Адгезия. Поглощение микробов. Схема фагоцитоза.

Фагоцитоз(греч. phagein — поедать, пожирать + греч. kytos — клетка + греч. osis — процесс, состояние) — активный биологический процесс, заключающийся в распознавании, поглощении и внутриклеточной деструкции чужеродного материала специализированными клетками — фагоцитами: микрофагами (полиморфноядерными лейкоцитами) и макрофагами.

В ходе фагоцитоза выделяют несколько основных стадий (рис. 5-2).

Рис. 5-2. Стадии фагоцитоза:1 — адгезия частицы (например, бактерии) с помощью Fc-рецептора мембраны фагоцита; 2 — погружение адгезированной частицы в фагоцит и образование фагосомы; 3 — приближение и присоединение к фагосоме лизосом; 4 — слияние мембран фагосомы и лизосом с образованием фаголизосомы; 5 — разрушение поглощённой частицы. [по 4].

• • Распознавание фагоцитом объекта поглощения и адгезия к нему происходит в несколько этапов:
• ♦ Обнаружение поверхностных детерминант объекта фагоцитоза.
• ♦ Опсонизация объекта фагоцитоза.

♦ Адгезия фагоцита к объекту фагоцитоза. Этот процесс реализуется с участием рецепторов лейкоцита FcyR (при наличии у объекта соответствующего лиганда) и молекул адгезии (при отсутствии лиганда, например, у неклеточных частиц).

• Поглощение объекта фагоцитом с последующим образованием фаголизосомы. Поглощенный материал погружается в клетку в составе фагосомы — пузырька, образованного плазматической мембраной. К фагосоме приближаются лизосомы, мембраны фагосомы и лизосом сливаются, и образуется фаголизосома.

• Внутриклеточное разрушение объекта фагоцитоза реализуется в результате активации двух сложных механизмов: кислородзависимой и кислороднезависимой цитотоксичности фагоцитов.

♦ Кислородзависимая цитотоксичность играет ведущую роль в деструкции объекта фагоцитоза. Она сопряжена со значительным повышением интенсивности метаболизма с участием кислорода (респираторный взрыв).

♦ Кислороднезависимые механизмы обусловлены действием лизосомальных ферментов фагоцита.

Незавершённый фагоцитоз.При незавершённом фагоцитозе поглощён- ные фагоцитами микроорганизмы не разрушаются. Это способствует персистенции и распространению инфекции в организме. Причины незавершённого фагоцитоза:

1. • Мембрано- и ферментопатии лизосом фагоцита.
2. • Повышенная резистентность микробов к ферментам фагоцита.
3. • Способность некоторых микробов быстро покидать фагосомы и персистировать в цитоплазме фагоцита (риккетсии, хламидии).
4. • Недостаточный эффект гормонов — регуляторов процесса фагоцитоза.

Заказать ✍️ написание учебной работы

Взаимодействие клеток иммунной системы с микробными ассоциациями — международный студенческий научный вестник (сетевое издание)

1

Пигасова А.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера» Минздрава России
Этиологическим фактором некоторых воспалительных заболеваний являются различные микробные ассоциации. Ассоциированные инфекции обладают рядом особенностей взаимодействий между микроорганизмами в сообществе.

Микроорганизмы в ассоциации могут существенно влиять на формы и течение инфекционного процесса. Например, при изучении биологических свойств энтеробактерий в микробных ассоциациях они проявляли более высокую токсическую активность, чем их монокультуры. Клетки иммунной системы определенно действуют на отдельные микроорганизмы.

В данной статье рассмотрен иммунный ответ на Staphylococcus aureus и Escherichia coli . Так, на первый – иммунный ответ проявляется в виде воспалительных процессов. Основную роль в защите от Staphylococcus aureus играют нейтрофилы.

Escherichia coli – это один из микроорганизмов нормальной микрофлоры кишечника человека, но при атипичной локализации он может стать возбудителем заболевания. Также есть и патогенные штаммы Escherichia coli.

