Фагоцитоз — phagocytosis

Как «работают» фагоциты в человеческом организме

Фагоциты имеют важное защитное значение для организма. Они препятствуют размножению вирусов и токсичных веществ

Клетки-поглотители обладают характеристиками, благодаря которым могут вырабатывать биоактивные вещества, запускать реакции воспаления, стимулировать работу других иммунных агентов. 

Процесс захвата вредоносного тела предполагает перемещение фагоцита к нему, обволакивание «чужака» и его поглощение. После этого фагоцитарная клетка уничтожает патоген при помощи образовавшегося оксида азота и окислителей. Остатки расщепления выводятся из организма через лимфу.

Материалы и методы

Эксперимент проводили на половозрелых самках мышей породы Swiss массой 20—22 г в несколько этапов. На первом этапе in vitro исследовали непосредственное действие ХГ («Profasi», Serano, Италия) на фагоцитарную активность лейкоцитов периферической крови и клеток перитонеальной полости. Периферическую кровь получали при декапитации интактных самок мышей с добавлением гепарина (25 ЕД/мл). Перитонеальные макрофаги выделяли по стандартной методике с использованием среды 199 . Концентрацию клеток в культуре перитонеальных макрофагов доводили до 2 • 106/мл, а для исследования фагоцитарной активности лейкоцитов использовали цельную кровь. ХГ применяли в дозах 100 и 10 МЕ/мл, рассчитанных на основании средних концентраций гормона в сыворотке крови беременных женщин в I и II—III триместрах соответственно . Всю работу проводили в пластиковых микропробирках с антиадге- зивным покрытием.

Цельную периферическую кровь и перитонеальные макрофаги инкубировали в течение 1 ч в термостате при 37°С в присутствии ХГ, после чего исследовали фагоцитарную активность клеток модифицированным методом Каплина, основанным на поглощении формалинизированных эритроцитов барана (ФЭБ) в концентрации 108/мл . В пробирках смешивали 0,1 мл цельной гепаринизированной крови или клеток перитонеальной полости и 0,1 мл ФЭБ. Пробы инкубировали 20 мин при 37°С, затем содержимое пробирок ресуспендирова- ли и готовили мазки, которые фиксировали метанолом и окрашивали по Романовскому—Гимзе. При визуализации мазков рассчитывали: процент фагоцитоза (ПФ) — количество фагоцитирующих лейкоцитов на 300 подсчитанных фагоцитов; индекс фагоцитоза (ИФ) — количество объектов фагоцитоза, захваченных одним фагоцитом; фагоцитарное число (ФЧ) — количество объектов фагоцитоза, которое приходится на 1 из 300 подсчитанных фагоцитов. Указанные показатели определяли отдельно для моноцитов, нейтрофилов, эозинофилов периферической крови и перитонеальных макрофагов.

На втором этапе эксперимента исследовали эффекты ХГ на фагоцитирующие клетки крови и перитонеальной полости in vivo. Для этого мышам вводили ХГ подкожно 3 инъекции через день в дозах, аналогичных тем, которые использовали в эксперименте in vitro, пересчитанных на объем крови экспериментального животного (200 и 20 МЕ/ мышь). Контрольным животным инъецировали официнальный растворитель гормона (0,9% NaCl). Фагоцитарную активность лейкоцитов крови и перитонеальной полости определяли вышеописанным методом.

На третьем этапе исследовали влияние ХГ на фагоциты периферической крови и перитонеальной полости в условиях формирования первичного гуморального иммунного ответа. Для этого животных иммунизировали внутрибрюшинно эритроцитами барана (108/мл) и через 5 дней регистрировали антителообразующие клетки (АОК) в селезенке прямым методом локального гемолиза в геле и одновременно определяли фагоцитарную активность лейкоцитов периферической крови и перитонеальных макрофагов . ХГ инъецировали в дозах 200 и 20 МЕ/мышь с учетом этапов формирования гуморального иммунного ответа. С целью оценки влияния ХГ на антигеннезависимый этап дифференцировки иммунокомпетентных клеток гормон вводили до иммунизации в количестве 3 инъекций через день, а для исследования его действия только на антигензависимый этап — 3 раза через день начиная со дня иммунизации и вплоть до забоя.

Для оценки гонадотропного действия ХГ в сыворотке крови мышей определяли уровни эстрадиола («Dia. Metra S.r.l.», Италия) и прогестерона («Хема-Медика», Россия) иммуноферментным методом. Учет результатов вели с помощью планшетного анализатора «Bionhit» ВР 800 при длине волны 450 нм.

