lichaam in staat terug te keren naar de staat waarin het verkeerde vóór de infectie.

Op dit punt is het de moeite waard om te benadrukken dat het afsterven van cellen in ons lichaam een ​​continu proces is, niet alleen als gevolg van een infectie. Elke cel heeft een bepaalde levensduur, waarna deze sterft en wordt vervangen door een nieuwe. Het proces van geprogrammeerde celdood wordt apoptose genoemd.

Apoptose is een natuurlijk fenomeen dat ervoor zorgt dat onze weefsels zich voortdurend vernieuwen. Die stervende cellenkunnen worden vervangen door hun nieuwe tegenhangers, moeten ze eerst worden opgeruimd. Zoals je gemakkelijk kunt raden, is dit ook de taak van fagocyten.

Apoptotische (stervende) cellen zenden speciale signalen uit op het oppervlak van hun celmembranen, waardoor ze herkend en geneutraliseerd kunnen worden door fagocyten.

In dit geval vindt fagocytose plaats zonder ontsteking. We zien dus dat fagocytose niet alleen een verdedigingsmethode is tegen vreemde micro-organismen, maar ook een proces dat de ontwikkeling, hermodellering en vernieuwing van alle weefsels mogelijk maakt.

Welke cellen zijn in staat tot fagocytose?

Cellen die fagocytose kunnen uitvoeren, worden fagocyten genoemd. Afhankelijk van de efficiëntie en effectiviteit van fagocytose onderscheiden we de zogenaamde professionele en niet-professionele fagocyten

Niet-professionele fagocyten behandelen fagocytose "op regelmatige basis" - dit proces is niet hun hoofdtaak. Soms zijn er echter deeltjes / fragmenten van dode cellen in de buurt van deze cellen die moeten worden schoongemaakt.

Dan vertonen ze enige fagocytische activiteit, hoewel deze in vergelijking met professionele fagocyten aanzienlijk beperkt en minder effectief is. Veel soorten cellen worden geclassificeerd als niet-professionele fagocyten, incl. epitheelcellen, sommige bindweefselcellen en ook het vasculaire endotheel

Professionele fagocyten zijn de belangrijkste cellen die verantwoordelijk zijn voor fagocytose in ons lichaam. Onder hen onderscheiden we voornamelijk neutrofielen, monocyten en macrofagen. Deze cellen behoren tot de familie van leukocyten, of witte bloedcellen, die voornamelijk immuunfuncties vervullen. Alle drie de soorten professionele fagocyten zijn gespecialiseerd in fagocytose, hoewel elk het iets anders uitvoert.

Neutrofielen zijn de belangrijkste cellen die verantwoordelijk zijn voor de vorming van acute ontstekingen. Normaal circuleren neutrofielen met het bloed door het lichaam. Wanneer een infectie begint, clusteren deze cellen onmiddellijk in de ziektefocus. Door neutrofielen gemedieerde fagocytose is snel en intens: deze cellen hebben een breed scala aan manieren om geabsorbeerde pathogenen te inactiveren.

Monocyten circuleren, net als neutrofielen, in de bloedbaan, maar kunnen de bloedbaan verlaten en verschillende weefsels koloniseren. De rijpe monocyten transformeren vervolgens in weefselmacrofagen. Door macrofagen gemedieerde fagocytose is minder snel en veel langzamer. Macrofagen zijn de belangrijkste verzameling cellen die worden aangetroffen op plaatsen met chronische ontstekingen.

Fagocytose - typen

Fagocytose is een ingewikkeld proces dat afhankelijk is vanhet type fagocytische cel, het fagocytische object en vele intermediaire moleculen. Er zijn twee basale fagocytoseroutes:

  • spontane (natieve) fagocytose

Dit is een relatief langzaam optredende fagocytose die zelden betrokken is bij de antimicrobiële respons. De rol van spontane fagocytose is het verwijderen van dode cellen en het "opruimen" van onnodige elementen in de weefsels. Om spontane fagocytose te initiëren, is het noodzakelijk om de zogenaamde "scavenger-receptoren" die voornamelijk aanwezig zijn op macrofagen. Dit type fagocytose is ontstekingsremmend van aard.