Высокий уровень антител классов Е или G к условно-патогенной микрофлоре (в том числе и Escherichia coli) будет приводить к развитию и поддержанию инфекционно-аллергического воспаления. Но как клетки иммунной системы взаимодействуют с микробными ассоциациями? Этому вопросу посвящена данная статья.

1. Айламзян Э. К. Акушерство: учебник для медицинских вузов. – 8-е изд.

, испр. и доп. – Санкт-Петербург: СпецЛит, 2014. — С. 385 – 386.
2. Бабушкин С.А., Ивенских В.И., Мамаев А.В., Ожгибесов Г.П., Никулина Е.А., Шубина Н.В., Годовалов А.П. Эпидемиологические и микробиологические аспекты заболеваемости острыми фарингитами и тонзиллитами сотрудников МВД России по Пермскому краю // Вестник современной клинической медицины. – 2016. – Т. 9, № 6. – С.

27-33.
3. Большая советская энциклопедия: в 30 т. / Гл. ред. А. М. Прохоров. — Т. 16: Мезия—Моршанск — М.: Сов. энциклопедия, 1974.
4. Булатова. Е. М., Богданова Н. М., Лобанова Е. А., Габрусская Т. В. Кишечная микробиота: современные представления. / Педиатрия. –-Т. 87, №3. — 2009. – С. 105-109.
5. Годовалов А.П., Быкова Л.П., Никулина Е.А., Ожгибесов Г.П.

Изучение микробного пейзажа толстого кишечника при кандидозном носительстве // Медицинский вестник МВД. – 2016. – Т. 80, № 1 (80). – С. 41-43.
6. Годовалов А.П., Быкова Л.П., Никулина Е.А., Ожгибесов Г.П., Ларин А.Э., Ларина П.М. Выявление Staphylococcus aureus при изменении микробиоценоза толстой кишки // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2016.

– № 12 (136). – С. 36-38.
7. Годовалов А.П., Быкова Л.П., Ожгибесов Г.П. Характеристика Сandida spp. в грибково-бактериальных ассоциаций при воспалительных заболеваниях верхних дыхательных путей // Проблемы медицинской микологии. – 2009. – Т. 11, № 2. – С. 65.
8. Годовалов А.П., Никулина Е.А., Ожгибесов Г.П., Быкова Л.П., Ларин А.Э., Ларина П.М.

Изменение микробиоценоза толстого кишечника при воспалительных заболеваниях, вызванных Staphylococcus aureus // Cборник научных статей участников Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Фундаментальные и при-кладные аспекты современной инфектологии». – 2016. – С. 70-73.
9. Ипатова М.Г., Шумилов П.В., Мухина Ю.Г. и др.

Дисрегуляция иммунного ответа на индигенную микрофлору у детей и подростков с воспалительными заболеваниями кишечника // Педиатрия. — 2010. — Т. 89, №2. — С. 45-49.
10. Красникова Л. В., Гунькова П. И. Микробиологическая безопасность пищевого сырья и готовой продукции: Учеб.-метод.пособие. – СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2014. – С. 3.
11. Кутенкова Н.Е.

Роль атопической сенсибилизации к условно-патогенной микрофлоре в патогенезе рецидивирующих респираторных инфекций у детей раннего и дошкольного возраста: Автореф. дисс.…канд. мед. наук. — Кемерово, 2012. — 24 с.
12. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник для студ. Высш. Мед. Учеб. Заведений: перевод с укр. Издания / [Андрианова Т. В., Бобырь В. В.