Статистическую обработку осуществляли непараметрическим методом с использованием (/-критерия Манна—Уитни, корреляционный анализ проводили по Спирмену .

Этапы фагоцитоза

1. Хемотаксис. Инородная частица, проникнувшая в организм, выделяет хемоаттрактанты. Эти частицы дают сигнал иммунной системе о наличии вредоносного объекта. Запускается процесс биохимических реакций.  Сначала в кровь выбрасываются соединения, которые вызывают воспалительный процесс. Старт воспаления активизирует фагоциты. Нейтрофильные гранулоциты (подвид лейкоцитов), «почувствовав» присутствие хемоаттрактантов, совершают выход из крови в ткани, чтобы отправиться к очагу воспаления. Проникновение агрессора в организм запускает процесс, подобный эффекту домино: включается множество физиологических явлений клеточного и субклеточного рода. Их количество исчисляется сотнями. 
2. Адгезия. После того, как клетки поглощения приблизились к патогену, они протягивают к вредителю свои отростки, связываются с ним и идентифицируют его. Процесс захвата не происходит мгновенно, поскольку фагоциты должны убедиться, верно ли они распознали вредоносного агрессора с помощью своих рецепторов. 
3. Активация мембраны. Третья по последовательности стадия характеризуется подготовкой мембран на поверхности клеток-защитников к обволакиванию и ликвидации патогена.
4. Погружение. Мембрана, представляющая собой пластичную субстанцию, при контакте с чужеродным объектом меняет форму. Сначала фагоцит протягивает к вредителю отростки, затем растекается вокруг, наползает на инородную частицу и поглощает ее.
5. Образование фагосомы. Фагосома представляет собой пузырек внутри клетки-защитника. Он образуется в результате полного захвата «чужака» и наружного замыкания мембраны. Патоген остается блокированным внутри фагосомы.
6. Формирование фаголизосомы. Параллельно с предыдущими стадиями фагоцитоза, внутри клетки-поглотителя активизировались органеллы (лизосомы с «пищеварительными» ферментами клетки). Сразу после захвата вируса эти органеллы подходят к плененной частице. Происходит слияние мембран лизосом с оболочкой фагосомы. Содержимая в органелле жидкость изливается в пузырь. Таким образом, лизосомы представляют собой оружие против вредоносного объекта.
7. Киллинг. Под воздействием органеллы захваченная частица переваривается. Затем пузырь, в котором был заблокирован агрессор, расщепляет его.
8. Удаление продуктов расщепления. На этом этапе происходит чистка организма от остатков уничтоженного патогена. Мешочек с расщепленным вредителем приближается к внешней мембране фагоцита и соединяется с ней. Так происходит удаление остатков поглощенной инородной частицы из клетки. Фагоцитоз на этом завершается.

Третья стадия фагоцитоза

После прилипания к чужеродному объекту фагоцит приступает к его поглощению, которое может происходить двумя путями. В месте контакта оболочка чужеродного объекта, а затем и сам объект втягивается в клетку. При этом над объектом смыкаются свободные края мембраны, и в итоге образуется обособленная вакуоль, содержащая внутри себя вредоносную частицу. Второй путь поглощения — возникновение псевдоподий, обволакивающих чужеродные частицы и смыкающихся на ними. В итоге они оказываются заключенными в вакуоли внутри клеток. Как правило, при помощи псевдоподий фагоциты поглощают микрогрибы. Втягивание или обволакивание вредоносного объекта становится возможным благодаря тому, что оболочка фагоцита наделена сократительными свойствами.