  • gefaciliteerde fagocytose

Gefaciliteerde fagocytose is veel sneller en efficiënter dan spontane fagocytose. Hierdoor is het zeer effectief in het vernietigen van ziekteverwekkers. Om het fagocytoseproces zo intensief te laten plaatsvinden, zijn - zoals de naam al doet vermoeden - enkele voorzieningen nodig.

Hoe kunnen fagocyten hun activiteit vergemakkelijken? Een van de meest gebruikelijke methoden is speciale "markering" van objecten die moeten worden weggegooid. Dit proces wordt opsonisatie genoemd.

De essentie van opsonisatie is de hechting van bepaalde moleculen aan het oppervlak van het micro-organisme. Deze "gemarkeerde" ziekteverwekker wordt snel aangevallen en vernietigd door de voedselcellen. De moleculen die opsonisatie mogelijk maken, worden opsoninen genoemd. Dit zijn voornamelijk antilichamen en componenten van de zogenaamde complementsysteem

Opsoninen herkennen ziekteverwekkers efficiënt, markeren ze en vergemakkelijken zo het verloop van het fagocytoseproces aanzienlijk.

Fagocytose - stadia

We weten al welke cellen, wanneer en waarom, te maken hebben met fagocytose. Laten we daarom proberen het verloop van dit proces goed te volgen:1. Activering en instroom van fagocyten naar de plaats van infectieDe penetratie van het micro-organisme in het lichaam veroorzaakt de onmiddellijke stimulatie van het immuunsysteem. Cellen in de infectiepoort beginnen een signaal uit te zenden van een bestaande dreiging.

De boodschappermoleculen (voornamelijk de zogenaamde pro-inflammatoire cytokines) worden door de bloedbaan verspreid. Op deze manier "ontdekken" de fagocyten dat ze geïnfecteerd zijn geraakt en worden ze geactiveerd.

De geactiveerde fagocyten bereiken de plaats van infectie met het bloed. De efficiënte instroom van fagocyten naar de juiste locatie is mogelijk dankzij de zogenaamde chemotaxis. Het is het proces van gerichte celbeweging onder invloed van chemische signalen.

Actieve fagocyten hebben ook het vermogen om door de wanden van bloedvaten te gaan, waardoor een ontstekingsinfiltraat ontstaat op de plaats van deinfecties

2. Pathogeen diagnose

Wanneer fagocyten de infectieplaats bereiken, beginnen ze ziekteverwekkers te herkennen. Dit proces wordt vaak vergemakkelijkt door andere moleculen (zie rubriek 4 voor gefaciliteerde fagocytose). Elke fagocyt heeft op het oppervlak van zijn celmembraan de zogenaamde receptoren of eiwitten die de herkenning van verschillende moleculen mogelijk maken.

Wanneer de receptoren die verantwoordelijk zijn voor het herkennen van micro-organismen worden gestimuleerd, bindt de fagocyt zich nauw aan het doelwit van zijn aanval.

3. Absorptie van de ziekteverwekker

De fagocyt die "vastzit" aan de ziekteverwekker begint het proces van absorptie. Het celmembraan van fagocyten begint de ziekteverwekker te omringen en "klimt" langs de randen. Hierdoor ontstaat een blaasje dat het micro-organisme bevat. Dit blaasje, het fagosoom genaamd, bevindt zich nu in de fagocytische cel. Om het micro-organisme volledig te neutraliseren, is het noodzakelijk om de inhoud van het fagosoom te vernietigen.

Vertering van fagosoominhoud

Om de inhoud van het fagosoom te laten verteren, is het noodzakelijk om spijsverteringsenzymen aan het binnenste af te leveren. Dergelijke enzymen worden opgeslagen in speciale blaasjes die lysosomen worden genoemd.

De laatste fase van fagocytose vereist daarom het combineren van de inhoud van lysosomen met de inhoud van het fagosoom - dit is hoe de zogenaamde fagolysosoom

De enzymen in de lysosomen kunnen de meeste complexe chemicaliën afbreken, wat resulteert in de vernietiging van het micro-organisme. De eliminatie van de ziekteverwekker met de deelname van spijsverteringsenzymen wordt zuurstofonafhankelijk genoemd.