, Виноград Н. А. и др.]; под ред. В. П. Широбокова. – Винница: Нова Книга, 2015. – С. 691.
13. Митрофанова Н. Н., Мельников В. Л. Особенности микробных ассоциаций при гнойно-септических инфекциях в отделении раневой инфекции многопрофильного стационара // Известия ВУЗов. Поволжский регион. Медицинские науки. 2013. №3 (27). URL:http://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-mikrobnyh-assotsiatsiy-prignoynosepticheskih-infektsiyah-v-otdelenii-ranevoy-infektsii-mnogoprofilnogo-statsionara (дата обращения: 28.04.2017).
14. Слободчикова С. В. Влияние антител и цитокинов на эффективность фагоцитоза Staphylococcus aureus: дисс. … канд. мед. наук. Пермь, 2014. С. 18 – 35.
15. Условно-патогенные грамотрицательные и грамположительные бактерии: уч. пос. для студентов /Сост.: З. Г. Габидуллин, Т. А.Савченко, Ю. З Габидуллин, М. М. Туйгунов, А. К. Булгаков, Г. К. Давлетшина, Р. С. Суфияров, И. Н. Усманова, Р. Ф. Хуснаризано- ва. – Уфа: Изд-во ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России, 2014.- С. 41-43.
16. Шестакова А.В., Кадыралиев Б.К., Годовалов А.П., Быкова Л.П. Опсонизация Candida albicans иммуноглобулином для внутривенного введения // Медицинская иммунология. – 2015. – Т. 17, № S. – С. 434.
17. Ярилин А.А. Иммунология. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 752 с.

Микробные ассоциации – это естественные или искусственно созданные человеком сообщества микроорганизмов, которые основаны на симбиотических или метабиотических отношениях. Отдельные виды микроорганизмов, составляющих микробные ассоциации, обычно устойчивы к продуктам жизнедеятельности др. видов, участвующих в этой ассоциации, и используют эти продукты как источник энергии, углерода и азота или в качестве факторов роста [3].

Среди заболеваний, вызываемых микробными ассоциациями, можно выделить такие, как некоторые заболевания мочеполовой системы, перитониты [1], абсцессы и гангрены легких, острые пневмонии [12], тонзиллиты [2], ангина Симановского-Плаута-Венсана, заболевания верхних дыхательных путей [16] и др.

Приведем пример, по результатам одного из исследований микробных ассоциаций при гнойно-септических инфекциях в отделении раневой инфекции многопрофильного стационара, было выявлено, что в ассоциациях преобладали следующие микроорганизмы: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis и Acinetobacter baumannii. А такие виды, как Enterobacter agglomerans и Proteus mirabilis, у пациентов отделения раневой инфекции зарегистрированы только в составе ассоциаций [13].

• Ассоциированные инфекции обладают рядом особенностей межмикробных взаимодействий, которые могут существенно влиять на формы и течение инфекционного процесса [8]. Механизмы отягощенного течения ассоциированных инфекций следующие:
• — микробы-ассоцианты усиливают действие детерминант вирулентности основного возбудителя;
• — условно-патогенные энтеробактерии в микробных ассоциациях обладают резко выраженной протеолитической активностью, особенно протей и сине-гнойная палочка;
• — микробы-ассоцианты нередко обладают множественной лекарственной устойчивостью, которая связана с выработкой адаптивных ферментов, разрушающих данный антибиотик.

Вышеизложенные положения можно доказать исследованием, проведенным на кафедре микробиологии Башкирского медицинского университета. Проводилось изучение роли условно-патогенных энтеробактерий в различных микробных ассоциациях.

При изучении биологических свойств энтеробактерий в микробных ассоциациях они проявляли более высокую токсическую активность, чем их монокультуры.

Например, вирулентность монокультуры Enterobacter — 26,3%, а вирулентность микробной ассоциации Enterobacter и Citrobacter — 57,1% [5, 15].

Иммунный ответ на представителей разных видов будет, безусловно, неодинаков [7]. Для того, чтобы проанализировать взаимодействие клеток иммунной системы с микробными ассоциациями, рассмотрим ассоциацию Staphylococcus aureus и Escherichia coli. Для начала обсудим защитные реакции макроорганизма на каждый вид отдельно.

Staphylococcus aureus.

Патогенность золотистого стафилококка связана с тремя группами факторов: колонизацией и адгезией, при которых важную роль играет тейхоевая кислота клеточной стенки; персистенцией, происходящей за счет факторов, препятствующих фагоцитозу; а также выработкой токсинов различного механизма действия (гемолизинов, лейкоцитов, энтеротоксинов, эксфолиатинов) и ферментов вирулентности (плазмокоагулазы, гиалуронидазы, фибринолизина, ДНК-азы, РНК-азы, лецитовителлазы, β-лактамазы и др.) [15].

TLR2 считается наиболее значимым для распознавания структур стафилококка – тейхоевые кислоты, пептидогликан, фенолрастворимые модулины и т.д. В распознавании также возможно участие Nod2 и TLR9.

Рецепция инициирует в клетках макроорганизма синтез и секрецию провоспалительных цитокинов: TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-12, хемокинов CXCL1, CXCL2, CXCL5, CXCL8 (IL-8) и т.д.

Помимо регуляции численности лейкоцитов, цитокины оказывают влияние на функциональное состояние фагоцитов: осуществляют прайминг нейтрофилов. Развивается воспалительная реакция.

Следует отметить, что основную роль в защите макроорганизма от стафилококковой инфекции играют нейтрофильные лейкоциты, первыми пребывающие в очаг воспаления. Главной их функцией является поглощение и уничтожение бактерий. Ключевая роль нейтрофилов в борьбе против S.

aureus обусловлена фагоцитарной функцией этих клеток, которая заключается в поглощении и последующем уничтожении бактерий. Конечный результат достигается благодаря мощному по сравнению с другими фагоцитами бактерицидному потенциалу нейтрофилов.

При поглощении патогена клетки вырабатывают активные формы кислорода непосредственно в полость фагосомы с помощью мембранного фермента NADPH-оксидазы. Многочисленные гранулы нейтрофилов содержат антибактериальные белки (дефензины, катепсины, лизоцим и т.д.).

При слиянии мембран фагосомы и гранул нейтрофилов эти соединения оказывают своё бактерицидное действие на патоген.

Что касается гуморального иммунитета, то основная функция антител в защите макроорганизма от S.aureus – это опсонизация. Среди всех классов иммуноглобулинов основную долю сывороточных антистафилококковых антител составляют антитела класса G. Хотя IgA, взаимодействующие с поверхностными антигенами бактерии, также представлены в большом количестве.

В гнойных ранах, возбудителем инфекции в которых является S. aureus, концентрация IgG в 5 раз больше, чем в экссудате стерильных ран. Тогда как концентрации других иммуноглобулинов при наличии или отсутствии инфицирования раны остаются неизменными.

Не менее важной функцией антител представляется нейтрализация микробных токсинов. Токсины S. aureus индуцируют выработку антитоксических антител, что позволяет снизить остроту клинических проявлений стафилококковых инфекций [14].

Escherichia coli в норме является представителем микрофлоры желудочно-кишечного тракта [10]. Иммуномодулирующая функция осуществляется как по отношению к неспецифическим факторам защиты, так и собственно адаптивному иммунному ответу.

За счет микробиоты происходит запуск и последующая активация синтеза неспецифических факторов защиты как гуморальных (лизоцим, пропердин, комплемент), так и клеточных (фагоцитоз).

Воздействие на иммунитет включает в себя стимуляцию созревания лимфоидного аппарата кишечника, активацию синтеза sIgA и стимуляцию продукции цитокинов и интерферонов колоноцитами [4].

Таким образом, современная концепция симбиоза микро- и макроорганизмов связана с индукцией последним толерантности к антигенам индигенной и условно-патогенной микрофлоры, а также с функцией индуцированных Т-регуляторных лимфоцитов (CD4+, CD25+, FOXP-3+), способных подавлять иммунный ответ на антигены этих бактерий [17].

Совсем иначе идут процессы взаимодействия клеток иммунной системы с E. coli в том случае, когда последняя оказывается в атипичном месте (или при попадании патогенных штаммов E. coli).

В подобных случаях происходит активация факторов неспецифического иммунитета и выработки антител.

Высокий уровень антител классов Е или G к условно-патогенной микрофлоре будет приводить к развитию и поддержанию инфекционно-аллергического воспаления либо по атопическому (I) типу, либо по антителзависимой клеточной цитотоксичности (V типу) [9].

Значит, нарушенная иммунная толерантность к данным микроорганизмам будет приводить к поддержанию воспалительного процесса, что клинически будет проявляться рецидивирующими заболеваниями [11].

