Φαγοκυττάρωση

Η φαγοκυττάρωση (αγγλ. phagocytosis) αποτελεί βασική κυτταρική διαδικασία της φυσικής ανοσίας για τη διάσπαση των φαγοκυτταροθέντων ουσιών σε αμινοξέα, σάκχαρα, και άλλα χημικά συστατικά.^[1][2]

Γενικά

Αποτέλεσμα της λειτουργίας των φαγοκυττάρων είναι η απομάκρυνση των βακτηρίων και των παρασίτων από την κυκλοφορία, γεγονός εξαιρετικά ευεργετικό. Πραγματοποιείται από φαγοκύτταρα, τα οποία αποτελούν μια κατηγορία λευκών αιμοσφαιρίων και διακρίνονται στα ουδετερόφιλα και στα μονοκύτταρα. Τα φαγοκύτταρα διαθέτουν πλήθος υποδοχέων στην επιφάνεια τους για την πρόσδεση με τις διάφορες ουσίες. Τέτοιοι υποδοχείς είναι οι οψωνικοί, οι αποπτωτικοί και οι πρωτεϊνικοί TLR υποδοχείς. Οι οψωνικοί υποδοχείς προσδένονται και φαγοκυτταρώνουν βακτήρια που έχουν επισημανθεί με IgG ανοσοσφαιρίνες. Οι αποπτωτικοί προσδένονται σε διάφορα μόρια στις επιφάνειες βακτηριακών σωματιδίων. Ενώ με την πρόσδεση των μικροβιακών σωματιδίων στους TLR υποδοχείς ενισχύεται η φαγοκυττάρωση και προκαλείται απελευθέρωση ορμονών με αποτέλεσμα την εμφάνιση φλεγμονής.

Ιστορική αναδρομή

Η λέξη φαγοκυττάρωση προέρχεται από τις λέξεις της αρχαίας ελληνικής φαγεῖν (τρώω) και κύτος (κύτταρο). Τα φαγοκύτταρα που επιτελούν την φαγοκυττάρωση παρατηρήθηκαν πρώτη φορά από τον Ρώσο Ιλία Μέτσνικοφ το 1882 όταν ανακάλυψε πως κάποια εξειδικευμένα κύτταρα δραστηριοποιούνταν σε μικροβιακή λοίμωξη. Γι' αυτή του την ανακάλυψη του απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας και Ιατρικής, το 1908, από κοινού με τον Πάουλ Έρλιχ, για την εργασία του στην ανοσολογία.^[3]

Πορεία της φαγοκυττάρωσης

Τα φαγοκύτταρα έλκονται συγκεκριμένα στις περιοχές που έχουν ιστική βλάβη και αυτό το φαινόμενο ονομάζεται χημειοτακτισμός (chemotaxis). Χημειοτακτικές ιδιότητες διαθέτουν ορισμένα βακτηριακά προϊόντα, κλάσματα του συμπληρώματος αλλά και προϊόντα αποδόμησης των ιστών. Η φαγοκυττάρωση διευκολύνεται με την καθήλωση στους μικροοργανισμούς ανοσοσφαιρινών ή κλασμάτων του συμπληρώματος και η διαδικασία αυτή ονομάζεται οψωνινοποίηση (opsonization). Η διαδικασία της φαγοκυττάρωσης γίνεται σε αδρές επιφάνειες και μικρούς χώρους, όπως είναι οι πνευμονικές κυψελίδες. Αντίθετα δεν είναι αποτελεσματική σε λείες και μεγάλες επιφάνειες. Το ξένο σώμα εγκολπώνεται με τη βοήθεια αμοιβαδοειδών κινήσεων, μέσω προεκβολών της κυτταρικής μεμβράνης του φαγοκυττάρου, που δημιουργούνται με συστολή των ινιδίων του κυτταροσκελετού (ενδοκυττάρωση). Το φαγοκυτταρωμένο υλικό περικλείεται στο φαγόσωμα. Στη συνέχεια το φαγόσωμα συντήκεται με τα λυσοσώματα, που αποτελούν οργανίδια του φαγοκυττάρου που περιέχουν τοξικούς παράγοντες. Από τη σύντηξη σχηματίζεται το φαγολυσόσωμα. Στην θανάτωση του μικροοργανισμού συμβάλλουν αρκετοί παράγοντες όπως το α) ανιόν του υπεροξειδίου (O₂^-), β) το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂) και γ) η υδροξυλική ρίζα (OH-). Την τοξική δράση του υπεροξειδίου του υδρογόνου ενισχύει ένα ένζυμο των λυσοσωμάτων, η μυελοϋπεροξειδάση. Τα λυσοσώματα περιέχουν επίσης και άλλα ένζυμα που συμβάλλουν στη θανάτωση των μικροοργανισμών όπως είναι α) η λυσοζύμη, β) οι κατιονικές πρωτεΐνες και γ) η πρωτεΐνη BPI που καταστρέφουν το κυτταρικό τοίχωμα των μικροβίων. Η λακτοφερίνη αποστερεί από τα μικροβιακά κύτταρα το σίδηρο, που είναι απαραίτητος για την ανάπτυξή τους. Το χαμηλό pH ενεργοποιεί τα υδρολυτικά ένζυμα των λυσοσωμάτων, με αποτέλεσμα τη διάσπαση των ξένων σωμάτων και την απελευθέρωση των προϊόντων της αποδόμησης στο περιβάλλον του φαγοκυττάρου. Πολλά νοσήματα (ανοσοανεπάρκειες) μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία της φαγοκυττάρωσης και να καταστήσουν τον οργανισμό ευάλωτο στην ανάπτυξη λοιμώξεων. ^[4]

Απόπτωση

Μετά την απόπτωση, τα θνήσκοντα κύτταρα πρέπει να παραλαμβάνονται εντός των περιβαλλόντων ιστών από μακροφάγα σε μια διαδικασία που ονομάζεται εφεροκύττωση. Ένα από τα χαρακτηριστικά ενός αποπτωτικού κυττάρου είναι η παρουσίαση μιας ποικιλίας ενδοκυτταρικών μορίων επί της κυτταρικής επιφάνειας, όπως η καλρετικουλίνη, η φωσφατιδυλοσερίνη (από το εσωτερικό στρώμα της μεμβράνης του πλάσματος), η αννεξίνη η Α1 και η οξειδωμένη LDL. Αυτά τα μόρια που αναγνωρίζονται από υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια των μακροφάγων, όπως ο υποδοχέας φωσφατιδυλοσερίνης, οι διαλυτές (ελεύθερες επιπλέοντες) υποδοχείς όπως η θρομβοσπονδίνη 1, η Gas-6, και η MFG-Ε8, τα οποία τα ίδια στη συνέχεια συνδέονται προς άλλους υποδοχείς στην επιφάνεια του μακροφάγου όπως η CD36 και οι άλφα, βήτα-3 ιντεγκρίνες. Τα προβλήματα στη κάθαρση των αποπτωτικών κυττάρων συνδέονται συνήθως με τη μειωμένη φαγοκυττάρωση των μακροφάγων. Η συσσώρευση των αποπτωτικών κυττάρων προκαλεί συχνά αυτοάνοσες διαταραχές και έτσι η φαρμακολογική ενεργοποίηση της φαγοκυττάρωσης είναι απαραίτητη για την θεραπεία ορισμένων μορφών αυτοάνοσων διαταραχών.^[5][6][7][8]

Παραπομπές

1. Witko-Sarsat, Véronique; Rieu, Philippe; Descamps-Latscha, Béatrice; Lesavre, Philippe; Halbwachs-Mecarelli, Lise (May 2000). «Neutrophils: Molecules, Functions and Pathophysiological Aspects». Laboratory Investigation 80 (5): 617–653. doi:10.1038/labinvest.3780067. ISSN 0023-6837. PMID 10830774.
2. Aderem, Alan; Underhill, David M. (April 1999). «Mechanisms of Phagocytosis in Macrophages». Annual Review of Immunology 17 (1): 593–623. doi:10.1146/annurev.immunol.17.1.593. ISSN 0732-0582. PMID 10358769.
3. M.), Murphy, Kenneth (Kenneth (2012). Janeway's immunobiology. Travers, Paul, 1956-, Walport, Mark., Janeway, Charles. (8th έκδοση). New York: Garland Science. ISBN 9780815342434. OCLC 733935898.
4. «Αρχειοθετημένο αντίγραφο». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 6 Αυγούστου 2019. Ανακτήθηκε στις 1 Ιανουαρίου 2020.
5. «PPAR-delta senses and orchestrates clearance of apoptotic cells to promote tolerance». Nature Medicine 15 (11): 1266–72. November 2009. doi:10.1038/nm.2048. PMID 19838202.
6. Roszer, T; Menéndez-Gutiérrez, MP; Lefterova, MI; Alameda, D; Núñez, V; Lazar, MA; Fischer, T; Ricote, M (Jan 1, 2011). «Autoimmune kidney disease and impaired engulfment of apoptotic cells in mice with macrophage peroxisome proliferator-activated receptor gamma or retinoid X receptor alpha deficiency». Journal of Immunology 186 (1): 621–31. doi:10.4049/jimmunol.1002230. PMID 21135166.
7. Kruse, K; Janko, C; Urbonaviciute, V; Mierke, CT; Winkler, TH; Voll, RE; Schett, G; Muñoz, LE και άλλοι. (September 2010). «Inefficient clearance of dying cells in patients with SLE: anti-dsDNA autoantibodies, MFG-E8, HMGB-1 and other players». Apoptosis 15 (9): 1098–113. doi:10.1007/s10495-010-0478-8. PMID 20198437.
8. Han, CZ; Ravichandran, KS (Dec 23, 2011). «Metabolic connections during apoptotic cell engulfment». Cell 147 (7): 1442–5. doi:10.1016/j.cell.2011.12.006. PMID 22196723.