Лейкоциты

• Эозинофилы – белые клетки крови, которые формируются в костном мозге. Причиной повышения эозинофилов в организме человека могут стать аллергические, инфекционные и паразитарные заболевания, такие как астма, аскаридоз и пр. Низкое количество эозинофилов может говорить о присутствии гнойных процессов в организме, заболеваний, связанных со щитовидной и поджелудочной железой, тяжелых инфекций.
• Базофилы – это гранулоциты крови, которые поддерживают кровоток в небольших сосудах и участвуют в возникновении аллергических реакций. Повышение базофилов наблюдается, если человек контактировал с аллергеном, при хронических воспалениях и заболеваниях желудочно-кишечного тракта, а также в предменструальный период.
• Моноциты – белые кровяные клетки, которые с помощью превращения в макрофаги контролируют инфекции, поглощая бактерии. Повышение моноцитов говорит о присутствии в организме заболевания вирусной или бактериальной природы, таких как туберкулез, сифилис, воспаление тонкого кишечника, артрит и пр. Причины понижения моноцитов могут свидетельствовать о том, что человек голодал, подвергался изнуряющим физическим нагрузкам, перенес стресс или хирургическое вмешательство.
• Лимфоциты – клетки, участвующие в формировании иммунной реакции. Их основная задача состоит в том, чтобы распознать возбудителя болезни. Если при расшифровке анализа крови зарегистрирован повышенный уровень лимфоцитов, то это свидетельствует о наличии вирусных или бактериальных инфекций (сифилис, коклюш, туберкулез). Увеличение печени, лимфатических узлов, рвота, тошнота, повышенная температура – все это причины для повышения уровня лимфоцитов. Пониженный уровень лимфоцитов может свидетельствовать о длительной инфекции, ВИЧ, заболеваниях кожи, истощении иммунной системы. При расшифровке анализа крови у женщин, это может свидетельствовать о беременности. Чтобы выявить истинную причину снижения уровня лимфоцитов, нужна консультация специалиста.
• Нейтрофилы – это тип лейкоцитов, основная задача которых заключается в борьбе с инфекциями бактериальной природы. При пониженном уровне нейтрофилов говорят о нейтропении, которая развивается на фоне гепатитов, сепсиса, вирусных инфекций, при приеме антибиотиков. При обнаружении в расшифровке анализа крови низкого уровня нейтрофилов рекомендуется проконсультироваться с врачом для восстановления нормальных показателей.

В протистах

У многих простейших фагоцитоз используется как средство питания, частично или полностью обеспечивая их питание. Это называется фаготрофным питанием, в отличие от осмотрофического питания, которое происходит за счет абсорбции.

• У некоторых, таких как амеба , фагоцитоз происходит путем окружения целевого объекта псевдоподиями , как в фагоцитах животных. У человека амебозойная Entamoeba histolytica может фагоцитировать эритроциты .
• Инфузории также участвуют в фагоцитозе. У инфузорий есть специальная бороздка или камера в клетке, где происходит фагоцитоз, называемая цитостомом или ртом.

Как и в случае фагоцитарных иммунных клеток, полученная фагосома может быть объединена с лизосомами ( пищевыми вакуолями ), содержащими пищеварительные ферменты , с образованием фаголизосомы . Затем частицы пищи перевариваются, а высвободившиеся питательные вещества диффундируют или транспортируются в цитозоль для использования в других метаболических процессах.

Миксотрофия может включать фаготрофное и фототрофное питание.

Как «работают» фагоциты в человеческом организме

Для человека фагоциты важны тем, что они защищают организм от бактерий, токсических веществ и некоторых вирусов. Некоторые из этой группы клеток способны продуцировать разные биоактивные вещества, стимулировать воспалительные реакции, а также активизировать работу других агентов иммунной системы. По сути, фагоциты – это вторая линия обороны организма от патогенов, которые через защитные барьеры все же проникли в организм. Процесс поглощения фагоцитарными клетками опасных для человека веществ называется фагоцитозом.

Чтобы было проще понять, как работают фагоциты в человеческом организме, следует вспомнить амебу – представителя одноклеточных, известного большинству со школьной программы. Как и амеба, фагоцит имеет так называемые ложные ножки, которыми обволакивает свою добычу и поглощает ее. Кстати, ученые предполагают, что амебы и фагоциты, с точки зрения эволюции, являются родственниками.

Когда в организм проникает патоген, фагоциты улавливают распространяющиеся от него химические вещества и направляются к ним. Когда патоген соприкасается с рецепторами фагоцита, происходит фагоцитоз. После того, как враждебное для организма вещество проникло внутрь фагоцитарной клетки, она использует окислители или оксид азота для уничтожения «врага». Остатки «съеденного» патогена фагоцит выбрасывает обратно на свою поверхность, после чего «переваренные» вещества проникают в лимфу и выводятся из организма.

Правда, в некоторых случаях фагоциты оказываются беспомощными перед «врагом». Такое обычно случается, когда патоген оказывается в месте, к которому фагоциты не способны добраться. Также некоторые «враги» могут продуцировать химические вещества, которые не дают фагоциту приблизиться к непрошенному гостю. Кроме того, иногда фагоцитарные клетки могут терять «работоспособность» из-за нарушений в иммунной системе.

