Fagositoz, insan vücudunun en temel ve aynı zamanda en etkili savunma mekanizmalarından biridir. Fagositoz sürecinin düzgün işleyişi, uygun bir bağışıklık tepkisinin temel bir bileşenidir. Tam olarak fagositozun ne olduğunu, fagositozun nasıl çalıştığını, neden fagositoza ihtiyaç duyulduğunu ve fagositoz bozukluklarının ne gibi etkileri olabileceğini öğrenin.
Fagositoz, patojenlerin, ölü hücre parçalarının ve küçük partiküllerin fagosit adı verilen özel hücreler tarafından yutulmasıdır. Fagositoz, hücresel düzeyde "temizlik" ile karşılaştırılabilir - hücrelerin gereksiz veya tehlikeli unsurlardan kurtulmasını sağlar.
İçindekiler:
- Fagositoz nedir?
- Fagositozun vücuttaki rolü
- Hangi hücrelerin fagositoz yapma yeteneği vardır?
- Fagositoz - türleri
- spontan fagositoz (sözde doğal)
- kolaylaştırılmış fagositoz
- Fagositoz - aşamalar
- Fagositoz - ve sonra ne olacak?
- Mikroorganizmalar tarafından fagositozdan kaçınmanın yolları
- Fagositoz bozuklukları
- Kronik Granülomatöz Hastalık
- Chediak-Higashi sendromu
Fagositoz nedir?
Fagositoz, yabancı partiküllerin hücre tarafından emildiği biyolojik bir süreçtir. Fagositoz fenomeni birçok canlı organizmada yaygındır - en ilkel olanlar (örneğin protozoa) dış çevreden yiyecek almanın bir yolu olarak fagositozu kullanır.
İnsanlarda, fagositoz yeteneği esas olarak bağışıklık sisteminin hücreleri tarafından kullanılır.
Fagositoz, doğuştan gelen veya spesifik olmayan bağışıklık mekanizmalarına aittir. Fagositoz süreci bu nedenle vücudumuzun ilk ve temel savunma hatlarından biridir. Bağışıklık sistemindeki rolüne ek olarak, fagositoz, doku homeostazının (veya dengenin) korunmasında büyük önem taşır.
Fagositoz, vücudun kendi vücudundaki ölü ve hasarlı hücrelerin uzaklaştırılmasına ve dolayısıyla tüm dokuların verimli bir şekilde yenilenmesine ve yeniden yapılandırılmasına olanak tanır.
Fagositoz, endositoz türlerinden biridir, yani moleküllerin dış ortamdan hücrenin içine aktarılması. Fagositozda katı parçacıklar emilir: fagositik hücre önce onları kendi hücre zarının bir parçasıyla çevreler ve sonra içine çeker. Bu, fagozom adı verilen emilmiş bir partikül içeren bir vezikül oluşturur.
Fagozom içeriği daha sonra çeşitli kimyasallar ve enzimlerle sindirilir. Tüm süreç, parçacığın hücre tarafından "yemesine" benzer, bu da fagositoz terimine de yansır.
Adı, "yemek, yutmak" anlamına gelen Yunanca fageinden geliyor.
Vücudumuzda her zaman fagositoz meydana gelir - milyarlarca fagosit sürekli olarak tehlikeli mikroorganizmaları, ölü hücre parçalarını veya gereksiz parçacıkları "yiyor". Son derece karmaşık olsa da yaygın bir süreçtir.
Hedefin fagositik hücre tarafından doğru şekilde tanınması ve fagosit ile "saldırı" hedefi arasındaki uygun etkileşim, çeşitli proteinlerin, sinyal moleküllerinin, antikorların ve yardımcı hücrelerin sürekli işbirliğini gerektirir.
Fagositozun vücuttaki rolü
Fagositoz sürecinin temel uygulamasının vücudumuzun patojenlere karşı savunması olduğunu tahmin etmek zor değildir. Enfeksiyöz bir ajanın vücuda nüfuzu, fagositik hücreleri enfeksiyon bölgesine "çağırmak" için bir dizi sinyal başlatır.
Rolü patojeni nötralize etmek olan akut iltihaplanma başlar. Fagositler, birincil immün yanıtın en önemli mekanizmalarından birini oluşturan lezyona kanla birlikte akarlar. Enflamasyon bölgesinde, fagositler hem patojenleri hem de onlar tarafından hasar gören hücreleri "yerler".
