Стадии фагоцитоза микробиология кратко
Обновлено: 04.07.2024
Процесс фагоцитоза состоит из ряда последовательных, взаимосвязанных и взаимообусловленных стадий:
Приближение фагоцита к объекту фагоцитоза;
Прилипание фагоцита к объекту;
Поглощение объекта фагоцитом;
Киллинг - умерщвление жизнеспособного объекта фагоцитоза;
Внутриклеточное переваривание убитых или мертвых объектов.
Исследование перечисленных стадий имеет определенное значение для оценки фагоцитарного процесса, так как позволяет выяснять нарушения фагоцитоза на определенных его стадиях (например, при различных ИДС).
1. Сближение фагоцита с объектом фагоцитоза может быть результатом случайного столкновения в жидкой среде или хемотаксиса - направленного активного движения фагоцита к объекту. Положительный хемотаксис вызывается продуктами жизнедеятельности микробов. Фагоциты перемещаются также к поврежденным участкам тканей, причем особенно сильные хемотропные продукты (хемоаттрактанты) образуются при контакте разрушенных клеток с плазмой крови. Полагают, что они образуются под действием ферментов крови, компонентов системы комплемента (С3а, С567, С5а).
Продукты распада белков - полипептиды - более хемотропны, чем крупные коллоидные белки. Для положительного хемотаксиса необходимы адекватная доза хемоаттрактантов и специфические рецепторы мембран фагоцитов к ним, источники энергии (АТФ), а так же другие факторы, стимулирующие способности фагоцитов к активному передвижению.
Нарушения хемотаксиса встречается при некоторых врожденных заболеваниях фагоцитарной системы (например, при синдромах Хигаши-Чедиака, Вискотта-Олдрича, тяжелом комбинированном ИДС, вторичных приобретенных ИДС, которые развиваются при ожоговой болезни, сахарном диабете, опухолевом росте, хронических вирусных, бактериальных и грибковых инфекциях и т.п.). Кратковременное транзиторное нарушение хемотаксиса наблюдается у новорожденных в первые 10 дней жизни, что связывают со слабой способностью нейтрофилов реагировать на наличие хемоаттрактантов и, следовательно, накапливаться в очаге воспаления.
2. Стадия прилипания включает опсонизацию, распознавание и прикрепление фагоцита к объекту фагоцитоза. Опсонизация - процесс адсорбции на поверхности чужеродного объекта опсонинов - веществ, являющихся молекулярными посредниками при взаимодействии фагоцитов с фагоцитируемым объектом. Опсонины облегчают распознавание и повышают интенсивность фагоцитоза. Так же, как и для случаев расстройств хемотаксиса, снижение адгезивных свойств нейтрофилов наблюдается при врожденных и приобретенных нарушениях фагоцитарной системы (многие хронические инфекции вирусной и бактериальной природы).
3. Стадия поглощения - активный энергозависимый процесс. Суть его заключается в охвате частицы псевдоподиями и погружении ее в цитоплазму фагоцита. Результатом стадии поглощения является формирование фагосомы, содержащей чужеродную частицу. Значительно интенсивнее фагоциты поглощают объекты фагоцитоза, обработанные сывороткой плазмы, содержащей опсонины - Ig G, комплемент, С-реактивный белок и другие. Врожденные формы нарушений этой стадии фагоцитоза остаются неизвестны. Поглощение может нарушаться при некоторых острых и хронических инфекциях и аутоиммунных процессах. В ряде случаев снижение поглотительной способности может быть связано не с фагоцитозом, а с опсонинизацией. Подобное состояние может иметь место при септических поражениях.
4. Стадия киллинга (умерщвление) обеспечивается наличием в фагоцитах бактерицидных факторов, которые выделяются в фагосому или окружающей объект среду (дистантный бактерицидный эффект). Киллинг жизнеспособных микроорганизмов осуществляется с помощью кислородзависимых и кислороднезависимых механизмов.
Кислородзависимые механизмы связаны с образованием активных форм кислорода, оказывающих микробоцидное действие. К кислородзависимым факторам относят:
Кислороднезависимые механизмы - гибель и разрушение микробов происходит под влиянием следующих факторов:
- кислой среды фаголизосомы (значение pH до 4,5 ед.);
- гидролитических ферментов - лизоцима, щелочной фосфатазы;
- микробоцидных белков и пептидов - катионных белков, лактоферрина, лизоцима.
5. Стадия переваривания возможна только тогда, когда фагоцитируемый объект утратил свою жизнеспособность. Она осуществляется лизосомальными ферментами (их около 60), которые изливаются в образовавшуюся фаголизосому. Сюда выделяются факторы бактерицидности (лизоцим, катионные белки, миелопероксидаза и т. д.) и гидролазы (протеазы, липазы, фосфолипазы, амилаза и т.п.) и другие вещества. Здесь устанавливается кислая среда - рН до 4,5 ед. В результате ферментативного переваривания происходит окончательная деградация компонентов чужеродного объекта. В этом случае говорят о завершенном фагоцитозе.