Что такое фагоцитоз

Определение

Фагоцитоз — это процесс, при котором специальные клетки кожи и крови (фагоциты) идентифицируют, захватывают и поглощают микроорганизмы, разрушенные или измененные клетки собственного организма и чужеродные частицы.

Данное явление свойственно инфицированному организму, когда иммунная система борется с проникнувшим вирусом.

Обязательным условием фагоцитоза является физическая взаимосвязь фагоцита с частицей, которую клетка хочет уничтожить. Для поглощения она использует разные рецепторы в зависимости своего типа захватываемой клетки. Наиболее распространены четыре из них:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

1. Рецепторы опсонинов. Данный вид применяется для контакта с бактериями и частицами, покрытыми иммуноглобулиновыми G (или IgG) антителами иммунной системой. Такое покрытие служит маркировкой и предупреждает другие клетки организма о потенциальной опасности, которую необходимо уничтожить. 
2. Рецепторы мусорщики. Эти воспринимающие элементы отвечают за связь молекулами, продуцируемыми бактериями. Большинство бактерий вокруг себя производят протеиновую матрицу — «внеклеточный матрикс». Иммунная система использует этот матрикс для обнаружения инородных видов в организме, так как человеческие клетки не продуцируют идентичные матрицы белка.
3. Толл-подобные рецепторы. Этот тип приемника контактирует с молекулами, которые являются продукцией бактерий. Данные рецепторы являются врожденными и играют ключевую роль в защите организма. Находясь в связи с бактерией-возбудителем, они идентифицируют специфические бактерии и запускают ответную реакцию иммунитета.
4. Антитела. Эти рецепторы обеспечивают контакт с отдельными антигенами — молекулами, позволяющими иммунной системе понять вид угрозы. Иммунитет вырабатывает молекулы антител для борьбы с возбудителями инфекций, источниками аллергии и др. 

Прилипание фагоцитов к чужеродному агенту

После сближения клетки-«защитника» с вредоносной частицей начинается вторая стадия. Она заключается в прилипании. Фагоцит достигает объекта, касается его и прикрепляется. Например, лейкоциты, прибывшие в очаг воспаления и прилипшие к стенке сосуда, не отрываются от нее даже, несмотря на большую скорость кровотока. Механизм прилипания осуществляется благодаря поверхностному заряду фагоцита. Как правило, он отрицательный, а поверхность объектов фагоцита заряжена положительно. В этом случае наблюдается наилучшая адгезия. Отрицательно заряженные частицы, к примеру, опухолевые, захватываются фагоцитами значительно хуже. Тем не менее существует прилипание и к таким частицам. Оно осуществляется благодаря действию мукополисахаридов, имеющихся на поверхности мембран фагоцитов, а также посредством уменьшения вязкости цитоплазмы и обволакивания сывороточными белками чужеродного агента.

Нейтрофилы — «пионеры» иммунной системы

Нейтрофилы обитают в крови и представляют собой наиболее многочисленную группу фагоцитов, обычно представляющую около 50% -60% общего количества циркулирующих лейкоцитов. Диаметр этих клеток около 10 микрометров и живут только в течение 5 дней. Во время острой фазы воспаления нейтрофилы мигрируют к очагу воспаления. Нейтрофилы
— это первые клетки, реагирующие на очаг инфекции. Как только поступает соответствующий сигнал, они, примерно, в течение 30 минут выходят из крови и достигают места инфекции. Нейтрофилы
быстро поглощают чужеродный материал, но после этого не возвращаются в кровь. Гной, который образуется в очаге инфекции — это мертвые нейтрофилы.

Дендритные клетки

Дендритные клетки — это особые антиген-презентующие клетки, которые имеют длинные отростки (дендриты). С помощью дендритов осуществляется поглощение патогенов. Дендритные клетки располагаются в тканях, которые контактируют с окружающей средой. Это, в первую очередь, кожа , внутренняя оболочка носа, лёгких, желудка и кишечника. После активации, дендритные клетки созревают и мигрируют в лимфатические ткани и там взаимодействуют с Т- и B-лимфоцитами. В результате этого возникает и организовывается приобретённый иммунный ответ. Зрелые дендритные клетки активируют Т-хелперы и Т-киллеры. Активированные Т-хелперы взаимодействуют с макрофагами и B-лимфоцитами чтобы и их, в свою очередь, активировать. Дендритные клетки, помимо всего этого, могут воздействовать на возникновение того или иного типа иммунного ответа.

Список литературы

1. Баграмян Э. Р. // Акуш. и гин. — 1984. — № 4. — С. 8- 12.

2. Гланц С. Медико-биологическая статистика: Пер. с англ. -М., 1999.

3. Димитров Д. Я. Хориальный гонадотропии человека: Пер. с болг. — М., 1979.

4. Иммунологические методы / Под ред. Г. Фриммеля: Пер. с нем. — М., 1987.

5. Катин В. Н. Нетрадиционная иммунология инфекции. — Пермь, 1996.

6. Ширшев С. В. // Успехи соврем, биол. — 1998. — Т. 118, № 1. — С. 69-85.

7. Ширшев С. В. Механизмы иммунного контроля процессов репродукции. — Екатеринбург, 1999.

8. Ширшев С. В. Механизмы иммуноэндокринного контроля процессов репродукции. — Екатеринбург, 2002. — Т. 1-2.

9. Alexander G., Zimmerman M., Lehmann R. et al. // Domest. An. Endocrinol. — 1998. — Vol. 15, N 15. — P. 377-387.

10. Abrahams V. M., Kim Y. M., Straszewski S. L. et al. // Am. J. Reprod. Immunol. — 2004. — Vol. 51, N 4. — P. 275-282.

11. Albrecht E. D., Pepe G. J. // Endocr. Rev. — 1990. — Vol. 11. -P. 124-150.

12. Jerne N. K., Nordin A. A. // Science. — 1963. — Vol. 140. -P. 405-405.

13. Feinberg В. В., Anderson D. J., Steller M. A. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 1994. — Vol. 78, N 3. — P. 586-591.

История открытия особых подвижных клеток

Выдающийся русский естествоиспытатель — И. И. Мечников в 1882 — 1883 гг. проводил опыты по внутриклеточному пищеварению, изучая прозрачные личинки морских звезд. Ученого интересовало, осталась ли у возможность захватывать пищу обособленными клетками. А также переваривать ее так, как это делают простейшие одноклеточные, например амебы. И. И. Мечников проводил опыт: вводил в тела личинок порошок кармина и наблюдал, как вокруг этих мелких кроваво-красных зерен вырастала стена клеток. Они захватывали и проглатывали краску. Тогда у ученого возникла гипотеза о том, что в любом организме должны быть особые защитные клетки, которые могут поглощать и переваривать другие частицы, наносящие вред организму. Для подтверждения своей гипотезы ученый использовал розовые шипы, которые ввел в тело личинки Некоторое время спустя ученый увидел, что клетки окружили шипы, стараясь оказать противодействие «вредителям» и вытолкнуть их. Эти специфичные защитные частицы, обнаруженные в теле личинки, ученый назвал фагоцитами. Благодаря этому опыту выявил И. И. Мечников фагоцитоз. В 1883 г. он доложил о своем открытии на седьмом съезде русских естествоиспытателей. В дальнейшем ученый продолжил работу в этом направлении, создал сравнительную патологию воспаления, а также фагоцитарную теорию иммунитета. В 1908 г. вместе с ученым П. Эрлихом он получил Нобелевскую премию за свои важнейшие биологические изыскания.

Как происходит фагоцитоз?

Чтобы осуществить процесс фагоцитоза, клетки должны выполнить несколько последовательных действий. Имейте в виду, что различные типы клеток выполняют фагоцитоз по разному.

• Вирус и клетка должны вступить в контакт друг с другом. Иногда иммунная клетка случайно попадает в вирус в кровотоке. В других случаях клетки перемещаются посредством процесса, называемого «хемотаксис». Хемотаксис означает движение микроорганизма или клетки в ответ на химический стимул. Многие клетки иммунной системы движутся в ответ на цитокины, небольшие белки, используемые специально для передачи сигналов в клетке. Цитокины сигнализируют клеткам перемещаться в определенную область тела, где обнаружена частица (в нашем случае, вирус). Это характерно для инфекций определенной области (например, рана кожи, пораженная бактериями).
• Вирус связывается с рецепторами на клеточной поверхности . Помните, что разные типы клеток экспрессируют разные рецепторы. Некоторые рецепторы являются общими, а это означает, что они могут идентифицировать самопроизвольную молекулу по сравнению с потенциальной угрозой, в то время как, другие очень специфичны, например, схожие с подобными рецепторами или антителами. Макрофаг не инициирует фагоцитоз без успешного связывания рецепторов клеточной поверхности.
• Вирусы также могут иметь поверхностные рецепторы, специфичные для вирусов на макрофаге. Вирусы должны получить доступ к цитоплазме или клетки-хозяина, чтобы реплицировать и вызывать инфекцию, поэтому они применяют свои поверхностные рецепторы для взаимодействия с клетками иммунной системы и используют иммунный ответ для входа в клетку. Иногда, когда вирус и клетка-хозяин взаимодействуют, клетка-хозяин может успешно уничтожить вирус и остановить распространение инфекции. В других случаях клетка-хозяин поглощает вирус, который начинает реплицироватся. Как только это произойдет, инфицированная клетка идентифицируется и уничтожается другими клетками иммунной системы, чтобы остановить вирусную репликацию и распространение инфекции.

