Фагоцитоз

Наиболее важной функцией нейтрофилов и макрофагов является фагоцитоз — поглощение клеткой вредоносного агента. Фагоциты избирательны в отношении материала, который они фагоцитируют; иначе они могли бы фагоцитировать нормальные клетки и структуры организма. Осуществление фагоцитоза зависит главным образом от трех специфических условий.

Во-первых, большинство естественных структур имеют гладкую поверхность, которая препятствует фагоцитозу. Но если поверхность неровная, возможность фагоцитирования возрастает.

Во-вторых, большинство естественных поверхностей имеют защитные белковые оболочки, отталкивающие фагоциты. С другой стороны, большинство погибших тканей и инородных частиц лишены защитных оболочек, что делает их объектом фагоцитоза.

В-третьих, иммунная система организма образует антитела против инфекционных агентов, например бактерий. Антитела прикрепляются к мембранам бактерий, и бактерии становятся особенно чувствительными к фагоцитозу. Для осуществления этой функции молекула антитела также соединяется с продуктом СЗ каскада комплемента — дополнительной частью иммунной системы, обсуждаемой в следующей главе. Молекулы СЗ, в свою очередь, прикрепляются к рецепторам на мембране фагоцитов, инициируя фагоцитоз. Этот процесс выбора и фагоцитоза называют опсонизацией.

Фагоцитоз, осуществляемый нейтрофилами. Нейтрофилы, входящие в ткани, являются уже зрелыми клетками, способными к немедленному фагоцитозу. При встрече с частицей, которая должна быть фагоцитирована, нейтрофил сначала прикрепляется к ней, а затем выпускает псевдоподии во всех направлениях вокруг частицы. На противоположной стороне частицы псевдоподии встречаются и сливаются друг с другом. При этом образуется замкнутая камера, содержащая фагоцитируемую частицу. Затем камера погружается в цитоплазматическую полость и отрывается от наружной стороны клеточной мембраны, формируя свободно плавающий фагоцитарный пузырек(также называемый фагосомои)внутрицитоплазмы. Один нейтрофил обычно может фагоцитировать от 3 до 20 бактерий, прежде чем он сам инактивируется или погибает.

Фагоцитоз, осуществляемый макрофагами. Макрофаги представляют собой конечную стадию развития моноцитов, входящих в ткани из крови. При активации иммунной системой они становятся гораздо более мощными фагоцитами, чем нейтрофилы, и часто могут фагоцитировать до 100 бактерий. Макрофаги также способны поглощать гораздо более крупные частицы, даже целые эритроциты и иногда малярийных паразитов, тогда как нейтрофилы не могут фагоцитировать частички, размер которых значительно превышает размер бактерии. Кроме того, макрофаги могут выталкивать конечные продукты и часто живут и функционируют в течение многих месяцев.

Сразу после фагоцитирования большинство частиц перевариваются внутриклеточными ферментами. После фагоцитирования инородной частицы лизосомы и другие цитоплазматические гранулы нейтрофила или макрофага немедленно вступают в контакт с фагоцитарным пузырьком, их мембраны сливаются, в результате в пузырек вбрасываются многие переваривающие ферменты и бактерицидные вещества. Таким образом, фагоцитарный пузырек теперь становится переваривающим пузырьком, и сразу начинается расщепление фагоцитированной частицы.

И нейтрофилы, и макрофаги содержат громадное количество лизосом, наполненных протеолитическими ферментами, особенно приспособленными для переваривания бактерий и других чужеродных белковых веществ. Лизосомы макрофагов (но не нейтрофилов) содержат также большое количество липаз, которые разрушают толстые липидные мембраны, покрывающие некоторые бактерии, например туберкулезную палочку.

И нейтрофилы, и макрофаги могут уничтожать бактерии. Кроме переваривания поглощенных бактерий в фагосомах нейтрофилы и макрофаги содержат бактерицидные агенты, уничтожающие большинство бактерий, даже если лизосомальные ферменты не могут их переварить. Это особенно важно, поскольку некоторые бактерии имеют защитные оболочки или другие факторы, предупреждающие их разрушение пищеварительными ферментами. Основная часть «убивающего» эффекта связана с действием некоторых мощных окислителей, образуемых в больших количествах ферментами мембраны фагосомы, или специфической органеллой, называемой пероксисомой. К этим окислителям относятся супероксид (О2), пероксид водорода (Н2О2) и гидроксилъные ионы (-ОН), каждый из них даже в небольших количествах смертелен для большинства бактерий. Кроме того, один из лизосомальных ферментов — миелопероксидаза — катализирует реакцию между Н2О2 и ионами Сl с образованием гипохлорита — мощного бактерицидного агента.

