Fagocytóza

Z WikiSkript

Fagocytóza je schopnost buněk pohlcovat cizorodé částice, mikroby či poškozené buňky.[1] Fagocytózy jsou schopné buňky podílející se na nespecifické imunitě organizmuantigen prezentující buňky, monocyty, z kterých se vyvíjejí jednotlivé druhy makrofágů (Kupfferovy buňky, histiocyty, mikroglie a další), a bílé krvinky (neutrofilní leukocyty, eozinofilní leukocyty). Tyto buňky jsou schopné diapedézy a přechodu do poškozené tkáně, kde vytvářejí panožky a pohlcují nechtěné částice a buňky.

Obecný základ[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Buňky[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Buňky primárně určené k fagocytóze označujeme pojmem profesionální fagocyty. Patří mezi ně neutrofily, eozinofily, monocyty → makrofágy. Tvoří základ buněčné nespecifické imunity a hrají ústřední roli v zánětlivé reakci.

  • Neutrofily však neexprimují MHC II. třídy, nemohou tedy prezentovat antigen složkám specifické imunity a nepatří tedy mezi APC – antigen prezentujíci buňky. Mají však význam v obraně proti extracelulárním bakteriím.
  • Makrofágy jsou specializované na „uklízení“ pozůstatků vlastních buněk zahynulých apoptózou. Uplatňují se tedy hlavně v obraně proti intracelulárním bakteriím.

Rychlostní rozdíl v zásahu je ten, že granulocyty konají hned a makrofágy až po aktivaci signály, například: (cytokiny T-lymfocytů, interferon-γ, TNF). Neutrofily žijí krátce (6–12 hod), makrofágy dlouho v různých stádiích – v oběhu nebo ve tkáních. Frakce cirkulujících neutrofilů odpovídá frakci neutrofilů adherovaných na stěnu cévní. Z celkového množství neutrofilů je asi jen 7% periferních a zbytek najdeme v kostní dřeni, kde mohou být postupně vyplavovány dle potřeby organismu. Poměr cirkulujících a dřeňových neutrofilů je měněn vlivem zánětlivých cytokinů a bakteriálních produktů.

Fagocytóza

Mechanismus průchodu do poškozené tkáně[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Schéma fagocytózy

Fagocyt se zachytí na povrchu endotelových buněk zanícených tkání díky adhezivním molekulám, které jsou exprimovány pod vlivem zánětlivých cytokinů → prostoupí do tkáně (diapedéza = extravazace) → aktivní pohyb do místa poškození. Pohyb je řízen chemotakticky, látkami uvolňovanými v místě zánětu.

  • 1. fáze: při extravazaci/diapedéze se uplatňují interakce mezi adhezivními proteiny endotelií (selektiny) a sacharidovými strukturami na povrchu neutrofilů = rolling; reverzibilní adhezivní interakce; zpomaluje pohyb neutrofilů.
  • 2. fáze: vazba povrchových adhezivních molekul neutrofilů (leukocytární integriny) na povrchový glykoprotein endotelových buněk (ICAM-1, CD54); monocyty a eozinofily přilnou na endotelie (VCAM-1) prostřednictvím β1-integrinů.
  • 3. fáze: po pevném zachycení se fagocyty protáhnou mezi endotelovými buňkami, opustí cévu → do tkáně.

Chemotaktické faktory[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Fagocyty směrují do místa zánětu podle chemotaktického gradientu.

  • hlavní chemotaktické látky pro neutrofily: cytokin (chemokin), interleukin-8 (IL-8),
  • pro monocyty, eozinofily: MIP-1α, MIP-1β, MCP-1, RANTES,
  • společné: C3a, C5a, leukotrien B4 (LTB 4), PAF, fMLP (formylmetionylleucinfenylalanin; peptid z bakteriálních proteinů).

Pro všechny tyto látky jsou na povrchu fagocytů příslušné receptory; stimulace receptorů způsobí chemotaxi a následně aktivaci fagocytózy. Fagocyty se ve tkáni aktivně pohybují směrem k místu zánětu (secernují hydrolytické enzymy → štěpí složky mezibuněčné hmoty). Tento posun nastává pomocí reverzibilních adhezivních interakcí – systém kontraktilních vláken (aktin, tubulin). Neutrofily, co splnily úkol, brzy hynou a pozůstatky jsou odstraňovány dalšími fagocytárními buňkami (makrofágy). Odumřelé neutrofily vytvoří hnis. Makrofágy fagocytózu několikrát opakují.

Rozpoznávací mechanismy fagocytů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Fagocyty rozpoznají struktury na povrchu mikroorganismu, ale ne na vlastních poškozených buňkách. Mezi tyto rozpoznávací struktury patří například: lipopolysacharidy, teichoové kyseliny (u všech G+ i G- bakterií), manany (u kvasinek).

  • Tzv. neimunologická fagocytóza je interakce mezi povrchovými lektiny (proteiny vážící sacharidy) fagocytů a sacharidy (v mikrobiálních glykoproteinech a polysacharidech). Manózový receptor rozeznává D-manózu; galaktózový receptor: rozeznává galaktosylové zbytky na povrchu senescentních erytrocytů. Bakteriální lipopolysacharidy váže CD14 i jiné. Scavengerové receptory: rozeznávají polyanionické struktury (kys. teichoové, negativně nabité fosfolipidy na apoptotických buňkách),
  • opsonizace – spolupůsobení protilátek, komplementu, sérových proteinů. Fc-receptory – protilátky navázané na mikroorganismus rozeznány,
  • na povrchu mikroorganismů dochází taky k aktivaci komplementu → usazování fragmentů komplementových proteinů (zejména C3). Rozeznávány komplement. receptory. Protilátky a fragmenty komplementu působí jako opsoniny – označují částici jako cizorodou. Působí tak i lektin vázající manózu (MBL), fibronektin, fibrinogen, CRP, amyloid P,…,
  • imunologická fagocytóza je indukována pomocí Fc-receptorů a komplementových receptorů;
  • proteiny akutní fáze produkovány játry vlivem zánětlivých cytokinů: MBL, fibronektin, fibrinogen, CRP, sérový amyloid P.

Proces fagocytózy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Fagocyt nejdříve kontaktuje malou částí svého povrchu cizorodou částici prostřednictvím svých receptorů. Postupně ji obchvacuje svými pseudopodiemi až je částice nakonec zcela obklopena povrchovou membránou fagocytu – uzavřena do nově vzniklé vakuoly = fagosom. Proces závisí na intracelulárním přeskupení kontraktilních proteinů. Fáze fagocytózy:

  1. aktivní pohyb fagocytů,
  2. adherence (přilnutí),
  3. ingesce (pohlcení),
  4. intracelulární degradace (závěrečná fáze).

Likvidace pohlceného organismu[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Během vytváření fagosomu a hlavně po ukončení jeho fúze s lyzosomy (azurofilní granula), které obsahují hodně baktericidních látek (defensiny), hydrolytických enzymů (kathepsiny, lyzozym) v pH 4–5,…

  • napadají a ničí pohlcené mikroorganismy = baktericidní systémy nezávislé na O2,
  • interakce Fc-receptorů, komplementových receptorů + opsonizované částice → rychlá aktivace NADPH-oxidázy → katalyzuje reakci NADPH + O2 → NADP+ + superoxidový radikál,
  • vzniká z něj dalšími reakcemi singletový kyslík, peroxid vodíku, hydroxylový radikál = reaktivní kyslíkové intermediáty (ROI) → velmi reaktivní, oxidační; narušují strukturu mikroorganismu, ničí aktivitu enzymů, poškozují DNA,
  • H2O2 reaguje s Cl- (katalyzováno myeloperoxidázou) → baktericidní chlornanové anionty,
  • respirační (oxidační) vzplanutí: děje zahájeny aktivací NADPH-oxidázy; výrazná spotřeba kyslíku,
  • NO – mikrobicidní prostředek fagocytů. NO-syntáza; aktivace NO-syntázy v makrofázích vlivem cytokinů z TH1 (IFN-γ, TNF) – účinný v pohlcování intracelulárních patogenů,
  • NADPH – oxidázový systém účinný v ničení pohlcených extracelulárních patogenů,
  • baktericidní látky se mohou někdy uvolňovat i do okolních tkání a poškozovat je.

Sekreční produkty fagocytů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Během fagocytózy neutrofil odumírá (vzniká hnis), přesto secernuje řadu cytokinů působících na ostatní buňky. Je producentem vazodilatačních látek, a tak napomáhá imunitnímu systému způsobením otoku, zarudnutím, zvýšením teploty, zlepšením prokrvení tkáně, …

  • Monocyty/makrofágy produkují cytokiny: IL-1α, IL-1β, IL-3, TNF, IL-6, IL-8, IL-12, GM-CSF. Neutrofily produkují méně cytokinů, ale je jich více v místě zánětu. Zprostředkují systémovou odpověď na zánět (IL-1, IL-6, TNF), amplifikují zánětlivou reakci (IL-8), regulují hematopoezu: IL-3, GM-CSF, regulují diferenciaci T-lymfocytů: IL-12, produkty metabolismu kyseliny arachidonové: prostaglandiny, prostacykliny, leukotrieny, tromboxany.
  • Fagocyty jsou důležitým zdrojem lokální produkce složek komplementu (C3).
  • Eozinofily produkují IL-5, MIP-1α, TGF-α, TGF-β.


Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Reference[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  1. ŠVÍGLEROVÁ, Jitka. Fagocytóza [online]. Poslední revize 2009-02-18, [cit. 2011-01-02]. <http://wiki.lfp-studium.cz/index.php?title=Fagocyt%C3%B3za&oldid=137>.

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • HOŘEJŠÍ, Václav a Jiřina BARTŮŇKOVÁ. Základy imunologie. 3. vydání. Praha : Triton, 2008. 280 s. ISBN 80-7254-686-4.