Имеется очень мало исследований о том, как клетки иммунной системы взаимодействуют с микробными ассоциациями. Возможно, они из ассоциации выбирают «приотрететного» микроорганизма или действуют отдельно на каждый микроорганизм также как и в монокультуре.

Немногочисленные исследования в этой области открывают большие перспективы перед нами, т.к. изучение действий иммунной системы против микробных ассоциаций дает возможность разработки способов помощи в иммунном ответе, ведь у микробных ассоциаций повышается резистентность ко многим антибиотикам, и антибиотикотерапия становится безрезультатной.

Библиографическая ссылка

Пигасова А.А. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КЛЕТОК ИММУННОЙ СИСТЕМЫ С МИКРОБНЫМИ АССОЦИАЦИЯМИ // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 3. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=17192 (дата обращения: 14.04.2022).

Фагоцитоз: этапы и стадии, хемотаксис и адгезия, активация мембраны, погружение, образование фагосомы, формирование фаголизосомы (слияние)

Сущность фагоцитоза можно описать буквально в нескольких словах. При этом процессе особые клетки-фагоциты «вычисляют», пожирают и переваривают вредные частицы, попавшие в организм, главным образом инфекции.

Цель явления состоит в том, чтобы защитить нас от потенциальных патогенов, токсинов и так далее.

А как именно осуществляется механизм фагоцитоза? Он проходит в несколько этапов, о которых будет подробнее рассказано ниже.

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. 

Возникает каскад биохимических реакций. На первой стадии фагоцитоза тучные клетки выбрасывают в кровь специальные соединения, вызывающие реакцию воспаления. Начало воспалительного процесса «пробуждает» от состояния покоя макрофаги и другие клетки-фагоциты. Нейтрофилы, уловив присутствие хемоаттрактантов, быстро выходят из крови в ткани и спешат мигрировать к воспалительному очагу. 

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 

Последовательность фагоцитоза продолжается второй стадией – реакцией адгезии. Подошедшие к нужному месту фагоциты протягивают к патогену свои отростки, вступают с ним в контакт и распознают его.

Они не спешат сразу нападать и вначале предпочитают убедиться, не ошибаются ли они на счет «чужака».

Распознание вредоносного агента происходит при помощи особых рецепторов на поверхности мембран фагоцитов. 

• Активация  мембраны
• На третьей стадии фагоцитоза в клетках-защитниках происходят невидимые реакции, которые подготавливают их к захвату и уничтожению патогена.  
• Погружение

Мембрана фагоцита – это текучая, пластичная субстанция, которая может менять форму. Что она и делает, когда клетка сталкивается с вредоносным объектом. На фото видно, что фагоцит протягивает к чужеродной частице свои «щупальца». Потом он постепенно растекается вокруг нее, наползает на нее и полностью ее захватывает.

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)

Пока проходили другие этапы фагоцитоза, внутри фагоцита готовилось к использованию его оружие – органеллы-лизосомы, содержащие «пищеварительные» ферменты клетки. Как только бактерия или другой вредный объект оказался пленен клеткой-защитником, к ней приближаются лизосомы. Их мембраны сливаются с оболочкой, обволакивающей частицу, и их содержимое изливается внутрь этого «мешка».

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.

 Другая возможная причина неудачи – незавершенный фагоцитоз. Некоторые (часто очень опасные и заразные) возбудители защищены от переваривания фагоцитами.

В результате они просто проникают внутрь них, живут там и развиваются, недоступные для других факторов защиты иммунитета.

Ведь «нормальная» иммунная система не будет атаковать собственные же клетки, она не знает, что внутри них – опасный возбудитель… 

Чтобы избежать «неудачного» фагоцитоза и обеспечить наилучшую иммунную защиту, рекомендуется принимать препарат Трансфер Фактор.

Его информационные молекулы передают клеткам иммунитета сведения о том, как вести себя с самыми разными патогенами и как от них избавляться.

В результате работа иммунитета налаживается, а это повышает его устойчивость к еще не возникшим болезням и эффективность излечения от уже развившихся. 

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. 

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.

Виды фагоцитов

Моноциты

Определение

Мононуклеарные фагоциты — это подвид лейкоцитов, содержащихся в человеческой крови. Они отвечают за защиту возбудителей, проникнувших в кровь.

Моноциты не просто уничтожают агрессоров, но и «знакомят» с ней всю иммунную систему. Таким образом, иммунитет активизируется для борьбы именно с этим патогеном.

Кроме того, данный вид фагоцитов может выработаться в костном мозге, проникнуть в кровеносное русло. После нахождения в нем до 2 суток моноциты готовы к работе в тканях, куда происходит их перенос. Там мононуклеарные фагоциты преобразуются в следующую разновидность — макрофаги.

Макрофаги

Макрофаги также относятся к системе мононуклеарных фагоцитов. По сравнению с моноцитами, они менее подвижны в обычных условиях. Однако при возникновении воспалительных процессов, они направляются к очагу воспаления, где атакуют инородное тело и уничтожают вредителя. Погибшие в борьбе с «врагом» макрофаги покидают организм в виде гноя.

Нейтрофилы

Клетки-защитники данного типа в большом количестве присутствуют в крови человека и составляют от 50 до 75 % всех лейкоцитов. Срок жизни нейтрофил — 5 дней. Главная их задача заключается в охране организма от чужеродных объектов.

Если вредитель проник в организм, эти фагоциты транспортируются из крови в «центр событий». Нейтрофилы идентифицируют «вражеского агента» и уничтожают его.

Так же, как и макрофаги, погибшие нейтрофилы выходят из организма в виде гнойных клеток.

Дендритные клетки

Этот вид фагоцитов расположен на человеческих тканях ближе к полостям органов (под слизистой желудка, в легочной альвеоле, слизистой носа и т.д.), где происходит их созревание. Название дендритных клеток исходит из их внешнего сходства с формой дерева: длинные отростки образуют ветвистую структуру клетки.

Созревшие дендриты мигрируют в места скоплений лимфоцитов и макрофагов, повышая их активность при взаимном контакте.

Лаброциты

Эти фагоциты имеют второе название — тучные клетки. Подобно дендритам, они увеличивают эффективность клеток иммунной системы, с которыми взаимодействуют. Кроме того, лаброциты способны поглощать грамотрицательные бактерии. Но главной задачей тучных клеток является запуск реакции воспаления, служащую сигналом тревоги, чтобы другие фагоциты начали борьбу с агрессором.

Непрофессиональные фагоциты

Эта группа включает защитные клетки, которые не обладают свойством презентации антигенов, то есть они не могут «знакомить» другие клетки с патогеном. В качестве фагоцитов данного вида могут выступать клетки кожи, части соединительных тканей, сетчатка глаза и яйцеклетки некоторых животных. 

Механизмы уничтожения чужеродных агентов

Кислородозависимый внутриклеточный фагоцитоз

При осуществлении захвата патогена увеличивается потребность организма в кислороде, поскольку именно из него образуются перекись водорода и гидроксильные радикалы. Эти активные формы обладают способностью к разрушению микроорганизмов благодаря своим токсичным свойствам. 

Кислородонезависимый внутриклеточный фагоцитоз

Существуют пути ликвидации вредоносной частицы, не зависящие от кислорода. Они считаются менее действенными. Характерной особенностью кислородонезависимый способ фагоцитоза является использование:

• электрически заряженных белков, повреждающих мембрану клетки;
• лизозимов, разрушающих стенку бактерицидной клетки; 
• лактоферринов, удаляющих из патогенов железо;
• протеаз и гидролаз, которые участвуют в переваривании белков разрушенных вредителей.

Внеклеточный путь фагоцитоза

Активизированные макрофаги выделяют оксид азота. На первом этапе происходит внутриклеточный синтез этого вещества. Затем после контакта клетки-поглотителя с агрессором оксид азота высвобождается. Рост опухоли стимулирует выброс цитокинов, осуществляющих борьбу с раковыми клетками. 

Всегда ли фагоциты полезны

Действие фагоцитов вследствие некоторых факторов может быть пагубным для человека. К таким условиям относятся плохая экология, постоянные стрессовые ситуации и др.