Однако некоторые бактерии, особенно туберкулезная палочка, имеют оболочки, устойчивые к лизосомальному перевариванию, и к тому же секретируют вещества, отчасти препятствующие «убивающим» эффектам нейтрофилов и макрофагов. Такие бактерии ответственны за многие хронические болезни, например туберкулез.

Пиноцитоз

Пиноцито́з (от др.-греч. πίνω — пью, впитываю и κύτος — вместилище, здесь — клетка) — 1) Захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами. 2) Процесс поглощения и внутриклеточного разрушения макромолекул.

Один из основных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений, в частности белков и углеводно-белковых комплексов.

Открытие пиноцитоза Явление пиноцитоза открыто американским учёным У.Льюисом в 1931.

Процесс пиноцитоза При пиноцитозе на плазматической мембране клетки появляются короткие тонкие выросты, окружающие капельку жидкости. Этот участок плазматической мембраны впячивается, а затем отшнуровывается внутрь клетки в виде пузырька. Методами фазово-контрастной микроскопии и микрокиносъёмки прослежено формирование пиноцитозных пузырьков диаметром до 2 мкм. В электронном микроскопе различают пузырьки диаметром 0,07—0,1 мкм (микропиноцитоз). Пиноцитозные пузырьки способны перемещаться внутри клетки, сливаться друг с другом и с внутриклеточными мембранными структурами. Наиболее активный пиноцитоз наблюдается у амёб, в эпителиальных клетках кишечника и почечных канальцев, в эндотелии сосудов и растущих ооцитах. Пиноцитозная активность зависит от физиологического состояния клетки и состава окружающей среды. Активные индукторы пиноцитоза — γ-глобулин, желатина, некоторые соли.

Источник: biology623.blogspot.com

Основу фагоцитоза (рис. 202) составляет клеточный уровень обмена информацией.

Фагоцитоз — процесс захватывания и переваривания чужеродных частичек, в том числе и болез­нетворных микробов.

Другими словами — это способ активного поглощения питательных веществ клеткой. При этом клеточная мембрана образует впячивания вовнутрь, ко­торые затем, отшнуровываясь, создают пузырьки (фагоцитозные вакуоли) с заключённой внутри пищей. После этого фагоцитозная вакуоль сливает­ся с первичной лизосомой, наполненной пищеварительными ферментами с кислотной реакцией. Так образуется вторичная лизосома, или пищевари­тельная вакуоль, осуществляющая переваривание частиц пищи.

Явление фагоцитоза было открыто в 1882 г. отечественным исследо­вателем И. И. Мечниковым. В дальнейшем он сформулировал фагоцитар­ную теорию иммунитета, за которую в 1908 г. (вместе с П. Эрлихом) был удостоен Нобелевской премии.

Фагоциты — особые клетки. Переваривание захваченных частиц нужно им не для питания, а для защиты орга­низма. У личинок морских звёзд фагоциты блуждают по всему телу и, получая информа­цию о попавших в него чужеродных частицах, захватывают их и уничтожают. У человека фагоцитоз присущ лейкоцитам — белым кро­вяным тельцам, играющим большую роль в иммунной системе организма.

