Fagositoz

Fagositoz (Antik Yunan φαγεῖν (fagein) 'yemekten' ve κύτος, (kytos) 'hücre'den), bir hücrenin plazma zarını kullanarak büyük bir parçacığı (≥ 0,5 μm) yutması sürecidir. iç bölme fagozom olarak adlandırılır. Bir tür endositozdur. Fagositoz yapan bir hücreye fagosit denir.

Bir patojenin bir fagosit tarafından yutulması

Çok hücreli bir organizmanın bağışıklık sisteminde, fagositoz, patojenleri ve hücre kalıntılarını gidermek için kullanılan ana mekanizmadır. Yutulan materyal daha sonra fagozomda sindirilir. Bakteriler, ölü doku hücreleri ve küçük mineral partiküllerinin tümü, fagositize edilebilen nesnelere örnektir. Bazı protozoalar besin elde etmek için fagositozu kullanırlar. 

Fagositoza genel bakış

Fagositoz ve ekzositoz

Tarih

Fagositoz ilk olarak Kanadalı hekim William Osler (1876) tarafından fark edildi ve daha sonra Élie Metchnikoff (1880, 1883) tarafından çalışıldı ve adlandırıldı.

Bağışıklık sisteminde

Fagositoz, doğuştan gelen bağışıklık savunmasının ana mekanizmalarından biridir. Enfeksiyona yanıt veren ilk süreçlerden biridir ve aynı zamanda bir adaptif immün yanıtın başlatıcı dallarından biridir. Çoğu hücre fagositoz yapabilse de, bazı hücre türleri bunu ana işlevlerinin bir parçası olarak gerçekleştirir. Bunlara 'profesyonel fagositler' denir. Fagositoz, evrimsel olarak eskidir ve omurgasızlarda bile mevcuttur.

Profesyonel fagositik hücreler

Nötrofiller, makrofajlar, monositler, dendritik hücreler, osteoklastlar ve eozinofiller profesyonel fagositler olarak sınıflandırılabilir. İlk üçü, çoğu enfeksiyona karşı bağışıklık tepkisinde en büyük role sahiptir.

Nötrofillerin rolü, kan dolaşımında devriye gezmek ve sadece enfeksiyon durumunda çok sayıda dokulara hızlı göç etmektir. Orada fagositoz yoluyla doğrudan mikrobisidal etkiye sahiptirler. Yutulduktan sonra nötrofiller, patojenlerin hücre içi öldürülmesinde etkilidir. Nötrofiller, esas olarak Fcy reseptörleri ve kompleman reseptörleri 1 ve 3 yoluyla fagositoz yapar. Nötrofillerin mikrobisidal etkisi, önceden oluşturulmuş granüllerde bulunan geniş bir molekül repertuarından kaynaklanır. Bu granüllerde hazırlanan enzimler ve diğer moleküller, kolajenaz, jelatinaz veya serin proteazlar, miyeloperoksidaz, laktoferrin ve antibiyotik proteinler gibi proteazlardır. Bunların yüksek reaktif oksijen türlerinin üretimi (oksidatif patlama) ile birlikte fagozom içerisindeki degranülasyonu oldukça mikrop öldürücüdür.

Monositler ve onlardan olgunlaşan makrofajlar, dokulardan geçmek için kan dolaşımını bırakır. Orada yerleşik hücrelerdir ve bir dinlenme bariyeri oluştururlar. Makrofajlar, mannoz reseptörleri, çöpçü reseptörleri, Fcγ reseptörleri ve kompleman reseptörleri 1, 3 ve 4 tarafından fagositozu başlatır. Makrofajlar uzun ömürlüdür ve yeni lizozomlar oluşturarak fagositoza devam edebilir.

Dendritik hücreler ayrıca dokularda bulunur ve fagositoz yoluyla patojenleri sindirir. Rolleri mikropları öldürmek veya temizlemek değil, daha çok adaptif bağışıklık sisteminin hücrelerine antijen sunumu için onları parçalamaktır.