Zoals je gemakkelijk kunt raden, is er ook een zuurstofafhankelijke eliminatie. Het is veel sneller en effectiever, maar slechts enkele fagocyten kunnen het. Zuurstofafhankelijke eliminatie vindt alleen plaats in cellen met het vermogen om de zogenaamde "zuurstofexplosie"

Een zuurstofexplosie is een plotseling vrijkomen van zeer actieve zuurstofsoorten (bijv. waterstofperoxide), die een sterk antimicrobieel effect heeft. Een zuurstofexplosie begint een reeks chemische reacties die leiden tot de snelle eliminatie van ziekteverwekkers. Zuurstofafhankelijke microbiële vernietiging is voornamelijk kenmerkend voor neutrofielen.

Fagocytose - en wat nu?

Het fagocytoseproces eindigt met de vertering van het fagosoom in de cel. Wat gebeurt er naast het puin van de vernietigde deeltjes? De fagocytische cel verwijdert de meeste onnodige producten door ze simpelweg naar buiten te "gooien". Een deel van het materiaal dat overblijft na de vertering kan echter zeer nuttig zijn.

Sommige fagocyten spelen ook andere rollen in het immuunsysteem. Een goed voorbeelder zijn macrofagen die zich naast fagocytose ook bezighouden met de zgn presentatie van antigenen. Antigeenpresentatie is gebaseerd op het tonen van fragmenten van andere immuuncellen van vernietigde micro-organismen.

De macrofaag, nadat de fagocytose van de ziekteverwekker is voltooid, legt een deel van het fagocytische materiaal op het oppervlak bloot en "reist" er vervolgens mee door het lichaam.

Elke cel van het immuunsysteem die hij tegenkomt "leert" hierdoor hoe een bepaalde ziekteverwekker te herkennen. Dit fenomeen is uiterst belangrijk bij het bouwen van efficiënte mechanismen voor antimicrobiële verdediging.

Het is ook de moeite waard om te weten dat het fagocytoseproces niet altijd eindigt met de uiteindelijke vernietiging van het micro-organisme. Er zijn ziekteverwekkers die kunnen overleven in fagosomen dankzij speciaal ontwikkelde afweermechanismen. Een goed voorbeeld zijn de tuberculosebacillen, die jarenlang in macrofagen kunnen overleven.

Manieren om fagocytose door micro-organismen te voorkomen

Fagocytose als een manier om "biologische tegenstanders" te elimineren is een heel oud mechanisme. Om deze reden zijn sommige micro-organismen erin geslaagd manieren te ontwikkelen om fagocytose te vermijden of te overleven. Hier zijn hun voorbeelden:

  • doden van fagocyten

De gemakkelijkste manier om fagocytose te voorkomen lijkt te zijn om de cel die het veroorzaakt te neutraliseren. Sommige micro-organismen hebben het vermogen om stoffen te produceren die fagocyten onomkeerbaar beschadigen. Een voorbeeld van zo'n pathogeen is staphylococcus aureus (LatijnStaphylococcus aureus ), die toxines produceert die, door het celmembraan van fagocyten te vernietigen, hun dood veroorzaken.

  • uitdoving van de ontstekingsreactie

Ontsteking in de infectiepoort vergemakkelijkt de overdracht van een infectiesignaal. Dankzij dit is activering en aankomst van fagocyten op de juiste locatie mogelijk. Er zijn ziekteverwekkers die zichzelf zo kunnen maskeren dat ze niet worden herkend door het immuunsysteem van de gastheer en om ontstekingen te voorkomen.

  • opsonisatie vermijden

Opsonisatie, of speciale "etikettering" van pathogenen, is een van de meest effectieve manieren om fagocytose te vergemakkelijken. Geen wonder dat microben het proberen te vermijden. Sommige stammen van stafylokokken kunnen opsoninen vernietigen of ze op hun oppervlak verbergen.

  • fagocytherkenning vermijden

Om het fagocytoseproces te laten beginnen, is het noodzakelijk om de schadelijkheid van een bepaald micro-organisme door de fagocyt te herkennen. Sommige pathogenen, zoals spirochetenTreponema pallidumveroorzakenSyfilis kan antigenen die vergelijkbaar zijn met de gastheercellen aan hun oppervlak hechten. Het immuunsysteem herkent ze dan als zijn eigen, waardoor ziekteverwekkers fagocytose kunnen voorkomen.

  • blokkering van fagosoomproductie

Een van de belangrijkste stadia van fagocytose is het omringen van het aangevallen micro-organisme met een blaasje, dat vervolgens in de cel wordt opgenomen. In de natuur zijn er echter veel manieren om het te vermijden. Sommige microben produceren stoffen die de fagosoomwand afbreken. Een ander mechanisme wordt gebruikt door de blauwe oliestick ( Pseudomonas aeruginosa ). Deze bacterie produceert een gladde laag (biofilm) om zich heen, waardoor de vorming van deze bel wordt voorkomen.

  • overleving in de fagocyt

Fagolysosoom wordt de laatste habitat van pathogenen tijdens fagocytose. De omgeving is uiterst vijandig; het zit vol enzymen en dodelijke stoffen. Micro-organismen kunnen echter mechanismen ontwikkelen waardoor ze zelfs in zulke moeilijke omstandigheden kunnen overleven. Een voorbeeld is de tuberculose ( Mycobacterium tuberculosis ). Deze bacterie heeft een speciaal celmembraan ontwikkeld met een zeer hoog vetgeh alte dat niet wordt aangetast door standaard spijsverteringsenzymen.

  • ontsnapping uit het fagosoom

Hoe ongelooflijk het ook klinkt om aan het fagosoom te ontsnappen, er zijn inderdaad microben die zo'n slim verdedigingsmechanisme hebben ontwikkeld. Listeria monocytogenes produceert stoffen die de fagosoomwand kunnen vernietigen. Bovendien kan deze ziekteverwekker, nadat hij uit het fagosoom is ontsnapt, zich binnen de fagocyt vermenigvuldigen en ook verder buiten zijn grenzen komen.

Fagocytose aandoeningen

Een goed verlopend fagocytoseproces is van fundamenteel belang voor het goed functioneren van het immuunsysteem. Verstoringen in sommige stadia van fagocytose liggen ten grondslag aan immunodeficiëntieziekten. Voorbeelden van dergelijke ziekten zijn:

  • Chronische granulomateuze ziekte

De oorzaak van chronische granulomateuze ziekte is een stoornis van fagocytose in het stadium van het genereren van een zuurstofstoot. Het ontbreken van een geschikt enzym (het zogenaamde NADPH-oxidase) verhindert de vorming van reactieve zuurstofsoorten, die op hun beurt geen snelle en effectieve eliminatie van micro-organismen mogelijk maken.

Schade aan het enzym heeft een genetische achtergrond, dus er is nog geen causale behandeling van de ziekte. In de loop van chronische granulomateuze ziekte ontwikkelen zich frequente infecties, abcessen en granulomen als gevolg van het ontoereikende intracellulaire eliminatiesysteem.ziekteverwekkers

  • Chediak- Higashi Team

Bij het Chediak-Higashi-syndroom is er een defect in fagocytose in het stadium van de fagosoom-lysosoomverbinding. Een genetische mutatie van een van de eiwitten verhindert de overdracht van spijsverteringsenzymen naar het blaasje dat de ziekteverwekker bevat, waardoor de eliminatie ervan wordt voorkomen.

Naast een significante aantasting van de immuniteit, zijn ook albinisme en verstoringen in het functioneren van het zenuwstelsel kenmerkend voor het Chediak-Higashi-syndroom.

Over de auteur src="uklad-odpornosciowy/8294129/fagocytoza_-_czym_jest_i_jak_przebiega_rola_fagocytozy_w_organizmie_2.jpg.webp" />Krzysztof BialaziteEen medische student aan het Collegium Medicum in Krakau, die langzaam de wereld betreedt van constante uitdagingen van het werk van de dokter. Ze is vooral geïnteresseerd in gynaecologie en verloskunde, kindergeneeskunde en leefstijlgeneeskunde. Liefhebber van vreemde talen, reizen en bergwandelen.

Lees meer artikelen van deze auteur

Categorie:

Immuunsysteem