Понятие, механизм и последовательность осуществления фагоцитоза
Содержание
Вы когда-нибудь задумывались, как вирус или другой инфекционный агент вторгается в клетку, чтобы осуществить заражение? Многие клетки нуждаются в переносе различных веществ, таких как бактерии, мертвые клетки-хозяева, и обломки из других клеток или окружающей среды, через их плазматическую мембрану и цитоплазму по различным причинам.
Некоторые клетки могут использовать различные методы, такие как ионные насосы или осмос, для перемещение макромолекул, а также химических веществ через плазматическую мембрану и цитоплазму. Но большие частицы, такие как вирусы и бактерии, слишком велики, чтобы использовать небольшие каналы для трaнcпортировки через клеточную мембрану. Для поглощения более крупных частиц, клетки используют процесс, называемый эндоцитозом. Существует несколько разных типов эндоцитоза, один из которых называется фагоцитозом.
Читайте также: Пиноцитоз и Рецепторно-опосредованный эндоцитоз.
Что такое фагоцитоз?
Фагоцитоз – это процесс, при котором клетка связывается с необходимой частицей на поверхности, а затем обволакивает и погружает ее в внутрь. Процесс фагоцитоза часто происходит, когда клетка пытается уничтожить что-то, например вирус или инфицированную клетку, и часто используется клетками иммунной системы.
Фагоцитоз не произойдет, если клетка не находится в физическом контакте с частицей, которую она хочет поглотить. Рецепторы клеточной поверхности, используемые для фагоцитоза, зависят от типа клетки. Это самые распространенные из них:
- Рецепторы опсонинов: используются для связывания бактерий или других частиц, которые были покрыты иммуноглобулиновыми G (или IgG) антителами иммунной системой. Иммунная система покрывает потенциальные угрозы в антителах, чтобы другие клетки знали, что их нужно уничтожить. Также, иммунная система может использовать группу сложных белков для маркировки бактерий, называемых системой комплемента. Система комплемента – еще один способ иммунной системы уничтожать патогены и угрозы для организма.
- Рецепторы мусорщики: связываются с молекулами, которые продуцируются бактериями. Большинство бактерий и клеток производят матрицу протеинов, окружающих себя (называемую «внеклеточным матриксом»). Матрикс является идеальным способом для иммунной системы идентифицировать чужеродные виды в организме, поскольку клетки человека не продуцируют одну и ту же белковую матрицу.
- Толл-подобные рецепторы: рецепторы, названные в честь аналогичного рецептора у плодовых мух, кодируемых геном Toll, которые связываются с определенными молекулами, продуцируемыми бактериями. Толл-подобные рецепторы являются ключевой частью врожденной иммунной системы, так как будучи связанными с бактериальным возбудителем, они распознают специфические бактерии и активируют иммунный ответ. Существует множество различных типов Толл-подобных рецепторов, продуцируемых организмом, все из которых связывают разные молекулы.
- Антитела: некоторые иммунные клетки образуют антитела, связывающие с конкретными антигенами. Это процесс, сходный тому, как подобные рецепторы распознают и идентифицируют, какой тип бактерий заражает хозяина. Антигены – это молекулы, действующие как патогенная «визитная карточка», потому что они помогают иммунной системе понять с какой угрозой она имеет дело.
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 хаpaктерно 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 инвaгинацию, чтобы захватить частицу внутрь, обволакивая ее вокруг. Инвaгинация – 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 инвaгинации, 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 обpaбатывают 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.
Фагоцитоз и иммунная система
Фагоцитоз является важной составляющей иммунной системы. Несколько типов клеток иммунной системы выполняют фагоцитоз, такие как нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки и В-лимфоциты. Действие фагоцитирующих патогенных или посторонних частиц позволяет клеткам иммунной системы знать, с чем они борются. Зная врага, клетки иммунной системы могут специально нацеливаться на похожие частицы, циркулирующие в организме.