Макрофаг начинает вращаться вокруг вируса, поглощая его в карман. Вместо того, чтобы перемещать большой элемент через плазматическую мембрану, который может повредить ее, фагоцитоз использует инвагинацию, чтобы захватить частицу внутрь, обволакивая ее вокруг. Инвагинация — это действие сгибания внутрь себя, чтобы сформировать полость или мешочек. Клетка захватывает вирус внутрь, создавая карманное углубление без повреждения плазматической мембраны. Помните, что клетки являются достаточно гибкими и текучими.

Захваченный вирус полностью закрывается в виде пузырьковой структуры, называемой «фагосом», внутри цитоплазмы. Губы кармана, образованные в результате инвагинации, стягивают друг к другу, чтобы закрыть зазор. Это действие создает фагосому, где плазменная мембрана перемещается вокруг частицы, безопасно помещая ее внутри клетки.

• Фагосомы сливаются с , становясь «фаголисосомой». Лизосомы также являются пузырчатыми структурами, подобными фагосомам, которые обрабатывают отходы внутри клетки. Для лучшего понимание функций лизосомы, приставка «Лизис» означает разделение или растворение. Без слияния с лизосомой, фагосома не способна ничего сделать с содержимым внутри.
• Фаголисосома понижает pH, чтобы разрушить свое содержимое. Лизосома или фаголисосома способны разрушать вещество внутри себя, резко снижая рН внутренней среды. Снижение рН делает окружающую среду в фаголисосоме очень кислой. Это эффективный способ убить или нейтрализовать все, что находится внутри фаголизосомы, чтобы не допустить заражение клетки. Некоторые вирусы фактически используют пониженный рН, чтобы вырваться из фаголисосомы и начать реплицировать внутри клетки. Например, грипп использует снижение рН для активации конформационного изменения, что позволяет ему выйти в цитоплазму.
• После того, как содержимое было нейтрализовано, фаголизосома образует остаточное тело, которое содержит отходы из фаголисосомы. Остаточное тело в конечном итоге выводится из клетки.

Всегда ли фагоциты полезны

Лучшие материалы месяца

• Коронавирусы: SARS-CoV-2 (COVID-19)
• Антибиотики для профилактики и лечения COVID-19: на сколько эффективны
• Самые распространенные «офисные» болезни
• Убивает ли водка коронавирус
• Как остаться живым на наших дорогах?

Механизм воздействия на патогены у фагоцитов отработан тысячелетиями эволюции. Но даже это не делает их абсолютно безопасными и полезными для человеческого организма. И во многом виной не столько сами фагоциты, сколько условия современной жизни человека. Плохая экология, хронические стрессы часто приводят к тому, что в принципах работы фагоцитов появляются сбои. Взять хотя бы аутоиммунные заболевания. Эта группа болезней вызвана тем, что вследствие сбоя иммунитет воспринимает клетки собственного организма как патогены. Как следствие, фагоциты «набрасываются» на ткани почек, суставы, разные части сердца, и организм начинает стареть в несколько раз быстрее.

В человеческом организме присутствует огромное количество клеток специфического действия – фагоцитов

Они взаимодействуют между собой и другими клетками, поэтому очень важно, чтоб этот процесс проходил правильно. Любой дисбаланс этого взаимодействия влечет за собой проблемы со здоровьем

Лучшая помощь для правильной работы фагоцитов – это соблюдение здорового образа жизни, правильного питания и поддержания иммунитета в норме.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Автор статьи:

Фурманова Елена Александровна

Специальность: врач педиатр, инфекционист, аллерголог-иммунолог.

Общий стаж: 7 лет.

Образование: 2010, СибГМУ, педиатрический, педиатрия.