Enfeksiyon sırasında, çok önemli başka bir fagositoz türü ile karşı karşıyayız. Sözde eferositozdur.
Eferositoz süreci, iltihap azaldığında ölen hücrelerin yutulmasını içerir. Fagositler işlevlerini yerine getirip patojenleri elimine ettiklerinde gereksiz hale gelirler.
Sonra doğal olarak ölürler, ardından eferositoz veya "savaş alanını temizlerler". Bu tip fagositoz iltihabı azaltır ve vücudun enfeksiyon öncesi durumuna dönmesine izin verir.
Bu noktada, vücudumuzdaki hücrelerin ölmesinin sadece enfeksiyon sonucu değil, sürekli bir süreç olduğunu vurgulamakta fayda var. Her hücrenin belirli bir ömrü vardır, ardından ölür ve yenisiyle değiştirilir. Programlanmış hücre ölümü sürecine apoptoz denir.
Apoptoz, dokularımızın sürekli yenilenmesini sağlayan doğal bir fenomendir. Ölmekte olan hücrelerin yeni emsalleriyle değiştirilebilmesi için önce temizlenmesi gerekir. Kolayca tahmin edebileceğiniz gibi, bu aynı zamanda fagositlerin görevidir.
Apoptotik (ölmekte olan) hücreler, hücre zarlarının yüzeyine fagositler tarafından tanınmalarını ve nötralizasyonlarını sağlayan özel sinyaller yayarlar.
Bu durumda fagositoz, iltihaplanma olmadan gerçekleşir. Böylece fagositozun sadece yabancı mikroorganizmalara karşı bir savunma yöntemi olmadığını, aynı zamanda tüm dokuların gelişmesine, yeniden şekillenmesine ve yenilenmesine izin veren bir süreç olduğunu görüyoruz.
Hangi hücrelerin fagositoz yapma yeteneği vardır?
Fagositoz yapabilen hücrelere fagosit denir. Fagositozun etkinliğine ve etkinliğine bağlı olarak, sözde ayırt ediyoruz profesyonel ve profesyonel olmayan fagositler.
Profesyonel olmayan fagositler fagositozla "ara sıra" ilgilenir - bu işlem onların ana görevi değildir. Ancak bazen, bu hücrelerin yakınında temizlenmesi gereken ölü hücre parçacıkları / parçaları vardır.
Daha sonra belirli bir fagositik aktivite gösterirler, ancak profesyonel fagositlerle karşılaştırıldığında önemli ölçüde sınırlı ve daha az etkilidir. Pek çok hücre türü profesyonel olmayan fagositler olarak sınıflandırılır. epitel hücreleri, bazı bağ dokusu hücreleri ve ayrıca vasküler endotel.
Profesyonel fagositler, vücudumuzdaki fagositozdan sorumlu ana hücrelerdir. Bunlar arasında, esas olarak nötrofilleri, monositleri ve makrofajları ayırt ederiz. Bu hücreler, esas olarak bağışıklık fonksiyonlarını yerine getiren lökosit ailesine veya beyaz kan hücrelerine aittir. Her üç profesyonel fagosit türü de fagositozda uzmanlaşmıştır, ancak her biri onu biraz farklı şekilde yürütür.
Nötrofiller, akut enflamasyonun gelişmesinden sorumlu ana hücrelerdir. Normal şartlar altında, nötrofiller vücutta kanla dolaşır. Bir enfeksiyon başladığında, bu hücreler hemen hastalık odağında kümelenir. Nötrofil aracılı fagositoz hızlı ve yoğundur: bu hücrelerin emilen patojenleri inaktive etmek için çok çeşitli yolları vardır.
Nötrofiller gibi monositler de kan dolaşımında dolaşırlar, ancak kan dolaşımını terk edebilir ve çeşitli dokuları kolonize edebilirler. Olgun monositler daha sonra doku makrofajlarına dönüşür. Makrofaj aracılı fagositoz daha az hızlı ve çok daha yavaştır. Makrofajlar, kronik inflamasyon bölgelerinde bulunan ana hücre havuzudur.