Иммунитет (от лат. immunitas — освобождение, избавление от чего-либо) — это невосприимчивость к ин­фекционным заболеваниям. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 202. Фагоцитоз: амёба, поглощающая эвглену

Рис. 203. Илья Ильич Мечников

Источник: doklad-referat.ru

Ответ: Фагоцитоз является из основных мощных факторов, обеспечивающих резистентность организма, защиту от инородных веществ, в том числе микробов. Фагоцитоз открыт И.И. Мечниковым. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактивации инордных для организма веществ специализированными клетками-фагоцитами. И.И. Мечников к фагоцитирующим клеткам отнес макрофаги ии микрофаги. В настояшщее время все фагоциты объеденены в единую мононуклеарную фагоцитирующую систему. В нее включены тканевые макрофаги, клетки Лангерганса, Купфера и т.д. Функции фагоцитов: удаление из организма отмирающих клеток и их структуры, неметабилизируемых неорганических веществ, поглощение и инактивирование микробов,синтез разнообразных БАВ (лизоцим, интерферон, ИЛ и т.д.). участие в регуляции иммунной системы, осуществление «ознакомления» Т-хелперов с антигенами. Следовательно фагоциты являются мусорщиками»,очищая организм(неспецифическая функция) и участвуют в процессе специфического иммунитета путем представления АГ иммунокомпетентным клеткам (Т-лимфоцитам) и регуляции их активности. Стадии фагоцитоза:1.Приближение фагоцита к объекту поглощения (хемотаксис) ( фагоциты способны активно перемещаться к объкту фагоцитоза по градиенту концентрации особых БАВ-хемоатрактантов(ИЛ-8, компоненты комплемента (С3а и С5а )и др.)Такое передвижение называется хемотаксис) 2.Адсорбция поглощаемого вещества на поверхности фагоцита (за счет слабых химич.взаимодействий,происходит либо спонтанно.либо путем связывания со специфич.рецепторами(к Ig)) 3.Поглощение вещества путем инвагинации клеточной мембраны с образованием в протоплазме фагомомы(вакуоли, пузырьки), содержащей поглощенное вещество.
Слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы. 5.Активация лизосомальных ферментов и переваривание вещества в фаголизосоме с их помощью (переваривание может окончиться завершенным и незавершенным фагоцитозом(когда поглощенные бактерии блокируют ферментативную активнсть фагоцита,не погибают, не разрушаются и даже размножаются в фагоцитах)). Особенности физиологии фагоцита: для осуществления своих функций фагоциты располагают большим набором литических ферментов, продуцируют перикисные и NO ион-радикалы,способные поражать мембрану или стенку клетки на расстоянии или после фаготипирования. На цитоплазматической мембране находятся рецепторы к компонентам комплемента, гистамину, фрагментам иммуноглобулинов, а также АГ гистосовместимости I и II. Внутриклеточные лизосомы содержат до 100 различных ферментов,способных переварить практически любое органическое вещество. Непереваренные остатки вещества «хоронятся» вместе с погибшим от старости фагоцитом. Фагоциты имеют развитую поверхность и очень подвижны (хемотаксис). Фагоцитоз активируется под влиянием антител-опсонинов, адъювантами, комплементом, иммуноцитокинами (ИЛ-2) и др. Механизм активирующего действия основан на связывании комплекса АГ-АТ с рецепторами к фрагментам Ig на поверхности фагоцитов. Аналогично действует комплемент. Адъювант укрупняет молекулу АГ и т.о. облегчает процесс его поглощения, т.к. интенсивность фагоцитоза зависит от величины поглощаемой частицы. Активность фагоцитов характеризуется фагоцитарными показателями и опсоно-фагоцитарным индексом. Фагоцитарные показатели оцениваются числом бактерий, поглощенных одним фагоцитом в единицу времени, а опсонофагоцитарный индекс представляет отношение фагоцитарных показателей , полученных с иммунной (содержащей опсонины) и неиммунной сывороткой. Эти показатели используют для определения иммунного статуса индивидуума.

Фагоцитарная активность лейкоцитов – это определение содержание нейтрофилов и моноцитов способных связывать на своей поверхности, поглощать и переваривать микробную тест-культуру (меченные бактерии).

В исследовании крови фагоцитарной активности лейкоцитов учитываются следующие показатели: фагоцитарный индекс (ФИ), фагоцитарное число (ФЧ), коэффициент фагоцитарного числа (КФЧ), индекс бактерицидности нейтрофилов (ИБН).

2. К врачу-гинекологу обратилась женщина с жалобой на постоянные боли в малом тазу, нерегулярный цикл, отсутствие беременности. Врач поставил предварительный диагноз и направил больную на дополнительное исследование, необходимое для выявления природы возбудителя. Какие микроорганизмы могут вызывать подобное состояние? Какие методы микробиологической диагностики можно использовать в этом случае?