Другие статьи автора

Будем признательны, если воспользуетесь кнопочками:

Общая характеристика фагоцитов

О существовании фагоцитов мир узнал в конце XIX века благодаря биологу Илье Мечникову. Ученый, наблюдая за плоскими червями и личинками морских звезд, обнаружил у них удивительное свойство: не имея рта, они способны поглощать и растворять разные вещества. В ходе наблюдения биолог предположил, что весь «фокус» – в особых клетках, которые содержатся в подопытных организмах. Оказалось, что эти клетки быстро перемещаются внутри личинок и поглощают все, что попадает в организм. Причем как обнаружил вскоре исследователь, открытые им клетки способны поглощать не только пищу. Мечников вонзил в тельце личинки морской звезды маленькую деревянную занозу и начал наблюдать в микроскоп за поведением удивительных клеток. Вскоре они скопились вокруг занозы и начали ее пожирать. Эти «прожорливые» клетки и есть фагоциты. Кстати, их название происходит от греческих слов, которые так и переводятся – «пожирать».

В ходе дальнейших исследований было обнаружено, что фагоциты продуцируются костным мозгом и содержатся в организме всех животных и людей. Они концентрируются в крови и почти всех тканях. В человеческих телах они представлены сразу в нескольких видах.

Как происходит фагоцитоз?

Чтобы осуществить процесс фагоцитоза, клетки должны выполнить несколько последовательных действий. Имейте в виду, что различные типы клеток выполняют фагоцитоз по разному.

• Вирус и клетка должны вступить в контакт друг с другом. Иногда иммунная клетка случайно попадает в вирус в кровотоке. В других случаях клетки перемещаются посредством процесса, называемого «хемотаксис». Хемотаксис означает движение микроорганизма или клетки в ответ на химический стимул. Многие клетки иммунной системы движутся в ответ на цитокины, небольшие белки, используемые специально для передачи сигналов в клетке. Цитокины сигнализируют клеткам перемещаться в определенную область тела, где обнаружена частица (в нашем случае, вирус). Это характерно для инфекций определенной области (например, рана кожи, пораженная бактериями).
• Вирус связывается с рецепторами на клеточной поверхности макрофага. Помните, что разные типы клеток экспрессируют разные рецепторы. Некоторые рецепторы являются общими, а это означает, что они могут идентифицировать самопроизвольную молекулу по сравнению с потенциальной угрозой, в то время как, другие очень специфичны, например, схожие с подобными рецепторами или антителами. Макрофаг не инициирует фагоцитоз без успешного связывания рецепторов клеточной поверхности.
• Вирусы также могут иметь поверхностные рецепторы, специфичные для вирусов на макрофаге. Вирусы должны получить доступ к цитоплазме или ядру клетки-хозяина, чтобы реплицировать и вызывать инфекцию, поэтому они применяют свои поверхностные рецепторы для взаимодействия с клетками иммунной системы и используют иммунный ответ для входа в клетку. Иногда, когда вирус и клетка-хозяин взаимодействуют, клетка-хозяин может успешно уничтожить вирус и остановить распространение инфекции. В других случаях клетка-хозяин поглощает вирус, который начинает реплицироватся. Как только это произойдет, инфицированная клетка идентифицируется и уничтожается другими клетками иммунной системы, чтобы остановить вирусную репликацию и распространение инфекции.

Макрофаг начинает вращаться вокруг вируса, поглощая его в карман. Вместо того, чтобы перемещать большой элемент через плазматическую мембрану, который может повредить ее, фагоцитоз использует инвагинацию, чтобы захватить частицу внутрь, обволакивая ее вокруг. Инвагинация – это действие сгибания внутрь себя, чтобы сформировать полость или мешочек. Клетка захватывает вирус внутрь, создавая карманное углубление без повреждения плазматической мембраны. Помните, что клетки являются достаточно гибкими и текучими.

Захваченный вирус полностью закрывается в виде пузырьковой структуры, называемой «фагосом», внутри цитоплазмы. Губы кармана, образованные в результате инвагинации, стягивают друг к другу, чтобы закрыть зазор. Это действие создает фагосому, где плазменная мембрана перемещается вокруг частицы, безопасно помещая ее внутри клетки.