Причины нарушения киллинга классифицируются на экзогенные и эндогенные. Среди экзогенных выделяют факторы, связанные с нарушениями в системе цитокинов и опсонинов, среди эндогенных - расстройство микробоцидных систем фагоцитов. Дефекты данной стадии фагоцитоза могут быть врожденными и приобретенными и, как правило, ведут к развитию гноеродных инфекций различной степени тяжести с преимущественным поражением слизистых оболочек и кожи.
Ослабление киллинга наблюдается при некоторых врожденных нарушениях фагоцитарной системы, например, хронической грануломатозной болезни, синдроме Хигаши-Чедиака, дефектах фермента миелопероксидазы. Приобретенные формы снижения киллинга наблюдаются при ослаблении специфической реактивности под влиянием ионизирующего облучения, приема цитостатиков, стероидных и нестероидных противовоспалительных препаратов, а также при таких заболеваниях, как сахарный диабет, уремия, лейкозы, сепсис. Ослабление киллинга возможно при недостаточности белкового питания, временно наблюдается у новорожденных. Способность нейтрофилов осуществлять киллинг существенно снижется при стафилококковых инфекциях, хроническом пиелонефрите, хронических заболеваниях дыхательной системы и других.
РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИИ ФАГОЦИТОВ. В целостном организме фагоциты обладают известной автономностью. Это имеет большое значение, поскольку фагоциты способны функционировать там, где другие клетки погибают. Фагоцитоз происходит в широком интервале рН - от 6,5 до 8 ед.
К факторам, стимулирующим фагоцитоз, относятся опсонины, тироксин, половые гормоны, цГМФ, ацетилхолин и холинергические препараты; к факторам, ингибирующим процесс фагоцитоза, - лейкотоксины, антифагины, цАМФ, глюкокортикоиды.
Некоторые гормональные и гуморальные вещества оказывают двойственный эффект на активность и эффективность фагоцитарного процесса. Так, известно, что адреналин активирует АМФ-циклазу и создает условия для накопления цАМФ в клетках. Однако физиологические дозы адреналина могут повышать интенсивность фагоцитоза за счет:
а) выброса лейкоцитов из депо и развития перераспределительного лейкоцитоза;
б) усиления выработки лейкопоэтина, под влиянием которого возникает абсолютный лейкоцитоз;
в) активации фосфорилаз, повышения интенсивности гликолиза, что обеспечивает активацию всех энергозависимых процессов в фагоцитах.
Этапы фагоцитоза:
Хемотаксис
Вредоносный объект проникает в организм, и он недолго остается там незамеченным. Этот объект, будь то бактерия, инородное тело или что-то еще, выделяет особые вещества (хемоаттрактанты) и прямо контактирует с кровью или тканями. Все это ставит организм в известность о присутствии внутри него агрессора.
Сложно это описать, а еще сложнее себе это представить, но проникновение патогена в организм ведет к запуску настоящего эффекта домино, включающего сотни (!) различных физиологических явлений, проходящих на клеточном и субклеточном уровнях. Состояние иммунной системы на этом этапе фагоцитоза можно сравнить с состоянием потревоженного пчелиного улья, когда его многочисленные обитатели готовятся атаковать обидчика.
Адгезия
Активация мембраны
На третьей стадии фагоцитоза в клетках-защитниках происходят невидимые реакции, которые подготавливают их к захвату и уничтожению патогена.
Погружение
Образование фагосомы
Когда фагоцит охватывает частицу со всех сторон, его мембрана замыкается снаружи, а внутри клетки остается закрытый пузырек с атакованным объектом внутри. Таким образом, клетка как будто проглатывает частицу. Этот пузырек носит название фагосомы.
Формирование фаголизосомы (слияние)
Киллинг
Это самый драматичный момент во всем механизме фагоцитоза. Захваченный объект переваривается и расщепляется фагоцитом.
Удаление продуктов расщепления
Все, что осталось от убитой бактерии или другой переваренной частицы, удаляется из клетки. Бывшая фаголизосома, представляющая собой мешочек с продуктами деградации, подходит к наружной мембране фагоцита и сливается с ней. Так из клетки удаляются остатки поглощенного объекта. Последовательность фагоцитоза завершается.
От чего зависит успешность фагоцитоза?
Увы, не всегда весь описанный процесс проходит как по маслу. В некоторых случаях патоген оказывается сильнее фагоцитарного звена иммунитета, он перебарывает защиту, и человек заболевает. Еще Мечников замечал, что если на личинок и червей подействовать слишком большим количеством грибковых клеток, то зараженные организмы погибают.
Фагоцитоз: особенности физиологии и функции фагоцитов, стадии фагоцитоза. Методы изучения фагоцитарной активности лимфоцитов.
Фагоцитарная активность лейкоцитов – это определение содержание нейтрофилов и моноцитов способных связывать на своей поверхности, поглощать и переваривать микробную тест-культуру (меченные бактерии).
В исследовании крови фагоцитарной активности лейкоцитов учитываются следующие показатели: фагоцитарный индекс (ФИ), фагоцитарное число (ФЧ), коэффициент фагоцитарного числа (КФЧ), индекс бактерицидности нейтрофилов (ИБН).
Читайте также: