Фагоцитоз это в биологии, определение, функции, роль в иммунитете

Фагоцитоз

Фагоцито́з (др.-греч. φαγεῖν «пожирать» + κύτος «клетка») — процесс, при котором клетки (простейшие, либо специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма — фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы.

Фагоцитоз, наряду с пиноцитозом, является одним из видов эндоцитоза. У некоторых клеток он используется для получения полезных веществ, и для одноклеточных организмов гомологичен питанию. У многоклеточных животных этот процесс взял на себя функцию удаления отходов и патогенов.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Фагоциты
  • 3 Этапы фагоцитоза
  • 4 См. также
  • 5 Примечания

История

Явление фагоцитоза было открыто канадским врачом Уильямом Ослером [1] . Дальнейшее его изучение принадлежит И. И. Мечникову, который выявил этот процесс, проделывая опыты с морскими звёздами и дафниями, вводя в их организмы инородные тела.

Например, когда Мечников поместил в тело дафнии спору грибка, то он заметил, что на неё нападают особые подвижные клетки. Когда же он ввёл слишком много спор, клетки не успели их все переварить, и животное погибло. Клетки, защищающие организм от бактерий, вирусов, спор грибов и пр., Мечников назвал фагоцитами.

Фагоциты

Фагоцитоз осуществляется двумя разновидностями клеток: циркулирующими в крови зернистыми лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми макрофагами.

У человека различают два типа профессиональных фагоцитов:

У некоторых других животных фагоцитировать могут ооциты, плацентные клетки, клетки, выстилающие полость тела, пигментный эпителий сетчатки глаза [2] .

Этапы фагоцитоза

Основные этапы фагоцитарной реакции сходны для клеток обоих типов. Реакция фагоцитоза может быть подразделена на несколько этапов:

1. Хемотаксис. В реакции фагоцитоза более важная роль принадлежит положительному хемотаксису. В качестве хемоаттрактантов выступают продукты выделяемые микроорганизмами и активированными клетками в очаге воспаления (цитокины, лейкотриен В4, гистамин), а также продукты расщепления компонентов комплемента (С3а, С5а), протеолитические фрагменты факторов свертывания крови и фибринолиза (тромбин, фибрин), нейропептиды, фрагменты иммуноглобулинов и др. Однако, «профессиональными» хемотаксинами служат цитокины группы хемокинов.

Ранее других клеток в очаг воспаления мигрируют нейтрофилы, существенно позже поступают макрофаги. Скорость хемотаксического перемещения для нейтрофилов и макрофагов сопоставима, различия во времени поступления, вероятно, связаны с разной скоростью их активации.

2. Адгезия фагоцитов к объекту. Обусловлена наличием на поверхности фагоцитов рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или связавшихся с ним). При фагоцитозе бактерий или старых клеток организма хозяина происходит распознавание концевых сахаридных групп — глюкозы, галактозы, фукозы, маннозы и др., которые представлены на поверхности фагоцитируемых клеток. Распознавание осуществляется лектиноподобными рецепторами соответствующей специфичности, в первую очередь маннозосвязывающим белком и селектинами, присутствующими на поверхности фагоцитов.

В тех случаях, когда объектами фагоцитоза являются не живые клетки, а кусочки угля, асбеста, стекла, металла и др., фагоциты предварительно делают объект поглощения приемлемым для осуществления реакции, окутывая его собственными продуктами, в том числе компонентами межклеточного матрикса, который они продуцируют.

Хотя фагоциты способны поглощать и разного рода «неподготовленные» объекты, наибольшей интенсивности фагоцитарный процесс достигает при опсонизации, то есть фиксации на поверхности объектов опсонинов к которым у фагоцитов есть специфические рецепторы — к Fc-фрагменту антител, компонентам системы комплемента, фибронектину и т. д.

3. Активация мембраны. На этой стадии осуществляется подготовка объекта к погружению. Происходит активация протеинкиназы С, выход ионов кальция из внутриклеточных депо. Большое значение играют переходы золь-гель в системе клеточных коллоидов и актино-миозиновые перестройки.

Читайте также:  Упражнения для желчного пузыря при застое желчи комплекс

4. Погружение. Происходит обволакивание объекта.

5. Образование фагосомы. Замыкание мембраны, погружение объекта с частью мембраны фагоцита внутрь клетки.

6. Образование фаголизосомы. Слияние фагосомы с лизосомами, в результате чего образуются оптимальные условия для бактериолиза и расщепления убитой клетки. Механизмы сближения фагосомы и лизосом неясны; вероятно, происходит активное перемещение лизосом к фагосомам.

7. Киллинг и расщепление. Велика роль клеточной стенки перевариваемой клетки. Основные вещества, участвующие в бактериолизе: пероксид водорода, продукты азотного метаболизма, лизоцим и др. Процесс разрушения бактериальных клеток завершается благодаря активности протеаз, нуклеаз, липаз и других ферментов, активность которых оптимальна при низких значениях pH.

8. Выброс продуктов деградации.

Фагоцитоз может быть:

  • завершённым (киллинг и переваривание прошло успешно);
  • незавершённым (для ряда патогенов фагоцитоз является необходимой ступенью их жизненного цикла, например, у микобактерий и гонококков).

Открытие фагоцитов Мечниковым

На своем портрете, подаренном Мечникову, Пастер написал: «На память знаменитому Мечникову — творцу фагоцитарной теории от искренне преданного Пастера».

Сам Илья Ильич Мечников так рассказывает о рождении этой теории. «Однажды, когда вся семья отправилась в цирк смотреть каких-то удивительных дрессированных обезьян, а я остался один над своим микроскопом, наблюдая за жизнью подвижных клеток у прозрачной личинки морской звезды, — меня сразу осенила новая мысль. Мне пришло в голову, что подобные клетки должны служить в организме для противодействия вредным деятелям.

Чувствуя, что тут кроется нечто особенно интересное, я до того взволновался, что стал шагать по комнате и даже вышел на берег моря, чтобы собраться с мыслями. Я сказал себе, что если мое предположение справедливо, то заноза, вставленная в тело личинки морской звезды, не имеющей ни сосудистой, ни нервной системы, должна в короткое время окружиться налезшими на нее подвижными клетками, подобно тому, как это наблюдается у человека, занозившего себе палец.

Сказано — сделано. В крошечном садике при нашем доме я сорвал несколько розовых шипов и тотчас же вставил их под кожу великолепным, прозрачным, как вода, личинкам морской звезды. Я, разумеется, всю ночь волновался в ожидании результата и на другой день рано утром с радостью констатировал удачу опыта. Этот последний и составлял основу «теории фагоцитов», разработке которой были посвящены последующие 25 лет моей жизни».

Наблюдения за мелкими прозрачными рачками показали Мечникову, что и с различными паразитами организм борется при помощи своих подвижных клеток. Очевидно, то же происходит и в организме человека, и подвижные клетки, то есть белые кровяные тельца — лейкоциты, расправляются со всякими чужеродными микробами. Если человек занозит себе палец, то в ранку проникают гноеродные микробы, а на месте их внедрения возникает воспаление; скопившиеся лейкоциты захватывают и пожирают (переваривают) микробов.

Наблюдая за личинками морской звезды, Мечников заметил, как подвижные клетки окружают и поглощают чужеродные тела, подобно тому, как это происходит при воспалительной реакции у людей. Если чужеродное тело было достаточно мало, блуждающие клетки, которые он назвал фагоцитами, могли полностью поглотить пришельца. Тогда считалось, что процесс поглощения служит для распространения чужеродного вещества по всему телу через кровеносную систему. Мечников придерживался иного объяснения, т. к. смотрел на происходящее глазами эмбриолога. У личинок морских звезд подвижные фагоциты не только окружают и поглощают вторгшийся объект, но также резорбируют и уничтожают другие ткани, в которых организм более не нуждается.

Читайте также:  Сельдерей - польза и вред для женщин, видео-рецепты сока, фото

Эти подвижные клетки назвали фагоцитами («фагос» — пожирающий и «цитос» — клетка). Но еще при жизни И. И. Мечникова многие ученые указывали на основании опытов, что организм защищается от болезнетворных микробов и их токсинов (ядов) не фагоцитами, а особыми веществами — антителами, которые находятся в жидкой части крови. Эта теория получила название гуморальной («гумор» — жидкость). Мечников полностью не отрицал гуморальной теории. Но оказалось, что в защите организма от болезни играют роль и фагоцитарный и гуморальный факторы.

Лейкоциты человека и подвижные фагоциты морской звезды эмбриологически гомологичны, т. к. происходят из мезодермы. Отсюда Мечников сделал вывод, что лейкоциты, подобно фагоцитам, в действительности выполняют защитную или санитарную функцию. Однако идеи Мечников в течение ряда лет не воспринимались научной общественностью.

Среди проблем, волновавших Мечникова, была и проблема продления жизни. Изучая старческие изменения органов, ученый пришел к выводу, что они сходны с изменениями, наступающими при некоторых отравлениях.

А раз старческие изменения результат отравления, то нужно найти, откуда оно идет.

В желудке и в тонких кишках среда подкислена и для развития микробов малоподходящая. Зато в толстых кишках среда щелочная — и микробам там раздолье. Мечников приходит к выводу, что микроорганизмы, обитающие там, не только не нужны для деятельности кишечника или, по крайней мере, безразличны, но и вредны, так как выделяют ядовитые вещества.

«Чем больше изобилует кишечник микробами, тем более становится он источником зла, сокращающим существование», — писал исследователь. В этом он убедился экспериментально, вводя животным продукты жизнедеятельности микробов, обычно обитающих в кишечнике человека. В результате у этих животных возникали болезненные изменения в органах.

Что же делать? Каким путем обезвредить этих микробов? Вырезать толстый кишечник невозможно. Дезинфицировать его различными лекарственными средствами бесполезно. Но у новорожденных детей, как подметил И. И. Мечников, молочнокислые микробы задерживают развитие гнилостных. Ученый культивировал микробов, содержащихся в кислом молоке, и выяснил, что они задерживают развитие вредных микробов. Он считал, что, усиленно питаясь кислым молоком, можно отдалить старость. Гипотеза эта полностью не подтвердилась. Однако в пользе кислого молока сомневаться не приходится. Но сама идея использовать антагонизм микробов получила в дальнейшем блестящее развитие в применении антибиотиков.

Открытие фагоцитоза стало основой формирования иммунологии как науки. Мечников осознавал, что заложил фундамент нового направления, и это заставит пересмотреть устоявшиеся представления. Новые горизонты так манили, что Илья Ильич решается на шаг, который большинство ученых привел бы в ужас, — сменить специализацию, бросить широкую дорогу науки, по которой он шел двадцать лет. И Мечников оставил зоологию, хотя в медицине он был, по сути, дилетантом, а его представления о роли фагоцитоза в борьбе организма с инфекцией не шли дальше общетеоретических. Сам ученый называл себя позже зоологом, заблудившимся в медицине. Называл, конечно, с известной долей скромности — именно в истории медицины след русского ученого оказался наиболее заметным.

Новые занятия требовали проведения широкомасштабных опытов, а на скромные доходы от имения было не развернуться. Вечная головная боль исследователя — как найти экспериментальную базу с хорошим финансированием? Поэтому Илья Ильич с охотой откликнулся на предложение возглавить открывшуюся в 1886 году Одесскую бактериологическую станцию — по примеру знаменитой лаборатории Пастера во Франции. Это было прогрессивное начинание Одесской городской управы и Херсонского губернского земства. Заместитель Мечникова Николай Федорович Гамалея отправился в Париж, к Луи Пастеру. Тот (после долгих колебаний) «благословил» наконец работу станции и даже послал в Одессу подарок. Весьма, надо сказать, специфический — это были зараженные бешенством животные. Зато теперь русским ученым не нужно было тратить драгоценное время на культивацию возбудителя.

Читайте также:  Повышенный билирубин у новорожденных нормы по дням, причины повышения, как понизить

Илья Ильич, как всегда, буквально загорелся новым делом — он оборудовал станцию микроскопами и автоклавами, своими руками обустраивал лабораторию. И 13 июня 1886 года в Одессе начали делать прививки от бешенства, спасая обреченных людей.

Казалось бы, Мечников добился всего, чего желал: он стал полностью независимым исследователем и мог сосредоточиться на развитии своей теории. Однако (опять знакомая слишком многим ученым история) теперь львиную долю сил у него отнимала хозяйственная деятельность.

История открытия фагоцитоза

фагоцитоз — фагоцитоз … Орфографический словарь-справочник

ФАГОЦИТОЗ — Быстрое увеличение в крови числа белых шариков, вследствие проникновения в организм вредных микроорганизмов. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ФАГОЦИТОЗ быстрое увеличение в крови числа белых телец… … Словарь иностранных слов русского языка

ФАГОЦИТОЗ — (от фаг и цит), активный захват и поглощение живых клеток или каких либо небольших частиц одноклеточными организмами либо особыми клетками фагоцитами. Фагоцитоз одна из защитных реакций организма, главным образом при воспалении. Открыт И.И.… … Современная энциклопедия

ФАГОЦИТОЗ — активный захват и поглощение живых клеток и неживых частиц одноклеточными организмами или особыми клетками фагоцитами. Фагоцитоз одна из защитных реакций организма, главным образом при воспалении. Открыт в 1882 И. И. Мечниковым … Большой Энциклопедический словарь

ФАГОЦИТОЗ — активное захватывание и поглощение микроскопич. инородных живых объектов (бактерии, фрагменты клеток) и твёрдых частиц одноклеточными организмами или нек рыми клетками многоклеточных животных (см. ПИНОЦИТОЗ). Способность клеток захватывать и… … Биологический энциклопедический словарь

фагоцитоз — активное захватывание и поглощение микроскопических инородных живых объектов (бактерии, фрагменты клеток) и твердых частиц одноклеточными организмами или специализированными клетками (фагоциты) человека и животных. Явление Ф. открыто в 1883 г. И … Словарь микробиологии

ФАГОЦИТОЗ — (от греч. phago ем и cytos клетка), поглощение клетками каких либо частиц с последующим их в ряде случаев ■внутриклеточным перевариванием. Ф. представляет собой явление, широко распространенное в природе. Так, он является наиболее простым и … Большая медицинская энциклопедия

Фагоцитоз — (от фаг и цит), активный захват и поглощение живых клеток или каких либо небольших частиц одноклеточными организмами либо особыми клетками фагоцитами. Фагоцитоз одна из защитных реакций организма, главным образом при воспалении. Открыт И.И.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ФАГОЦИТОЗ — ФАГОЦИТОЗ, фагоцитоза, мн. нет, муж. (биол.). Поглощение веществ и бактерий фагоцитами. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

фагоцитоз — защита, обусловленная наличием в организме специальных клеток, способных поглощать и уничтожать микробов. фаг, бактериофаг. макрофаги. микрофаги. фагоцит. иммуногенез. бактериолиз. бактериолизины. бактериотропины … Идеографический словарь русского языка

Ссылка на основную публикацию
Ученые назвали причину неприятного запаха изо рта — РИА Новости
Часто задаваемые вопросы Часто задаваемые вопросы 1. Что такое галитоз? Несмотря на то, что наиболее часто используемым выражением является «неприятный...
Успокоительные средства для нервной системы взрослого, подростка и ребенка без рецептов, растительно
Антидепрессанты и седативные препараты. Два разных пути к душевной гармонии Как фармацевту различить, с какой именно проблемой пришел посетитель аптеки?...
Успокоительные таблетки список препаратов и какие лучше
Успокоительные и снотворные препараты Подкатегории Cедативные средства Cнотворные препараты Производитель 1 2 3 4 5 » Успокоительные препараты: лекарства для...
Ученые обнаружили, что за трусость и героизм отвечает мозжечковая миндалина
Сайт о нанотехнологиях #1 в России Рискну начать со смелого заявления и сказать, что вы – это ваш мозг [пост...
Adblock detector