Фагоцитоз: стадии и пути фагоцитоза. Макро- и микрофагоциты

Фагоцитоз: стадии и пути фагоцитоза. Макро- и микрофагоциты

Человека осуществляет важный процесс, который получил название фагоцитоз. Фагоцитоз - это процесс поглощения клетками чужеродных частиц. Ученые полагают, что фагоцитоз является наиболее древней формой защиты макроорганизма, поскольку фагоциты - это клетки, осуществляющие фагоцитоз, обнаруживаются и у позвоночных животных, и у беспозвоночных. Что же такое фагоцитоз и какова его функция в работе иммунной системы человека? Явление фагоцитоза открыл в 1883 г. И.И.Мечников. Он же доказал и роль фагоцитов, как защитных клеток иммунной системы. За это открытие И.И. Мечников был удостоен в 1908 году Нобелевской премии по физиологии. Фагоцитоз - это активный захват и поглощение живых клеток и неживых частиц одноклеточными организмами или особыми клетками многоклеточных организмов - фагоцитами, который состоит из последовательных молекулярных процессов и длится нескольких часов. Фагоцитоз является первой реакцией иммунной системы организма на внедрение чужеродных антигенов, которые могут проникнуть в организм в составе бактериальных клеток, вирусных частиц или в виде высокомолекулярного белка или полисахарида. Механизм фагоцитоза однотипен и включает восемь последовательных фаз:
1) хемотаксис (направленное движение фагоцита к объекту);
2) адгезия (прикрепление к объекту);
3) активация мембраны (актин—миозиновой системы фагоцита);
4) начало собственно фагоцитоза, связанное с образованием вокруг поглощаемой частицы псевдоподий;
5) образование фагосомы (поглощаемая частица оказывается заключенной в вакуоль благодаря надвиганию на нее плазматической мембраны фагоцита подобно застежке—молнии;
6) слияние фагосомы с лизосомами;
7) уничтожение и переваривание;
8) выброс продуктов деградации из клетки.

Клетки фагоциты

Фагоцитоз осуществляют клетки фагоциты - это важные клетки иммунной системы. Фагоциты циркулируют по организму, выискивая «чужих». Когда агрессор найден, происходит его связывание при помощи рецепторов. После фагоцит поглощает агрессора. Подобный процесс длится около 9 минут. Внутри фагоцита бактерия попадает в состав фагосомы, которая в течение минуты сливается с гранулой или лизосомой, содержащими ферменты. Микроорганизм погибает под воздействием агрессивных пищеварительных ферментов либо в результате дыхательного взрыва, при котором высвобождаются свободные радикалы. Все клетки фагоциты находятся в состоянии готовности и могут быть призваны в определённое место, где необходима их помощь, при помощи цитокинов. Цитокины - это сигнальные молекулы, играющие важную роль на всех этапах иммунного ответа. Молекулы трансфер факторы - это одни из наиболее важных цитокинов иммунной системы. С помощью цитокинов, фагоциты также обмениваются информацией, вызывают другие фагоцитарные клетки к источнику инфекции, активируют «спящие» лимфоциты.
Фагоциты человека и других позвоночных делят на «профессиональные» и «непрофессиональные» группы. Этот раздел основывается на эффективности, с которой клетки участвуют фагоцитозе. Профессиональные фагоциты - это моноциты, макрофаги, нейтрофилы, тканевые дендритические клетки и тучные клетки.

Моноциты - "дворники" организма

Моноциты - это клетки крови, которые относятся к группе лейкоцитов. Моноциты называют «дворниками организма» из-за их удивительных возможностей. Моноциты поглощают клетки болезнетворных агентов и их фрагменты. При этом количество и размер поглощаемых объектов могут быть в 3 - 5 раз больше, чем те, которые способны поглощать нейтрофилы. Моноциты могут поглощать и микроорганизмы, находясь в среде с повышенной кислотностью. Другие лейкоциты на такое не способны. Моноциты также поглощают все остатки «борьбы» с патогенными микробами и тем самым создают благоприятные условия для восстановления тканей в местах воспаления. Собственно за эти способности моноциты и получили название «дворники организма».