Fagositoz - türleri
Fagositoz, fagositik hücre tipine, fagositoza uğrayan nesneye ve birçok aracı moleküle bağlı olan karmaşık bir süreçtir. İki temel fagositoz yolu vardır:
- spontan fagositoz (sözde doğal)
Antimikrobiyal yanıtta nadiren yer alan nispeten yavaş oluşan bir fagositozdur. Spontan fagositozun rolü, ölü hücreleri uzaklaştırmak ve dokulardaki gereksiz öğeleri "temizlemek" dir. Spontan fagositozu başlatmak için, sözde uyarmak gerekir. "çöpçü reseptörler" esas olarak makrofajlarda bulunur. Bu tip fagositoz, doğası gereği antiinflamatuardır.
- kolaylaştırılmış fagositoz
Kolaylaştırılmış fagositoz, spontan fagositoza göre çok daha hızlı ve daha etkilidir. Sonuç olarak, patojenlerin yok edilmesinde oldukça etkilidir. Fagositoz işleminin bu kadar yoğun bir şekilde gerçekleşmesi için - adından da anlaşılacağı üzere - bazı tesisler gereklidir.
Fagositler faaliyetlerini nasıl kolaylaştırabilir? En yaygın yöntemlerden biri, atılması gereken nesnelerin özel "işaretlenmesidir". Bu sürece opsonizasyon denir.
Opsonizasyonun özü, belirli moleküllerin mikroorganizmanın yüzeyine bağlanmasıdır. Bu "işaretli" patojen, gıda hücreleri tarafından hızla hedef alınır ve yok edilir. Opsonizasyonu mümkün kılan moleküllere opsoninler denir. Bunlar esas olarak sözde antikorlar ve bileşenlerdir. tamamlayıcı sistem.
Opsoninler, patojenleri etkili bir şekilde tanır, işaretler ve böylece fagositoz sürecinin seyrini önemli ölçüde kolaylaştırır.
Fagositoz - aşamalar
Hangi hücrelerin, ne zaman ve neden fagositozla uğraştığını zaten biliyoruz. Öyleyse bu süreci yakından takip etmeye çalışalım:
1. Fagositlerin enfeksiyon bölgesine aktivasyonu ve akışı
Mikroorganizmanın vücuda nüfuzu, bağışıklık sisteminin anında uyarılmasına neden olur. Enfeksiyon kapısındaki hücreler mevcut bir tehdidin sinyalini göndermeye başlar.
Haberci moleküller (esas olarak sözde proinflamatuar sitokinler) kan dolaşımına yayılır. Bu şekilde, fagositler enfekte olduklarını ve aktive olduklarını "öğrenirler".
Aktifleştirilmiş fagositler, kan ile enfeksiyon bölgesine ulaşır. Doğru yere verimli fagosit akışı sözde sayesinde mümkündür. kemotaksis. Kimyasal sinyallerin etkisi altında yönlendirilmiş hücre hareketi sürecidir.
Aktif fagositler ayrıca kan damarı duvarlarından geçerek enfeksiyon bölgesinde enflamatuar bir sızıntı oluşturabilir.
2. Patojenin tanınması
Fagositler enfeksiyon bölgesine ulaştığında patojenleri tanımaya başlarlar. Bu işlem genellikle diğer moleküller tarafından kolaylaştırılır (kolaylaştırılmış fagositoz için bkz.Bölüm 4). Her fagosit, hücre zarının yüzeyinde sözde reseptörler, yani çeşitli moleküllerin tanınmasını sağlayan proteinler.
Mikroorganizmaları tanımaktan sorumlu reseptörler uyarıldığında, fagosit saldırısının hedefine sıkıca bağlanır.
3. Patojenin emilimi
Patojene "yapışan" fagosit, emilim sürecini başlatır. Fagosit hücre zarı patojeni çevrelemeye başlar ve kenarlarına "tırmanır". Bu, mikroorganizmayı içeren bir vezikül oluşturur. Fagozom adı verilen bu vezikül artık fagositik hücrenin içindedir. Mikroorganizmayı tamamen zararsız hale getirmek için fagozom içeriğinin yok edilmesi gerekir.
Fagozom içeriklerinin sindirimi
Fagozomun içeriğinin sindirilebilmesi için sindirim enzimlerinin iç kısmına verilmesi gerekir. Bu tür enzimler, lizozom adı verilen özel veziküllerde depolanır.
Bu nedenle, fagositozun son aşaması, lizozomların içeriğinin fagozomun içeriğiyle birleştirilmesini gerektirir - bu, sözde böyle fagolizozom.