Reseptörlerin başlatılması

Fagositoz reseptörleri, tanınan moleküller tarafından iki kategoriye ayrılabilir. İlki olan opsonik reseptörler opsoninlere bağlıdır. [6] Bunlar arasında, hücre veya plazma kaynaklı diğer opsoninleri tanıyan, bağlı IgG antikorlarının Fc kısmını, birikmiş tamamlayıcıyı veya reseptörleri tanıyan reseptörler bulunmaktadır. Opsonik olmayan reseptörler arasında lektin tipi reseptörler, Dektin reseptörü veya çöpçü reseptörleri bulunur. Bazı fagositik yolaklar, NF-κB aktivasyonuna yol açan patojenle ilişkili moleküler modellere (PAMPS) bağlanarak aktive olan patern tanıma reseptörlerinden (PRR'ler) ikinci bir sinyal gerektirir. 

Fcγ reseptörleri

Fcγ reseptörleri, IgG kaplı hedefleri tanır. Tanınan ana kısım, Fc fragmanıdır. Reseptörün molekülü, hücre içi bir ITAM alanı içerir veya bir ITAM içeren adaptör molekül ile birleşir. ITAM alanları, sinyali fagosit yüzeyinden çekirdeğe dönüştürür. Örneğin, insan makrofajlarının aktive edici reseptörleri FcyRI, FcyRIIA ve FcyRIII'dir. Fcy reseptör aracılı fagositoz, 'fagositik kap' adı verilen hücre çıkıntılarının oluşumunu içerir ve nötrofillerde oksidatif bir patlamayı etkinleştirir. 

Tamamlayıcı reseptörler

Bu reseptörler, plazma komplemanından C3b, C4b ve C3bi ile kaplanmış hedefleri tanır. Reseptörlerin hücre dışı alanı, lektin benzeri bir kompleman bağlama alanı içerir. Kompleman reseptörleri tarafından tanınmak, ek sinyaller olmadan içselleştirmeye neden olmak için yeterli değildir. Makrofajlarda, hedeflerin tanınmasından CR1, CR3 ve CR4 sorumludur. Tamamlayıcı kaplı hedefler, herhangi bir çıkıntı olmaksızın fagosit zarına 'batarak' içselleştirilir. 

Mannoz reseptörleri

Mannoz ve fukoz gibi patojenle ilişkili diğer şekerler, mannoz reseptörü tarafından tanınır. Sekiz lektin benzeri alan, reseptörün hücre dışı kısmını oluşturur. Mannoz reseptörünün aracılık ettiği sindirim, moleküler mekanizmalarda Fcy reseptörü veya kompleman reseptörü aracılı fagositozdan farklıdır. 

Fagozom

Malzemenin yutulması aktin-miyozin kasılma sistemi tarafından kolaylaştırılır. Fagozom, materyalin fagositozuyla oluşan organeldir. Daha sonra fagositin sentrozomuna doğru hareket eder ve lizozomlarla kaynaşarak bir fagolizozom oluşturur ve bozunmaya yol açar. Aşamalı olarak, fagolizozom, indirgeyici enzimleri aktive ederek asitlenir.

Bozunma oksijene bağımlı veya oksijenden bağımsız olabilir.

- Oksijene bağlı bozunma, NADPH'ye ve reaktif oksijen türlerinin üretimine bağlıdır. Hidrojen peroksit ve miyeloperoksidaz, hipoklorit oluşumuna ve bakterilerin yok olmasına yol açan bir halojenleme sistemini aktive eder.

- Oksijenden bağımsız bozunma, lizozimler gibi enzimler ve defensinler gibi katyonik proteinler içeren granüllerin salınmasına bağlıdır. Bakteriler için elverişsiz büyüme koşulları sağlamak için demiri tutan laktoferrin dahil olmak üzere diğer antimikrobiyal peptitler bu granüllerde mevcuttur. Hyaluronidaz, lipaz, kolajenaz, elastaz, ribonükleaz, deoksiribonükleaz gibi diğer enzimler de enfeksiyonun yayılmasını ve hücre ölümüne yol açan temel mikrobiyal biyomoleküllerin bozulmasını önlemede önemli bir rol oynarlar.