В механизмах работы клеток-защитников происходят сбои. Примером нарушения деятельности фагоцитов служит группа аутоиммунных заболеваний, развитие которых имеет следующее объяснение.

Данный вид недугов возникает, когда иммунные клетки начинают воспринимать собственные клетки организма в качестве вредоносных объектов. Происходит фагоцитоз тканей почек, суставов, частей сердца.

Как следствие, ускоряется процесс старения организма.

Чтобы избежать подобного рода болезней, стоит придерживаться здорового питания, вести активный образ жизни, не иметь вредных привычек и поддерживать нормальную работу иммунной системы.

Незавершенный и завершенный фагоцитоз: в чем их отличия

Завершенность процесса захвата чужеродного агента обусловлена итогом его внутриклеточного переваривания. Если вредоносный объект полностью разрушается, а его остатки выводятся из организма, фагоцитоз считается завершенным.

Понятие незавершенный фагоцитоз описывает процесс, когда поглощенные частицы остаются жизнеспособными. Такие патогены способны разрушить вакуоль, а также размножаться на ней. В этом случае фагоцитоз не уничтожает бактерии, а, наоборот, способствует их распространению. 

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.

Бывают случаи, когда фагоциты не могут защитить организм от вирусов, к примеру, если они не способны на перемещение в зону заражения. К таким ситуациям также относится продуцирование патогеном химических веществ, не позволяющих защитным клеткам организма подойти к ним. 

Адгезия фагоцитов к объектам фагоцитоза. Феномен опсонизации — Med24info.com

Обязательным условием адгезии фагоцита служит распознавание объекта фагоцитоза.

Механизмы распознавания разнообразны и принципиально различаются в случаях фагоцитоза опсонизированного и неопсонизиро- ванного объектов.

Основные разновидности рецепторов, вовлекаемых в процесс фагоцитоза, представлены в табл. 2.17. Таблица 2.17. Рецепторы фагоцитов, участвующие в распознавании объекта фагоцитоза

Группа рецепторов	Разновидности	Клеточная локализация	Лиганд	Участие в фагоцитозе
Без опсонизации
Рецепторы для интернализации	Маннозный рецептор (MR — CD206)	Незрелые миело- идные дендритные клетки, моноциты, макрофаги	Манноза, фукоза, глюкоза, N-ацетилглюкоза- мин	Фагоцитоз различных групп микроорганизмов

Продолжение табл. 2.17

Группа рецепторов	Разновидности	Клеточная локализация	Лиганд	Участие в фагоцитозе
DEC-205	Незрелые миело- идные дендритные клетки, плазмоцитоид- ные дендритные клетки	Мананны
Dectin-1	Незрелые миело- идные дендритные клетки, плазмоци- тоидные дендритные клетки, моноциты, макрофаги, нейтрофилы, Т-клетки	Р-Глюканы
Рецепторы для апоп- тотических клеток	PSR (рецептор фосфатидилсе- рина)	Макрофаги и другие клетки	Фосфатидил- L-серин	Фагоцитоз апоптотичес- ких клеток
Интегрин avP3	Эндотелиальные клетки, макрофаги	Витронектин	Взаимодействуют друг с другом и растворимым тромбоспондином
Scavenger- рецепторы («мусорщи ки»)	SR-AI/II	Макрофаги, дендритные клетки	Липиды, полианионы	Фагоцитоз апоптотических клеток, для SR-A — также некоторых бактерий (кокки)
CD36	Макрофаги, моноциты	Фосфатил- дил-Ь-серин
С опсонизацией
Fcy-рецеп торы	FcyRI (СD64)	Макрофаги, аквированные нейтрофилы, активированные эозинофилы	Fc-IgG1, Fc- IgG3	Фагоцитоз объектов, опсо- низированных IgG1- и IgG3^^ тителами
FcyRIIA (CD32)	Нейтрофилы, моноциты, макрофаги, дендритные клетки, эозинофилы и др.
FcyRIII (CD16)	Нейтрофилы, моноциты, макрофаги, дендритные клетки, эозинофилы и др.
Рецепторы для комплемента	СR1 (CD35)	Моноциты, нейтрофилы, эозинофилы, В-клетки, эритроциты	iC3b	Фагоцитоз объектов, опсо- низированных iC3b

