Процесс фагоцитоза

Фагоцитоз является разновидностью эндоцитоза. Клетки организма поглощают эндоцитозом любые вещества из окружающей среды через специальные участки в своей мембране. Поглощение маленьких жидких частиц называется пиноцитозом, или жидкофазным эндоцитозом. Рецептор-опосредованный эндоцитоз начинается с взаимодействия объекта эндоцитоза с рецепторами мембраны клетки и формирования мембранных «окаймленных ямок», покрытых изнутри белковым комплексом, называемым клатрином. Везикулы, покрытые клатрином, или «окаймленные ямки», фагосомы, соединяются с лизосомами, в результате чего антигены перевариваются.

Рис. 1. Процесс фагоцитоза.

На микрофотографиях представлены последовательные стадии инвагинации мембраны и происходящей в результате этого интернализации материала. Фагоцит, связавшись с опсонизированной частицей, постепенно поглощает ее, выпуская псевдоподии (1 – 3). Затем псевдоподии сливаются (4) и микробная клетка оказывается заключенной в фагосому (5).

Фагоцитоз включает следующие этапы:

1. активация фагоцита

2. хемотаксис

3. прикрепление (адгезия) к объекту фагоцитоза

4. поглощение объекта

5. киллинг и переваривание, процессинг (переработка) объекта фагоцитоза

Фагоциты направленно перемещаются к объекту фагоцитоза в сторону повышения концентрации хемоаттрактантов – веществ микробов, активированных компонентов комплемента (С5а) и цитокинов.

Процесс фагоцитоза усиливают опсонины, обволакивающие объект фагоцитоза. Объект фагоцитоза прилипает к рецепторам фагоцита. Плазмолемма фагоцита, точнее, псевдоподия – выпячивание клетки, обхватывает бактерию или другую корпускулу. Затем объект фагоцитоза окружается плазмолеммой по так называемому «zipper»-механизму (от англ. zipper–застежка «молния»). Образуется мембранная везикула (фагосома), которая погружается в цитоплазму фагоцита (ранняя эндосома). Мембрана ранней эндосомы (фагосомы) сливается с лизосомой, образуя фаголизосому (позднюю эндосому). В поздних эндосомах микроб разрушается: происходит закисление (pH до 4,5) и активация ферментов лизосом (нуклеаз, протеаз гликозидаз, липаз, фосфатаз, сульфатаз, фосфолипаз).

Фагоцитируемый микроб разрушается по двум механизмам: кислородзависимому и кислороднезависимому.

Кислородзависимый механизм обусловлен системой миелопероксидазы и развитием респираторного взрыва: в фагоците образуются токсичные антимикробные формы кислорода: перекись водорода, супероксиданион-радикал, гидроксильный радикал, гипоиодит и гипохлорид, синглетный кислород. Антимикробным действием обладает и оксид азота (NO), образующийся из аргинина при участии NO-синтетазы – NOS (NOS превращает аргинин в оксид азота, который, выделяясь из макрофагов, проникает в микробные или опухолевые клетки, приводя к их гибели). NOS образуется макрофагами, активированными эндотоксинами бактерий или провоспалительными цитокинами (ИФН-γ, ИЛ-1β, ФНО-α).

Кислороднезависимый механизм включает протеиназы, катионные белки дефенсины и лизоцим, разрушающий пептидогликан клеточной стенки бактерий, а также лактоферрин, связывающий железо, необходимое для бактерий.

Фагоцитоз может быть завершенным, в результате разрушения захваченного микроба, и незавершенным, при котором микробы не погибают, сохраняя способность к размножению. Выживанию микробов способствуют следующие факторы: подавление слияния лизосом с фагосомой, содержащей микробы, например при туберкулезе, лейшманиозе и токсоплазмозе; устойчивость к лизосомальным ферментам (гонококки); выход микробов из фагосом и персистенция их в цитоплазме клеток (листерии, риккетсии).

Секреторная функция макрофагов.

Макрофаги способны активно секретировать цитокины, участвующие в иммунном ответе:

· цитокины для клеточной дифференцировки и пролиферации (ГМ-КСФ, ФНО);

· ИЛ-1 (эндогенный пироген), ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ИЛ-15, ИЛ-18;

· компоненты комплемента;

· ИФН-α.