Макрофаги - "большие пожиратели"

Макрофаги , дословно «большие пожиратели» - это большие иммунные клетки, которые захватывают и затем по частям уничтожают чужеродные, мертвые или поврежденные клетки. В том случае, если «поглощенная» клетка является инфицированной или злокачественной, макрофаги оставляют нетронутыми ряд ее чужеродных компонентов, которые затем используются в качестве антигенов для стимуляции образования специфичных антител. Макрофаги путешествуют по организму в поисках проникших сквозь первичные барьеры чужеродных микроорганизмов. Макрофаги находятся по всему телу почти во всех тканях и органах. Расположение макрофага можно определить по его размеру и внешнему виду. Продолжительность жизни тканевых макрофагов от 4 до 5 дней. Макрофаги могут быть активированы для выполнения таких функций, которые моноцит выполнить не может. Активированные макрофаги играют важную роль в разрушении опухолей путём образования фактора некроза опухоли альфа, гамма-интерферона, оксида азота, реактивных форм кислорода, катионных белков и гидролитических ферментов. Макрофаги выполняют роль уборщиков, избавляя организм от изношенных клеток и другого мусора, а также роль антиген-презентующих клеток, активирующих звенья приобретённого иммунитета человека .

Нейтрофилы - "пионеры" иммунной системы

Нейтрофилы обитают в крови и представляют собой наиболее многочисленную группу фагоцитов, обычно представляющую около 50% -60% общего количества циркулирующих лейкоцитов. Диаметр этих клеток около 10 микрометров и живут только в течение 5 дней. Во время острой фазы воспаления нейтрофилы мигрируют к очагу воспаления. Нейтрофилы - это первые клетки, реагирующие на очаг инфекции. Как только поступает соответствующий сигнал, они, примерно, в течение 30 минут выходят из крови и достигают места инфекции. Нейтрофилы быстро поглощают чужеродный материал, но после этого не возвращаются в кровь. Гной, который образуется в очаге инфекции - это мертвые нейтрофилы.

Дендритные клетки

Дендритные клетки - это особые антиген-презентующие клетки, которые имеют длинные отростки (дендриты). С помощью дендритов осуществляется поглощение патогенов. Дендритные клетки располагаются в тканях, которые контактируют с окружающей средой. Это, в первую очередь, кожа , внутренняя оболочка носа, лёгких, желудка и кишечника. После активации, дендритные клетки созревают и мигрируют в лимфатические ткани и там взаимодействуют с Т- и B-лимфоцитами. В результате этого возникает и организовывается приобретённый иммунный ответ. Зрелые дендритные клетки активируют Т-хелперы и Т-киллеры. Активированные Т-хелперы взаимодействуют с макрофагами и B-лимфоцитами чтобы и их, в свою очередь, активировать. Дендритные клетки, помимо всего этого, могут воздействовать на возникновение того или иного типа иммунного ответа.

Тучные клетки

Тучные клетки поглощают, убивают грамотрицательные бактерии и обрабатывают их антигены. Они специализируются на обработке фимбриальных белков на поверхности бактерий, которые участвуют в прикреплении к тканям. Также тучные клетки образовывают цитокины, которые запускают реакцию воспаления. Это важная функция в деле уничтожения микробов, потому что цитокины привлекают больше фагоцитов к месту инфекции.

"Непрофессиональные" фагоциты

К «непрофессиональным» фагоцитам относятся фибропласты, паренхиматозные, эндотелиальные и эпителиальные клетки. Для таких клеток фагоцитоз является не главной функцией. Каждые из них выполняют какие-либо другие функции. Это связано с тем, что «непрофессиональные» фагоциты не имеют специальных рецепторов, таким образом, они являются более ограниченными, чем «профессиональные».

Коварные обманщики

Патоген приводит к развитию инфекции только случае, если ему удалось справиться с защитой макроорганизма. Поэтому многие бактерии формируют процессы, цель которых - создание устойчивости к воздействию фагоцитов. И действительно множество патогенов получило возможность размножаться и выживать внутри фагоцитов. Существует несколько способов, с помощью которых бактерии избегают контакта с клетками иммунной системы . Первый - это размножение и рост в тех зонах, куда фагоциты не способны проникнуть, например, в поврежденный покров. Второй способ - это способность некоторых бактерий подавлять воспалительные реакции, без которых клетки фагоциты не способны правильно реагировать. Также некоторые патогены могут «обманывать» иммунную систему, заставляя ее принимать бактерию за часть самого организма.

Трансфер Факторы - память иммунной системы

Помимо выработки специальных клеток в иммунной системе синтезируется целый ряд сигнальных молекул, которые называются цитокины. К числу наиболее важных цитокинов относятся трансфер факторы. Ученые обнаружили, что трансфер факторы обладают уникальной эффективностью независимо от биологического вида донора и риципиента. Это свойство трансфер факторов объясняется одним из ключевых научных принципов,- чем более важным для жизнеобеспечения является тот или иной материал или структура, тем более универсальны они для всех живых систем. Трансфер Факторы действительно являются важнейшими иммуноактивными соединениями и обнаруживаются даже в самых примитивных иммунных системах. Трансфер факторы являются уникальным средством передачи иммунной информации от клетки к клетке внутри организма человека, а также от одного человека к другому. Можно сказать, что трансфер факторы являются «языком общения» иммунных клеток, памятью иммунной системы. Уникальным действием трансфер факторов является ускорение ответа иммунной системы на угрозу. Они увеличивают иммунную память, сокращают время борьбы с инфекцией, повышают активность действия натуральных киллеров. Первоначально считалось, что трансфер факторы могут быть активными только при инъекционном введении. Сегодня считают, что коровье молозиво является самым лучшим источником трансфер факторов. Следовательно, собирая излишки молозива и выделяя из него трансфер факторы, можно обеспечить население дополнительной иммунной защитой. Американская компания 4 life стала первой компанией в мире, которая начала выделять трансфер факторы из коровьего молозива особым методом мембранной фильтрации, на который получила соответствующий патент. Сегодня компания поставляет на рынок линейку препаратов Трансфер Фактор, аналогов которым не существует. Эффективность препаратов Трансфер Фактор подтверждена клинически. На сегодняшний день написано более 3000 научных работ о применении трансфер факторов при самых различных заболеваниях. И

Структурной и функциональной единицей выделительной системы считают

1)нейрон
2)альвеолы

3)
нефрон
4)дерму

17.
В моче здорового человека не содержится

1)солей
аммония
2) белков и эритроцитов

3)минеральных
солей
4) пигментов и мочевины

18.
Обмороженные участки кожи нельзя растирать снегом, так как

1)снег
снижает температуру кожи;

2)кристаллы
снега могут повредить кожу;

3)образующаяся
вода впитывается покровами;

4)возникают
грибковые заболевания кожи.

19.
В процессе закаливания в организме происходит

1)нарушение
процессов образования и отдачи тепла

2)выработка
мер быстрого приспособления организма к смене температуры

3)процесс
поглощения и переваривания чужеродных частиц

4)
уравновешивание процессов образования и отдачи тепла

20.
Раны на поверхности кожи обрабатывают йодом, чтобы избежать

1)кровопотери

2)загрязнения
землей

3)попадания
микроорганизмов

4)расширения
кровеносных сосудов

21.
Чистая, неповрежденная кожа участвует в защите организма, так как она

1)предотвращает
свертывание крови в кровеносных сосудах

2)увеличивает
скорость образования нервных импульсов

3)способствует
образованию антител лимфоцитами

4)препятствует
размножению болезнетворных микробов

22.
Сущность закаливания заключается в приспособлении организма к

1)смене
температур
2)воздушным ваннам

3)солнечному
излучению
4)действию чужеродных белков

23.
Оказывая первую помощь человеку при обморожении, нельзя

1)нагревать
поврежденные части тела горячей водой

2)давать
обильное горячее питье

3)накладывать
теплоизолирующую повязку

4)давать
сердечные и сосудорасширяющие лекарственные средства

24.
Роговой слой кожи наименее развит на:

1)ступнях;
2) ладонях;

3)веках;
4)коленях.

25.
Продукты конечного распада белков

1)СО2 и
Н2О;

помогите, очень срочно надоЗадание 3.