Другой функцией фагоцитоза в иммунной системе является поглощение и уничтожение патогенов (таких как вирусы или бактерии) и инфицированных клеток. Уничтожая инфицированные клетки, иммунная система ограничивает скорость распространения и размножения инфекции. Ранее мы упоминали, что фаголисосома создает кислотную среду для уничтожения или нейтрализации своего содержимого. Клетки иммунной системы, которые выполняют фагоцитоз, могут также использовать другие механизмы для уничтожения патогенов внутри фаголисомы, таких как:
- Кислородные радикалы: высокореактивные молекулы, которые реагируют с белками, липидами и другими биологическими молекулами. Во время физиологического стресса количество кислородных радикалов в клетке может резко увеличиваться, вызывая окислительный стресс, способный разрушать клеточные структуры.
- Оксид азота: реакционноспособное вещество, подобное кислородным радикалам, которое реагирует с супероксидом, чтобы создать дополнительные молекулы, повреждающие различные типы биологических молекул.
- Антимикробные белки: белки, которые специфически повреждают или убивают бактерии. Примеры антимикробных белков включают протеазы, убивающие различные бактерии, уничтожая основные белки и лизоцим, атакующий клеточные стенки грамположительных бактерий.
- Антимикробные пептиды: схожи с антимикробными белками, поскольку также атакуют и убивают бактерии. Некоторые антимикробные пептиды, такие как дефенсины, атакуют мембраны бактериальных клеток.
- Связывающие белки: являются важными игроками врожденной иммунной системы, так как конкурируют с белками или ионами, которые в противном случае могут оказаться полезны для бактерий или вирусной репликации. Лактоферрин – связывающий белок, обнаруженный в слизистых оболочках, и связывает ионы железа, необходимые для роста бактерий.
Территория страны лежит сразу в четырех основных климатических поясах. Каждый из них имеет свои показатели температуры и нормы осадков. С востока на запад наблюдается переход муссонного климата в континентальный....
25 04 2024 1:15:32
Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли, включающую суммарную массу воды найденной на, под и над поверхностью планеты. Вода гидросферы может находится в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (водяной пар)....
24 04 2024 8:27:13
Здесь представлен краткий обзор 10-ти крупнейших африканских стран в порядке возрастания площади с кратким описанием и расположением на карте Африки....
23 04 2024 0:50:12
Мраморная кошка (Pardofelis marmorata) - вид небольшой дикой кошки из Южной и Юго-Восточной Азии. Принадлежит к семейству кошачьих (Felidae)....
22 04 2024 20:16:23
Биом луга - наземные места обитания, где доминирующей растительностью являются травы, а также отсутствуют или растут в незначительном количестве деревья....
21 04 2024 21:38:23
Природа Казахстана разнообразна и уникальна настолько, что не оставит равнодушным никого: ни первооткрывателя этих прекрасных мест, ни постоянного посетителя....
20 04 2024 0:52:10
Аффенпинчер, также известный как аффен и «обезьянья собака» («affen» означает «обезьяна» на немецком языке) - небольшое, но энергичное и храброе животное....
19 04 2024 7:22:36
На 2020 год население Земли составляет примерно 7,7 млрд человек, а сколько же всего людей родилось за всю историю нашего вида?...
18 04 2024 11:36:35
Должны ли крысы питаться мясом? Есть ли в нем какие-либо преимущества или недостатки? Мы решил провести небольшое исследование и поделиться с вами в этой статье....
17 04 2024 3:50:26
Список и краткое описание крупнейших заливов и проливов Северной Америки....
16 04 2024 22:41:13
В некоторых местах есть локальный набор атмосферных условий, которые отличаются от остальных районов, окружающих это место....
15 04 2024 21:14:52
Лес – одно из важнейших богатств мира. Невозможно оценить то значение и важность, которую имеют леса среди других экосистем планеты. Лес даёт пристанище многообразному зверью, живущему под его покровом....
14 04 2024 12:33:14
Гидросфера – это оболочка Земли, которая объединяет всю воду на нашей планете. Всего на Земле находится 1,39 млрд куб. км воды, чья масса составляет 1,46 квинтиллионов тонн....