Lizozomlardaki enzimler, mikroorganizmayı yok ederek en karmaşık kimyasalları parçalayabilir. Bir patojenin sindirim enzimlerinin katılımıyla ortadan kaldırılmasına oksijenden bağımsız denir.
Kolaylıkla tahmin edebileceğiniz gibi, oksijene bağlı bir eliminasyon da vardır. Çok daha hızlı ve etkilidir, ancak bunu yalnızca bazı fagositler yapabilir. Oksijene bağlı eliminasyon, yalnızca sözde üretebilen hücrelerde meydana gelir. "oksijen patlaması".
Oksijen patlaması, güçlü bir antimikrobiyal etkiye sahip olan, yüksek derecede reaktif oksijen türlerinin (örneğin hidrojen peroksit) ani salınmasıdır. Bir oksijen patlaması, patojenlerin hızla ortadan kaldırılmasına yol açan bir dizi kimyasal reaksiyon başlatır. Mikropların oksijene bağlı olarak yok edilmesi, öncelikle nötrofillerin karakteristiğidir.
Fagositoz - ve sonra ne olacak?
Fagositoz süreci, hücre içindeki fagozom içeriğinin sindirilmesi ile sona erer. Yok edilen parçacıkların enkazının yanında ne olur? Fagositik hücre, gereksiz ürünlerin çoğunu basitçe dışarı "atarak" kurtulur. Bununla birlikte, sindirimden sonra kalan materyalin bir kısmı çok faydalı olabilir.
Bazı fagositler ayrıca bağışıklık sisteminde başka roller de oynarlar. İyi bir örnek, fagositoza ek olarak aynı zamanda sözde sorunla da ilgilenen makrofajlardır. antijenlerin sunumu. Antijen sunumu, tahrip olmuş mikroorganizmaların diğer immün hücre parçalarını göstermeye dayanır.
Patojenin fagositozunun sona ermesinden sonra makrofaj, fagositozlu materyalin bir kısmını yüzeyi üzerinde açığa çıkarır ve ardından bununla birlikte vücutta "dolaşır".
Bağışıklık sisteminin karşılaştığı her bir hücre, belirli bir patojeni nasıl tanıyacağını "öğrenir". Bu fenomen, etkili antimikrobiyal savunma mekanizmaları oluşturmada son derece önemlidir.
Ayrıca, fagositoz sürecinin her zaman mikroorganizmanın nihai yıkımı ile sona ermediğini bilmeye değer. Özel olarak geliştirilmiş savunma mekanizmaları sayesinde fagozomların içinde hayatta kalabilen patojenler vardır. Makrofajların içinde uzun yıllar hayatta kalabilen tüberküloz basilleri buna iyi bir örnektir.
Mikroorganizmalar tarafından fagositozdan kaçınmanın yolları
"Biyolojik rakipleri" ortadan kaldırmanın bir yolu olarak fagositoz, çok eski bir mekanizmadır. Bu nedenle, bazı mikroorganizmalar fagositozdan kaçınmak veya hayatta kalmak için yollar geliştirmeyi başardı. İşte örnekleri:
- fagositleri öldürmek
Fagositozdan kaçınmanın en kolay yolu, buna neden olan hücreyi etkisiz hale getirmek gibi görünüyor. Bazı mikroorganizmalar, fagositlere geri dönüşü olmayan şekilde zarar veren maddeler üretme yeteneğine sahiptir. Böyle bir patojenin bir örneği staphylococcus aureus'tur (Latin. Staphylococcus aureus), fagositlerin hücre zarlarını tahrip ederek ölümlerine neden olan toksinler üretir.
- inflamatuar cevabın yok olması
Enfeksiyon kapısındaki iltihaplanma, bir enfeksiyon sinyalinin iletilmesini kolaylaştırır. Bu sayede fagositlerin aktivasyonu ve doğru yere gelmesi mümkündür. Hastanın bağışıklık sistemi tarafından tanınmayacak ve iltihaplanmaya neden olmayacak şekilde kendilerini maskeleyebilen patojenler vardır.
- opsonizasyondan kaçınmak
Opsonizasyon veya patojenlerin özel "etiketlenmesi", fagositozu kolaylaştırmanın en etkili yollarından biridir. Mikropların bundan kaçınmaya çalışmasına şaşmamalı. Bazı stafilokok türleri opsoninleri yok edebilir veya yüzeylerinde saklayabilir.