Окончание табл. 2.17

Группа рецепторов	Разновидности	Клеточная локализация	Лиганд	Участие в фагоцитозе
CR3 (CD11b/ CD18; интег- рин амР2)	Моноциты, макрофаги, нейтрофилы, естественные киллеры, дендритные клетки	iC3b, фибриноген
CR4 (CD11c/ CD18; интег- рин aLP2)	Моноциты, макрофаги, естественные киллеры, дендритные клетки	iC3b, фибриноген

В отсутствие опсонизации молекулярное распознавание, необходимое для прилипания фагоцитов к клеткам-мишеням, осуществляется в основном двумя группами рецепторов. Одна из этих групп — scavenger-рецепторы («мусорщики»), физиологически предназначенные для элиминации липопротеинов низкой плотности и способные распознавать липидные компоненты бактерий. Вторая группа участвует в элиминации апоптотических клеток: а^-интегрин, распознающий витронектин, и рецептор фосфати- дилсерина (оба лиганда появляются на поверхности клеток при нарушении асимметрии клеточной мембраны в процессе апоптоза). В качестве рецептора еще одной молекулы, экспрессируемой апоптотическими клетками, выступает тромбоспондин. Эта растворимая молекула кооперируется с двумя упомянутыми мембранными рецепторами: она первой связывается со своим лигандом и облегчает распознавание других маркеров апоптоза мембранными рецепторами профессиональных (макрофаги) и факультативных (эндотелиальные клетки) фагоцитов. Распознавание фагоцитом предварительно опсонизированных клеток более типично для инфекционных процессов. Под опсонизацией (от греч. oyoveo — подготавливать пищу) понимают обволакивание частицы молекулами, облегчающими ее распознавание и поглощение фагоцитом. Существует 2 основных варианта опсонизации: в одном случае опсонизиру- ющие агенты — антитела класса IgG, а в другом — фрагмент СЗ-компонента комплемента iC3b. Часто оба фактора опсонизируют клетку совместно. Это неудивительно, поскольку антитела в составе иммунных комплексов активируют комплемент, что приводит к отложению на клетке-мишени C3b, расщепляющегося до iC3b (см. раздел 2.5.1). Однако опсонизация компонентами комплемента более распространена, поскольку активация комплемента возможна без участия антител (альтернативный и лектиновый пути) или с участием антител, для которых на фагоцитах нет рецепторов (например, IgM-антител). Своеобразный вариант опсонизации инертных частиц (частиц металла, пластика и т.д.) — обволакивание их белками межклеточного матрикса, в результате чего они становятся доступными для распознавания мембранными р1-интегринами фагоцитов. Лейкоциты, обладающие фагоцитарной активностью, несут на своей поверхности рецепторы для опсонинов, а также рецепторы-мусорщики и рецепторы, распознающие апоптотические клетки. Последний тип рецепторов широко распространен и свойственен не только «профессиональным» фагоцитам, но и ряду других клеток (эндотелиальные, эпителиальные и т.д.). Благодаря способности многих типов клеток элиминировать апоптотичес- кие клетки, не происходит «загрязнения» продуктами распада тканей, в которых в физиологических условиях происходит массовая гибель клеток путем апоптоза (например, при эмбриогенезе).

При распознавании рассмотренными рецепторами своих лигандов происходит сближение фагоцитов с их мишенями, обычно закрепляемое молекулами адгезии, в частности ргинтегрином VLA-4 и р2-интегрином LFA-1.

На поверхности бактериальных клеток отсутствуют рецепторы интегринов (rcAM, VCAM, белки межклеточного матрикса), однако обычно присутствуют короткие аминокислотные последовательности, распознаваемые интег- ринами (например, последовательность RGD, распознаваемая некоторыми интегринами).

Распознавание неопсонизированных патогенов затруднено. Опсонизация облегчает этот процесс. 

Источник: Ярилин.А.А , «Иммунология » 2010

А так же в разделе «Адгезия фагоцитов к объектам фагоцитоза. Феномен опсонизации »