1) Что обозначено цифрами 1-6?
2) Каковы основные функции хлоропластов?
3) Как образуются новые пластиды?
4) Какова масса пластидных рибосом?
5) Что известно о наследственном аппарате хлоропластов?
6) Каковы размеры хлоропластов?
Задание 4.
1) Оболочка растительной клетки представлена (_)
2) Плазматическая мембрана образована (_)
3) Образуют гидрофобную основу клеточной мембраны (_)
4) Основная часть воды попадает в клетку через клеточную оболочку (_)
5) Захват плазматической мембраной твердых частиц (_)
6) Захват плазматической мембраной капель жидкости и втягивания их внутрь клетки- (_)
7) Поступление веществ в клетку - (_) , выведение веществ из клетки - (_)
8) Транспорт веществ через оболочку клетки, который идет с затратой энергии АТФ - (_)
9) Поступление воды в клетку в процессе деплазмолиза происходи за счет (_)
10) Плазмолизом называется (_)
11) Осмосом называется (_)

Функция внутренней среды организма:

А) поддержание постоянного химического состава - гомеостаз
Б) перенос питательных веществ
В) перенос кислорода
Тромбоциты образуются в:
А) печени
Б) селезенке
В) красном костном мозге
Основной функцией тромбоцитов является:
А) перенос кислорода от легких
ко всем тканям тела
Б) образование тромба
В) свертывание крови
Эритроциты разрушаются в:
А) селезенке
Б) печени
В) лимфатических узлах, селезенке,
красном костном мозге

Сущность фагоцитоза заключается в:
А) захват бактерий в месте раны
Б) захват и переваривание бактериальных клеток попавших в кровь
В) образование гноя на месте травмы
2 группа крови донором является для:
А) 2 группы крови
Б) 3 группы крови
В) 1 группы крови
Г) 4 группы крови
4 группа реципиент для:
А) 2 группы крови
Б) 3 группы крови
В) 1 группы крови
Г) 4 группы крови
Вены это кровеносных сосуды по которым движется:
А) кровь насыщенная углекислым газом
Б) кровь насыщенная кислородом
В) смешанная кровь
Вакцина - это:
А) готовые антитела
Б) ослабленные возбудители болезни
Газообмен между легочным воздухом и кровью происходит в:
А) капиллярах
Б) артериях
В) венах
Левая половина сердца заполнена:
А) артериальной кровью
Б) венозной
В) смешанной
13. На границе кровеносного сосуда и желудочка сердца располагаются:
А) створчатые клапаны
Б) полулунные клапаны
14. Капилляры – это сосуды:
А) по которым течет артериальная кровь
Б) самые тонкие кровеносные сосуды
В) образуют сеть
15. По легочной артерии течет кровь:
А) венозная
Б) артериальная
В) смешенная
16. Отметьте верные высказывания:
1. Сердце человека трехкамерное.
2. Артерии имеют карманные клапаны.
3. Естественный иммунитет приобретается от родителей.
4. Лейкоциты осуществляют захват и переваривание бактерий.
5. Эритроциты не имеют ядра.
6. Артериальное кровотечение не опасно для жизни.
7. При венозном кровотечении давящую повязку накладывают выше раны.
8. Малый круг кровообращения начинается в правом предсердии.
9. Пульс – это удар крови о стенки аорты при выходе из сердца.
10. Рост кости в толщину осуществляется благодаря надкостницы.

Всем известный отечественный ученый, биолог Илья Ильич Мечников впервые описал процессы фагоцитоза и стал основоположником учения. Это произошло в 1883 году и спустя 25 лет, в 1908 году, он был награжден Нобелевской премией за вклад в развитие биологических наук. Именно мечников открыл явления фагоцитоза.

Неспецифическая защита организма – одно из важнейших явлений в процессах жизнедеятельности человека и других организмов. Механизм, благодаря которому осуществляется защита, достаточно сложный. Частички больших размеров (сосредоточение молекул, бактерии) обволакиваются со всех сторон мембраной клетки-захватчика с дальнейшим втягиванием образованного субстрата внутрь клетки (интернализация).

Само явление захвата твердых частиц называют фагоцитозом . Осуществляют этот процесс фагоциты – клетки входящие в иммунную систему живых организмов. Они все время циркулируют в кровеносном русле и моментально реагируют на попадание в организм чужеродных агентов.