- fagosit tanımadan kaçınmak
Fagositozun başlaması için belirli bir mikroorganizmanın zararlılığının fagosit tarafından tanınması gerekir. Spiroket gibi belirli patojenler Treponema pallidum sifilize neden olmak, konakçı hücrelere benzer şekilde yüzey antijenlerine bağlanabilir. Bağışıklık sistemi daha sonra onları kendi olarak tanır ve bu da patojenlerin fagositozdan kaçınmasını sağlar.
- fagozom üretiminin tıkanması
Fagositozun en önemli aşamalarından biri, saldırıya uğramış mikroorganizmayı bir vezikülle çevrelemektir ve bu daha sonra hücre tarafından emilir. Ancak doğada bundan kaçınmanın birçok yolu vardır. Bazı mikroplar fagozom duvarını parçalayan maddeler üretir. Mavi yağ çubuğu tarafından farklı bir mekanizma kullanılır (Pseudomonas aeruginosa). Bu bakteri kendi çevresinde kabarcık oluşumunu önleyen kaygan bir tabaka (biyofilm) oluşturur.
- fagosit içinde hayatta kalma
Fagolizozom, fagositoz sırasında patojenlerin nihai habitatı haline gelir. Çevresi son derece düşmanca; enzimler ve öldürücü maddelerle doludur. Ancak mikroorganizmalar, bu kadar zor koşullarda bile hayatta kalmalarını sağlayacak mekanizmalar geliştirebilirler. Bir örnek tüberkülozdur (Tüberküloz). Bu bakteri, standart sindirim enzimlerinden etkilenmeyen, çok yüksek lipid içeriğine sahip özel bir hücre zarı geliştirmiştir.
- fagozomdan kaçış
Fagozomdan kaçmak kulağa inanılmaz gelse de, gerçekten de böylesine akıllı bir savunma mekanizması geliştirmiş mikroplar var. Listeria monocytogenes, fagozom duvarını tahrip edebilecek maddeler üretir. Dahası, bu patojen fagozomdan kaçtıktan sonra fagosit içinde çoğalabilir ve sınırlarının ötesine geçebilir.
Fagositoz bozuklukları
Düzgün işleyen bir fagositoz süreci, bağışıklık sisteminin verimli çalışması için temel öneme sahiptir. İmmün yetmezlik hastalıklarının altında belirli fagositoz aşamalarındaki bozukluklar yatar. Bu tür koşulların örnekleri şunlardır:
- Kronik Granülomatöz Hastalık
Kronik granülomatöz hastalığın nedeni, oksijen patlaması oluşturma aşamasındaki bir fagositoz bozukluğudur. Uygun bir enzimin (sözde NADPH oksidaz) olmaması, reaktif oksijen türlerinin oluşumunu engeller ve bu da mikroorganizmaların hızlı ve etkili bir şekilde ortadan kaldırılmasına izin vermez.
Enzim hasarı genetiktir, bu nedenle hastalığın nedensel tedavisi henüz yoktur. Kronik granülomatöz hastalık, etkisiz hücre içi patojen eliminasyon sistemi nedeniyle sık enfeksiyonlara ve apse ve granülom oluşumuna neden olur.
Ayrıca şunu okuyun: Wegener Granülomatozu: Nedenleri, Belirtileri ve Tedavisi
- Chediak-Higashi sendromu
Chediak-Higashi sendromunda, fagozom-lizozom bağlantısı aşamasında fagositozda bir kusur vardır. Proteinlerden birinin genetik mutasyonu, sindirim enzimlerinin patojeni içeren veziküllere transferini engelleyerek ortadan kaldırılmasını engeller.
Önemli bir bağışıklık bozukluğuna ek olarak, albinizm ve sinir sistemi bozuklukları da Chediak-Higashi sendromu için karakteristiktir.
Kaynakça:
- "Fagositoz: Bağışıklıkta Temel Bir Süreç" C. Rosales, E. Uribe-Querol, Biomed Res Int.2017
- "Mikrobiyal Patojenlerle Fagositozun Kontrolü", C. Rosales, E. Uribe-Querol Front Immunol. 2017
- "Immunologia" K.Bryniarski, Edra Urban & Partner Wrocław 2017, 1. baskı
- "Fagositoz: İmmünobiyolojik Bir Süreç" S. Gordon, Immunity, Review, Volume 44, issue 3, P463-475, March 15, 2016
Bu yazarın diğer makalelerini okuyun