• Фагосомы сливаются с лизосомой, становясь «фаголисосомой». Лизосомы также являются пузырчатыми структурами, подобными фагосомам, которые обрабатывают отходы внутри клетки. Для лучшего понимание функций лизосомы, приставка «Лизис» означает разделение или растворение. Без слияния с лизосомой, фагосома не способна ничего сделать с содержимым внутри.
• Фаголисосома понижает pH, чтобы разрушить свое содержимое. Лизосома или фаголисосома способны разрушать вещество внутри себя, резко снижая рН внутренней среды. Снижение рН делает окружающую среду в фаголисосоме очень кислой. Это эффективный способ убить или нейтрализовать все, что находится внутри фаголизосомы, чтобы не допустить заражение клетки. Некоторые вирусы фактически используют пониженный рН, чтобы вырваться из фаголисосомы и начать реплицировать внутри клетки. Например, грипп использует снижение рН для активации конформационного изменения, что позволяет ему выйти в цитоплазму.
• После того, как содержимое было нейтрализовано, фаголизосома образует остаточное тело, которое содержит отходы из фаголисосомы. Остаточное тело в конечном итоге выводится из клетки.

При апоптозе

После апоптоза умирающие клетки должны попадать в окружающие ткани макрофагами в процессе, называемом эффероцитозом . Одной из особенностей апоптотической клетки является представление множества внутриклеточных молекул на поверхности клетки, таких как кальретикулин , фосфатидилсерин (из внутреннего слоя плазматической мембраны), аннексин A1 , окисленные ЛПНП и измененные гликаны . Эти молекулы распознаются рецепторами на клеточной поверхности макрофага, такими как рецептор фосфатидилсерина, или растворимыми (свободно плавающими) рецепторами, такими как тромбоспондин 1 , GAS6 и MFGE8 , которые затем сами связываются с другими рецепторами макрофага, такими как CD36. и интегрин альфа-v бета-3 . Нарушения клиренса апоптотических клеток обычно связаны с нарушением фагоцитоза макрофагов. Накопление остатков апоптотических клеток часто вызывает аутоиммунные нарушения; таким образом, фармакологическое усиление фагоцитоза имеет медицинский потенциал при лечении определенных форм аутоиммунных заболеваний.

Трофозоиты Entamoeba histolytica с проглоченными эритроцитами

Незавершенный и завершенный фагоцитоз. В чем их отличия?

В зависимости от того, каков будет результат внутриклеточного переваривания чужеродных частиц, выделяют два вида — завершенный и незавершенный фагоцитоз. Первый завершается полным разрушением объекта и выведением продуктов распада в окружающую среду. Незавершенный фагоцитоз — что это такое? Термин означает, что чужеродные клетки, поглощенные фагоцитами, остаются жизнеспособными. Они могут разрушить вакуоль или использовать ее в качестве «почвы» для размножения. Примером незавершенного фагоцитоза является поглощение гонококков в организме, не имеющем к ним иммунитета. При незавершенном процессе фагоцитоза болезнетворные микроорганизмы сохраняются внутри фагоцитов, а также разносятся по всему организму. Так, в месте фагоцитоз становится проводником болезни, помогая вредителям распространяться и размножаться.

Внутриклеточное расщепление «вредителя»

Четвертая стадия фагоцитоза предполагает внутриклеточное переваривание. Происходит это следующим образом. В вакуоль, содержащую чужеродную частицу, входят лизосомы, имеющие комплекс пищеварительных ферментов, которые активируются и изливаются. При этом образуется среда, в которой легко происходит расщепление биологических макромолекул рибонуклеазы, амилазы, протеазы и липазы. Благодаря активизирующимся ферментам происходит уничтожение и переваривание, а затем и выброс продуктов распада из вакуоли. Теперь вы знаете, каковы все четыре стадии фагоцитоза. Защита организма осуществляется поэтапно: сначала происходит сближение фагоцита и объекта, затем аттракция, то есть расположение вредоносной частицы на поверхности «защитника», а после — поглощение и переваривание вредителя.

Заключение

В предыдущих статьях было описано краткое общее понятие об иммунитете, его видах и компонентах. Описано, что такое иммунные клетки  и как они работают.

Итак, вывод! Иммунитет — это способность организма противостоять вмешательству чужеродных частиц и инфекционных агентов и при этом сохранять химическое постоянство его внутренней среды.

В следующих статьях поговорим о сильном иммунитете и подавленном, о том, что следует предпринять в своей жизни, чтобы быть относительно здоровым человеком, о том, что такое вирусные и бактериальные инфекции, о вакцинах и о многом интересном. Продолжение следует, читайте статьи:

Приобретенный иммунитет, механизмы функционирования.

Механизмы формирования приобретенного иммунитета.