Фагоцитоз имеет ряд последовательных этапов:

Обнаружение посторонних объектов, которое осуществляется с помощью специфических рецепторов расположенных на мембране фагоцита. Включение их происходит из-за выделения в области проникновения (воспаления) особых веществ активирующих макрофаги (гистамин, цитокины). Таким образом, клетки стремительно начинают приближаться к патогену, этот процесс называется хемотаксисом .

Происходит постепенное сцепление с «чужими» за счет фагоцитарных отростков – так совершается адгезия.

Через ряд реакций идет активация мембраны фагоцита (за счет протеинкиназы), которая необходима для дальнейшего переваривания агента.

Захват объекта фагоцитом – выделяют два вида погружения патогена в макрофаг:

  • При первом варианте активируется актин-миозиновая система , которая стимулирует образование многочисленных псевдоподий, затем нейтрофилы окружают этими отростками инородное тело, и таким образом, он оказывается внутри фагоцита;
  • при втором – формируется своеобразное углубление в области адгезии , которое постепенно увеличивается, пока захваченный объект полностью не окажется поглощенным клеткой.

Плазматическая мембрана окутывает чужеродное тело со всех сторон и представляет собой – фагосому.

Основной этап фагоцитоза, который поддерживает иммунитет и защищает его от проникших патогенных организмов – это непосредственное растворение чужеродных агентов . Внутри фагоцита находятся специфичные органеллы – лизосомы. Они содержат ферменты, способные расщеплять вредоносные тела. С помощью лизосом и завершается уничтожение агента.

Все продукты переваривания удаляются из клетки , путем выхода образовавшейся фаголизосомы через мембрану макрофага.

Так проходит фагоцитоз при наличии действующего иммунитета. Но есть случаи, когда система защиты не способна справится с множественными патогенными организмами, тогда развивается заболевание.

Незавершенный фагоцитоз

Описанный выше процесс называют завершенным фагоцитозом. Но существует и другой вариант исхода – это незавершенный фагоцитоз .

Попавший микроорганизм захваченный макрофагом не поддается действию лизосомальных ферментов и остается в клетке в спящем состоянии. Но при наступлении благоприятных условий он может выходить из нее и провоцировать различные болезни.

Внутриклеточный и внеклеточный пути фагоцитоза

Существует внутриклеточный и внеклеточный пути фагоцитоза.

  1. При захвате чужеродного агента, в организме резко повышается потребность в кислороде, так как из него начинают формироваться активные формы (перекись водорода, гидроксильные радикалы). Они обладают токсичными свойствами, способными разрушать микроорганизмы – это кислородзависимый внутриклеточный фагоцитоз . При кислородНЕзависимом пути используются лизосомальные ферменты, протеазы, гидролазы.
  2. Макрофаги в активном состоянии способны выделять оксид азота. Сначала он синтезируется внутри клетки, а высвобождается после встречи фагоцита с патогеном. Наличие опухолевого роста стимулирует выработку цитокинов, которые борются с раковыми клетками. Это внеклеточный путь фагоцитоза .

Учение Мечникова о защитных свойствах крови дало миру представление об иммунной системе, которая способна функционировать благодаря двум факторам: наличие клеточного иммунитета (лейкоцитарные клетки и их производные) и гуморального (антитела).

Какие клетки защищают наш организм? Еще И. И. Мечников выделял две группы клеток-защитников: макрофагоциты и микрофагоциты:

Макрофагоциты (моноциты и макрофаги)


– это лейкоцитарные клетки, составляющие 4-11% от общего числа клеток крови. Они самые большие представители белой крови (10-12 мкм в диаметре). Внутри находится множество лизосом, что обуславливает их фагоцитарную активность.

Благодаря своим размерам моноциты уничтожают чужеродные тела большой величины, на что другие клетки не способны. Продолжительность жизни моноцитов составляет около 2-4 дней, после чего они не гибнут, а проникают через сосудистую стенку в ткани, где преобразуются в макрофаги-гистиоциты.


есть везде, во всех органах и тканях организма, оснащены выростами — псевдоподиями, которые необходимы при захвате чужеродных клеток, основная масса цитоплазмы заполнена лизосомами и фагосомами. Важная функция макрофагов — секреция лизоцима (бактерицидного средства).