Ответ: Neisseria gonorrhoeae. Гонококк. Для диагностики применяют бактериоскопический ( окр.по Граму и метилен.синим),бактериологический (проводят когда гонококки в мазках не обнаруживают или находят атипичные, измененные формы), и серологический (используют при хронической гонорее, при отсутствии у больного выделений. Проводят РСК по Борде-Жангу, которая бывает положительной с 3-4 недели болезни. В качестве АГ для РСК применяют гоновакцину или АГ из убитых гонококков) методы. Метод – экспресс: применяют встречный иммуноэлектрофорез. В качестве антигенов берут отделяемое из мочеиспускательного канала или шейки матки обследуемых. Источником антител служит гипериммунная антигонококковая сыворотка.

(Суть метода встречного иммуноэлектрофореза заключается в следующем:

— исследуемые антигены и смесь антител помещают в лунки, расположенные на противоположных концах пластины с гелем;

— вдоль линии, соединяющей лунки, пропускают постоянный электрический ток;

— в электрическом поле антитела и антигены быстро перемещаются по направлению друг к другу;

— в месте связывания антигенов с антителами образуются линии преципитации.

Встречный иммуноэлектрофорез применяют, когда антигены и антитела обладают разной электрофоретической подвижностью. Этот метод позволяет быстро определить антитела в пробе и применяется в экспресс диагностике инфекционных заболеваниях.)

Источник: cyberpedia.su

зависимые и кислород-независимые механизмы бактерицидности. Опсонины. Методы

изучения фагоцитарной активности клеток.

Фагоцитоз ― процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и

тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы.

Осуществляется двумя разновидностями клеток: циркулирующими в крови зернистыми

лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми макрофагами.

Стадии фагоцитоза:

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, т. е. 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.

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 имеется 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).

Кислородзависимая микробицидная активность реализуется через образование значительного количества продуктов с токсическим действием, повреждающих микроорганизмы и окружающие структуры. За их образование ответственны НЛДФ-оксидаза (флавопротедо-цитохромредуктаза) плазматической мембраны и цитохром b, в присутствии хинонов этот, комплекс трансформирует 02 в анион супероксида (02-). Последний проявляет выраженное повреждающее действие, а также быстро трансформируется в перекись водорода по схеме: 202 + Н20 = Н202 + О2 (процесс

катализирует фермент супероксид дисмутаза).

Опсонины — белки, усиливающие фагоцитоз: IgG, белки острой фазы (С-реакгивный протеин,

маннансвязывающий лектин); липополисахаридсвязывающий протеин, компоненты комплемента — СЗb, С4Ь; сурфактантные протеины легких SP-A, SP-D.

Методы изучения фагоцитарной активности клеток.

Для оценки фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови к цитратной крови, взятой из пальца, в объеме 0,2 мл, добавляют 0,25 мл взвеси микробной культуры с концентрацией 2 млрд. микробов в 1 мл.

Смесь инкубируют 30 мин при 37°С, центрифугируют при 1500 об/мин в течение 5-6 мин, удаляют надосадочную жидкость. Осторожно отсасывают тонкий серебристый слой лейкоцитов, готовят мазки, сушат, фиксируют, красят краской Романовского-Гимза. Препараты сушат и микроскопируют.

Подсчет поглощенных микробов ведут в 200 нейтрофилах (50 моноцитов). Интенсивность реакции оценивают по следующим показателям:

1. Фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) — процент фагоцитов из числа сосчитанных клеток.

2. Фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) — среднее число микробов, поглощенное одним активным фагоцитом.

Для определения переваривающей способности лейкоцитов периферической крови готовят смесь взятой крови и суспензии микроорганизма и выдерживают в термостате при 37°С 2 часа. Приготовление мазков аналогично. При микроскопии препарата жизнеспособные микробные клетки увеличены в размерах, переваренные же менее интенсивно окрашены, меньших размеров. Для оценки переваривающей функции используют показатель завершенности фагоцитоза – отношение количества переваренных микробов к общему числу поглощенных микробов, выраженное в процентах.

Источник: StudFiles.net