Lökositler, fagositoz sırasında hidrojen siyanür üretir ve birkaç başka toksik kimyasal oluşturarak bakteri, mantar ve diğer patojenleri öldürebilir.

Treponema pallidum, Escheria coli ve Staphylococcus aureus gibi bazı bakteriler, çeşitli mekanizmalarla fagositozu önleyebilir. 

Fagosit (sarı, sağ) fagositoz yapan şarbon basilinin (turuncu, sol) elektron mikrografı taraması

Apoptozda

Apoptozu takiben, ölen hücrelerin efferositoz adı verilen bir süreçte makrofajlar tarafından çevre dokulara alınması gerekir. Bir apoptotik hücrenin özelliklerinden biri, hücre yüzeyinde kalretikülin, fosfatidilserin (plazma zarının iç tabakasından), anneksin Al, oksitlenmiş LDL ve değiştirilmiş glikanlar gibi çeşitli hücre içi moleküllerin sunumudur. Bu moleküller, makrofajın hücre yüzeyindeki fosfatidilserin reseptörü gibi reseptörler tarafından veya trombospondin 1, GAS6 ve MFGE8 gibi çözünür (serbest yüzen) reseptörler tarafından tanınır ve bu reseptörler daha sonra kendileri de makrofajdaki CD36 gibi diğer reseptörlere bağlanır. ve alfa-v beta-3 integrini. Apoptotik hücre klirensindeki kusurlar genellikle makrofajların bozulmuş fagositozuyla ilişkilidir. Apoptotik hücre kalıntılarının birikmesi genellikle otoimmün bozukluklara neden olur; bu nedenle fagositozun farmakolojik potansiyeli, bazı otoimmün bozukluk formlarının tedavisinde tıbbi bir potansiyele sahiptir. 

Protistlerde

Pek çok protistte fagositoz, beslenmenin bir kısmını veya tamamını sağlamak için bir beslenme aracı olarak kullanılır. Buna fagotrofik beslenme denir ve emilim yoluyla gerçekleşen ozmotrofik beslenmeden ayrılır.

Amip gibi bazılarında fagositoz, hayvan fagositlerinde olduğu gibi hedef nesneyi yalancı ayaklılarla çevreleyerek gerçekleşir. İnsanlarda amoebozoan Entamoeba histolytica kırmızı kan hücrelerini fagositoz yapabilir.

Siliatlar ayrıca fagositoza da girer. Kirpiklilerde, hücre içinde fagositozun meydana geldiği, sitotom veya ağız adı verilen özel bir oluk veya bölme vardır.

Fagositik bağışıklık hücrelerinde olduğu gibi, ortaya çıkan fagozom, bir fagolizozom oluşturarak sindirim enzimlerini içeren lizozomlarla birleştirilebilir. Gıda parçacıkları daha sonra sindirilecek ve salınan besinler, diğer metabolik işlemlerde kullanılmak üzere sitozole yayılacak veya taşınacaktır.

Mixotrophy, fagotrofik beslenme ve fototrofik beslenmeyi içerebilir. 

Entamoeba histolytica trofozoitleri ile sindirilmiş eritrositler

REFERANSLAR

1.  Ambrose, Charles T. (2006). "The Osler slide, a demonstration of phagocytosis from 1876: Reports of phagocytosis before Metchnikoff's 1880 paper". Cellular Immunology. 240 (1): 1–4. doi:10.1016/j.cellimm.2006.05.008. PMID 16876776.
2. ^ Jump up to:a b c d Gordon, Siamon (March 2016). "Phagocytosis: An Immunobiologic Process". Immunity. 44 (3): 463–475. doi:10.1016/j.immuni.2016.02.026. PMID 26982354.
3. ^ Jump up to:a b c d e f M.), Murphy, Kenneth (Kenneth (2012). Janeway's immunobiology. Travers, Paul, 1956-, Walport, Mark., Janeway, Charles. (8th ed.). New York: Garland Science. ISBN 9780815342434. OCLC 733935898.
4. ^ Jump up to:a b c 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.
5. ^ Jump up to:a b c d e 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.
6. ^ The Immune System, Peter Parham, Garland Science, 2nd edition
7. ^ Flannagan, Ronald S.; Jaumouillé, Valentin; Grinstein, Sergio (2012-02-28). "The Cell Biology of Phagocytosis". Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. 7 (1): 61–98. doi:10.1146/annurev-pathol-011811-132445. ISSN 1553-4006. PMID 21910624.
8. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original(PDF) on 2016-03-03. Retrieved 2011-10-28.
9. ^ Borowitz JL, Gunasekar PG, Isom GE (12 Sep 1997). "Hydrogen cyanide generation by mu-opiate receptor activation: possible neuromodulatory role of endogenous cyanide". Brain Research. 768 (1–2): 294–300. doi:10.1016/S0006-8993(97)00659-8. PMID 9369328. S2CID 12277593.
10. ^ Stelmaszyńska, T (1985). "Formation of HCN by human phagocytosing neutrophils--1. Chlorination of Staphylococcus epidermidis as a source of HCN". Int J Biochem. 17 (3): 373–9. doi:10.1016/0020-711x(85)90213-7. PMID 2989021.
11. ^ Zgliczyński, Jan Maciej; Stelmaszyńska, Teresa (1988). The Respiratory Burst and its Physiological Significance. pp. 315–347. doi:10.1007/978-1-4684-5496-3_15. ISBN 978-1-4684-5498-7.
12. ^ Bilyy RO, Shkandina T, Tomin A, Muñoz LE, Franz S, Antonyuk V, Kit YY, Zirngibl M, Fürnrohr BG, Janko C, Lauber K, Schiller M, Schett G, Stoika RS, Herrmann M (January 2012). "Macrophages discriminate glycosylation patterns of apoptotic cell-derived microparticles". The Journal of Biological Chemistry. 287 (1): 496–503. doi:10.1074/jbc.M111.273144. PMC 3249103. PMID 22074924.
13. ^ Mukundan L, Odegaard JI, Morel CR, Heredia JE, Mwangi JW, Ricardo-Gonzalez RR, Goh YP, Eagle AR, Dunn SE, Awakuni JU, Nguyen KD, Steinman L, Michie SA, Chawla A (November 2009). "PPAR-delta senses and orchestrates clearance of apoptotic cells to promote tolerance". Nature Medicine. 15 (11): 1266–72. doi:10.1038/nm.2048. PMC 2783696. PMID 19838202.
14. ^ 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. PMC 4038038. PMID 21135166.
15. ^ Kruse, K; Janko, C; Urbonaviciute, V; Mierke, CT; Winkler, TH; Voll, RE; Schett, G; Muñoz, LE; Herrmann, M (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. S2CID 12729066.
16. ^ 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. PMC 3254670. PMID 22196723.
17. ^ Grønlien HK, Berg T, Løvlie AM (July 2002). "In the polymorphic ciliate Tetrahymena vorax, the non-selective phagocytosis seen in microstomes changes to a highly selective process in macrostomes". The Journal of Experimental Biology. 205 (Pt 14): 2089–97. PMID 12089212.
18. ^ Montagnes, Djs; Barbosa, Ab; Boenigk, J; Davidson, K; Jürgens, K; Macek, M; Parry, Jd; Roberts, Ec; imek, K (2008-09-18). "Selective feeding behaviour of key free-living protists: avenues for continued study". Aquatic Microbial Ecology. 53: 83–98. doi:10.3354/ame01229. ISSN 0948-3055.
19. ^ Stibor H, Sommer U (April 2003). "Mixotrophy of a photosynthetic flagellate viewed from an optimal foraging perspective". Protist. 154 (1): 91–8. doi:10.1078/143446103764928512. PMID 12812372.

KAYNAK  https://en.wikipedia.org/wiki/Phagocytosis