Множество клеток в нашем организме каждый день отмирают – это естественный физиологический процесс, продукты апоптоза также поглощаются и растворяются внутри фагоцитов.

Микрофагоциты (нейтрофильные клетки)

– это полиморфноядерные гранулоциты, в диаметре около 7мкм. При воспалительных процессах они первые появляются в месте патологического очага и способны фагоцитировать бактерии и мелкие частицы. Сами нейтрофилы здесь и погибают, превращаясь в гнойную массу.

Сложно переоценить важность фагоцитарной системы, поскольку она выполняет не только очищение организма от чужеродных тел, но перенося на свою поверхность пептиды разрушенных антигенов, фагоциты стимулируют выработку стойкого иммунитета к этим микроорганизмам.

Лейкоциты , или белые кровяные тельца , - клетки крови, имеющие ядра. В 1 мм³ крови их 4-9 тыс. (число лейкоцитов может сильно колебаться, возрастая при многих заболеваниях).

Лейкоциты обеспечивают защитную функцию крови.

Продолжительность жизни лейкоцита - несколько дней (затем они разрушаются в селезёнке).

В крови человека находится несколько разновидностей лейкоцитов, каждая из которых выполняет определённые функции.

Фагоциты

Некоторые лейкоциты способны к захвату и уничтожению чужеродных частиц, молекул и клеток, проникших в кровь, - фагоцитозу .

Лейкоциты способны к активному амебоидному движению и могут переходить через стенку капилляров и проникать в ткани, где они поглощают и переваривают чужеродные частицы.

Они также могут распознавать и уничтожать раковые и старые, отмирающие клетки.

Явление фагоцитоза было открыто русским микробиологом Ильёй Ильичом Мечниковым (создателем фагоцитарной теории иммунитета). Он обнаружил, что некоторые лейкоциты способны двигаться подобно амёбам и захватывать чужеродные частицы в крови. Эти клетки И.И. Мечников назвал фагоцитами , то есть пожирателями, а открытое явление - фагоцитозом .

Фагоцитоз - поглощение твердых частиц пищи клеткой.

Если чужеродных тел проникло в организм очень много, то фагоциты, поглощая их, сильно увеличиваются в размерах и в конце концов разрушаются. При этом освобождаются вещества, вызывающие местную воспалительную реакцию, которая сопровождается отёком, повышением температуры и покраснением пораженного участка. Эти вещества также привлекают новые лейкоциты к месту внедрения чужеродных тел. Гной, который образуется в тканях при воспалении, - это скопление погибших лейкоцитов.

Лимфоциты

Другие лейкоциты (лимфоциты ) вырабатывают особые белки (антитела ), которые распознают и связывают (обезвреживают) чужеродные клетки и вырабатываемые ими вредные для организма вещества (токсины). Связанные антителами вредоносные частицы не могут проникнуть в ткани человека и становятся безвредными.

Образование антител происходит с участием особого вида лейкоцитов, встречающихся не только в крови, но и в лимфе. Поэтому их называют лимфоцитами .

Т–лимфоциты способны связываться с антигенами чужеродных частиц и вызывать их разрушение.

В–лимфоциты выделяют химические вещества - антитела . Антитела, присоединяясь к антигенам ускоряют их захват фагоцитами, либо приводят к химическому разрушению или склеиванию и осаждению антигенов.

Обычно антитела действуют против возбудителя одного заболевания (например, против возбудителя кори). Наличие в крови антител к возбудителю определённой болезни создает невосприимчивость организма к повторным заболеваниям этой болезнью.

Именно благодаря B-лимфоцитам (клеткам памяти при иммунном ответе) у человека появляется иммунитет к перенесенным заболеваниям (единожды проконтактировав с болезнетворным агентом (бактерией, вирусом, химическим соединением), эти клетки запоминают агент и приспосабливаются к его устранению). И именно благодаря им возможен эффект от вакцинации (прививок).




Самое обсуждаемое
Какие бывают выделения при беременности на ранних сроках? Какие бывают выделения при беременности на ранних сроках?
Сонник и толкование снов Сонник и толкование снов
К чему увидеть кошку во сне? К чему увидеть кошку во сне?


top