13 04 2024 11:22:53
Среди представителей животного мира Земли есть и такие виды, которые легко помещаются на человеческом ногте! Какие же виды животных являются наименьшими на нашей планете?...
12 04 2024 9:52:43
Апоптоз, или запрограммированная гибель клеток, является естественным процессом в организме....
11 04 2024 19:28:23
Зачастую мама является первой, на кого возлагается долг в воспитании потомства. Но давайте все же не забывать и о роли отцов в этом нелегком деле....
10 04 2024 7:26:13
Здесь представлена подборка географических карт материка Южная Америка на русском языке и в высоком разрешении:...
09 04 2024 9:52:37
На самом деле грибы выделили в отдельное царство только в 1970-х годах, хотя некоторые уникальные особенности этих организмов были известны ещё в XVIII в....
08 04 2024 16:12:32
Стихотворение «Есть в осени первоначальной...» появилось 22 августа 1857 года. В тот день поэт возвращался вместе с дочерью из поместья Овстуг в столицу....
07 04 2024 9:31:39
Всемирный день океанов является ежегодным событием, которое было введено в действие, чтобы помочь сохранить, защитить и отдать должное океанам Земли....
06 04 2024 19:34:30
Природные условия Крыма являются благоприятными для процветания фауны. На полуострове обитает много эндемиков, а также прекрасно акклиматизировались животные-космополиты....
05 04 2024 11:12:30
Фауна Московской области представлена в основном лесными животными. Здесь обитают более 500 видов насекомых, порядка 70 видов млекопитающих, 11 видов рептилий и 6 видов амфибий, а также не менее 40 видов рыб и около 300 видов птиц....
04 04 2024 13:18:38
Когда у вас есть домашняя крыса, трудно понять, подходит для нее та или иная пища. В этой статье мы дадим ответ на вопрос о клубнике для крыс, а также предоставим множество другой информации, которая будет вам полезна....
03 04 2024 16:51:25
Мутуализм - симбиотическая связь, в которой два разных вида взаимодействуют, а в некоторых случаях полностью полагаются друг на друга для выживания....
02 04 2024 8:38:40
Экологические факторы — совокупность всех признаков среды (температура, влажность, свет, давление воздуха, свойства почвы, состав воздуха, рельеф, живые организмы и др.), оказывающих воздействие на организм или экологическую систему в целом....
01 04 2024 3:40:55
От Арктики до Антарктики Тихий океан охватывает огромную часть нашей планеты и включает в себя ряд экосистем, каждая из которых имеет свою собственную коллекцию видов растений и животных....
31 03 2024 0:20:30
Чередование поколений описывает жизненный цикл растения, как оно изменяется между пoлoвoй и бесполой фазами (поколениями)....
30 03 2024 13:57:58
Какой из материков самый холодный на Земле? Очевидно, что это Антарктида! Это единственный континент, расположенный на полюсе......
29 03 2024 16:35:51
Руаль Амундсен – выдающийся путешественник, первооткрыватель Южного полюса и исследователь Северной Атлантики. Соотечественники называли его "последним викингом" за спартанский подход к делу....
28 03 2024 5:37:36
Человек - единственное живое существо на Земле, которое несет ответственность за разрушение природы. Это связано с нашей склонностью чрезмерно использовать......
27 03 2024 0:56:24
В этой статье вы найдете подборку цветных картинок фруктов и сможете дать ребенку новые знания о этих удивительных дарах природы!...
26 03 2024 8:40:59
Квадратные волны представляют собой сетчатый рисунок из множества квадратов на поверхности моря. Эти волны могут казаться безопасными, но они достаточно сильны......
25 03 2024 17:16:42
Список фруктов и овощей, которые крысы могут есть, обширен, поэтому у владельцев этих милых грызунов есть выбор множества полезных для здоровья питомца вариантов....
24 03 2024 20:58:38
Полосатый варан (Varanus salvator) - большая ящерица, принадлежащая к роду вараны (Varanus), обитающая на территории Южной и Юго-Восточной Азии....
23 03 2024 3:33:58
В 11 пунктах статьи, вы найдете фотографии и описание различных древних змей, начиная от динилизия до самой большой доисторической змеи в мире - титанобоа....
22 03 2024 6:37:54
ОТВЕТ: Кенгуру являются уроженцами Австралии и обитают в лесистых местностях, пастбищах и лугах от побережья Индийского океана до......
21 03 2024 19:56:25
Бактерии, как и все живые клетки, нуждаются в энергии и питательных веществах для построения белков и структурных мембран, а также управления биохимическими процессами....
20 03 2024 2:59:44
Я как-то раз встал рано, с рассветом, взял удочку и пошел на речку. Кругом стояла тишина. На реке я оказался не один....
19 03 2024 6:44:16
Биоценозом называют совокупность живых организмов, которые населяют определенное прострaнcтво. Это может быть не только участок суши, но и водоем....
18 03 2024 20:58:36
Рельеф дна в Северном Ледовитом океане имеет более однородную поверхность по сравнению с прочими крупными акваториями планеты. Все же здесь также можно встретить хребты, очерченные структурной поверхностью разломов, впадины с большой глубиной и рифовые зоны, относящиеся к подвижным образованиям....
17 03 2024 20:47:30
Список из нескольких имен (кличек) в алфавитном порядке от А до Я для вашей кошки или кота, которые подходят для животных с белым окрасом шерсти. В этой подборке имен вы найдете клички, как для белого кота мальчика, так и для белой кошечки дeвoчки....
16 03 2024 19:20:38
Кельтское море является частью Атлантического океана, и расположено у южного побережья Ирландии....
15 03 2024 17:30:24
При построении карты выполняют проекцию сферической поверхности на плоскость. Проблема в том, что выполнить такую проекцию, не исказив какие-либо размеры на карте, невозможно. Поэтому используют различные виды картографических проекций....
14 03 2024 2:52:36
ОТВЕТ: Согласно Смитсоновскому Национальному зоологическому парку, 99% рациона большой панды состоит из бамбука....
13 03 2024 3:33:58
Структурированный список, названия, описание, и фото некоторых представителей животного мира, обитающих на территории Европы....
12 03 2024 12:45:26
Луга представляют собой обширные территории, покрытые травянистыми многолетниками, преимущественно злаками и осоковыми....
11 03 2024 11:49:26
Антилопы канна (Taurotragus oryx) – самые крупные антилопы в мире. Обитают они на открытых равнинах Южной Африки и в предгорьях большого южноафриканского плато....
10 03 2024 13:49:54
В морозный денек можно сидеть возле окна и рассматривать невероятные узоры. Одни из них похожи на сосновые веточки, другие на снежинки....
09 03 2024 22:19:54
Москва-столица России, административный центр Центрального федерального округа и центр Московской области. Популярный туристический город был основан в 1147 году на берегах Москвы-реки, князем Юрием Долгоруким....
08 03 2024 1:20:57
Большинство представителей фауны, обитающих в степи - это пасущиеся животные, такие как кролики и лошади. Тем не менее, в этой природной зоне также есть множество уникальных видов....
07 03 2024 7:30:40
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Строение глаза и функции его частей в таблице
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Самая краткая биография Гайдара
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Естественный и искусственный отбор – сравнение в таблице
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Самая краткая биография Бетховена
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Южная Америка (доклад для 2 класса, окружающий мир)
Богдан Хмельницкий краткая биография
Let’s talk! Как научить студентов говорить на любую тему, используя карточки
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Основные природные зоны Канады
Железы внутренней секреции человека в таблице
Какой климат в Северной Америке? Описание, типы, карта и таблица
Самая краткая биография Грига
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Сходство и различие между митозом и мейозом
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Богатство (обществознание, 5 класс)
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Детритная пищевая цепь – звенья и примеры
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Причастие и деепричастие – отличия
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Самая краткая биография Марко Поло
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится