EIN Phagosom, Auch als endozytisches Vesikel bekannt, ist es ein Vesikel, das als Invagination der Plasmamembran gebildet wird, um ein phagozytisches Partikel oder einen Mikroorganismus zu umfassen. Die Phagozytose ist für einige Protisten die einzige Fütterungsmethode und wird auch von einigen niederen Metazoen für diese Zwecke verwendet..
Bei den meisten Tieren bleibt jedoch die phagozytische Funktion einiger Zellen erhalten, sie haben jedoch keine Ernährungsfunktion mehr, um ein unspezifischer Schutzmechanismus gegen Krankheitserreger zu werden und tote oder seneszierende Zellen zu eliminieren..
Das während der Phagozytose gebildete Phagosom verschmilzt dann mit einem Lysosom, wodurch ein Phagolysosom entsteht. Dabei findet die Verdauung des aufgenommenen Materials statt. Auf diese Weise kann der Körper Bakterien einfangen und abtöten. Einige davon können jedoch überleben und gedeihen sogar in Phagosomen..
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Damit sich Phagosomen bilden können, müssen Krankheitserreger oder Opsonine an einen Transmembranrezeptor binden, der zufällig auf der Oberfläche von Phagozytenzellen verteilt ist..
Opsonine sind Moleküle, die als Markierungen dienen, wie z. B. Antikörper, die an Krankheitserreger binden und den Prozess der Phagozytose regulieren..
Da das Phagosom als Invagination der Plasmamembran gebildet wird, hat seine Membran die gleiche Grundzusammensetzung der Lipiddoppelschicht..
Phagosomen haben membrangebundene Proteine, die rekrutiert und mit Lysosomen fusioniert werden können, um reife Phagolysosomen zu bilden
Die Phagozytose ist ein sequentieller Prozess, der mehrere Stadien umfasst, wie Chemotaxis, Adhäsion, Endozytose, Phagosomenbildung, Phagolysosomenbildung, Phagolysosomenansäuerung, Bildung reaktiver Sauerstoffmetaboliten, Aktivierung lysosomaler Hydrolasen, Freisetzung von verdautem Material, Bildung von Restkörper und schließlich Exozytose.
Endozytose ist der Mechanismus, durch den Partikel oder Mikroorganismen von außen nach innen gelangen. Dieser Prozess kann durch die Opsinisierung der Partikel optimiert werden und erfolgt im Allgemeinen durch Rezeptoren, die sich in mit Clathrin beschichteten Bereichen der Membran befinden..
Das Verfahren umfasst die Invagination der Plasmamembran, wodurch die phagozytische Vakuole entsteht. Die Anhaftung der Partikel oder Mikroorganismen an der Membran bewirkt die Polymerisation von Aktin und auch die Bildung von Pseudopodien. Diese Pseudopoden umgeben das einzunehmende Material und verschmelzen dahinter..
Während dieses Prozesses ist die Beteiligung mehrerer Proteine wie Kinase C, Phosphoinositid-3-Kinase und Phospholipase C wichtig. Wenn sich die Invagination schließt, bildet sich ein Vesikel oder Phagosom, das sich von der Membran trennt und zum Zellinneren hin driftet.
Kurz nach der Phagosomenbildung tritt eine F-Actin-Depolymerisation auf, die anfänglich mit dem Phagosom assoziiert ist. Die Membran dieser Zelle wird für frühe Endosomen zugänglich.
Dann bewegt sich das Phagosom entlang der Mikrotubuli des Zytoskeletts, während es eine Reihe von Fusions- und Spaltereignissen durchläuft, an denen verschiedene Proteine wie Annexine und die GTPasen rap7, rap5 und rap1 beteiligt sind..
Diese Ereignisse lassen die Phagosomenmembran und ihren Inhalt reifen und können mit späten Endosomen und später mit Lysosomen fusionieren, um das Phagolysosom zu bilden..
Die Geschwindigkeit, mit der Phagosom und Lysosom fusionieren, hängt von der Art des aufgenommenen Partikels ab, dauert jedoch im Allgemeinen 30 Minuten. Diese Fusion erfordert nicht unbedingt, dass die Membranen vollständig zusammenkommen, damit sich das Phagolysosom bildet..
In einigen Fällen wird die Verbindung zwischen dem Phagosom und dem Lysosom durch schmale wässrige Brücken erreicht. Diese Brücken ermöglichen nur den begrenzten Austausch des Inhalts beider Strukturen.
Sobald die Hydrolyse des Partikels oder Mikroorganismus stattgefunden hat, werden die resultierenden Moleküle in das Cytosol der Zelle freigesetzt und das Abfallmaterial bleibt im Vesikel enthalten, das zu einem Restkörper wird..
Später wird dieses Abfallmaterial durch ein als Exozytose bezeichnetes Verfahren außerhalb der Zelle freigesetzt..
Phagosomen, die als Makrophagen und Neutrophile bekannt sind, werden als professionelle Phagozyten bezeichnet und sind die Zellen, die für den größten Teil des Einfangens und der Eliminierung von Krankheitserregern verantwortlich sind. Diese beiden Zelltypen haben unterschiedliche Methoden zum Abbau von Bakterien..
Neutrophile produzieren giftigen Sauerstoff sowie Chlorderivate, um Bakterien abzutöten, und verwenden Proteasen und antimikrobielle Peptide. Makrophagen hängen ihrerseits mehr von der Ansäuerung von Phagolysosomen sowie von der Verwendung proteolytischer und glykolytischer Enzyme zur Zerstörung von Krankheitserregern ab..
Der Phagosomenbildungsprozess hängt mit Entzündungsprozessen durch gemeinsame Signalmoleküle zusammen. PI-3-Kinase und Phospholipase C sind beispielsweise an der Bildung von Phagosomen beteiligt und sind auch wichtige Bestandteile der angeborenen Immunantwort..
Diese Proteine induzieren die Produktion von proinflammatorischen Zytokinen in einem streng regulierten Prozess, dessen Entzündungsreaktion von der Art des Partikels abhängt, das im Phagosom enthalten ist..
Unreife dendritische Zellen können pathogene Elemente phagozytieren. Phagosomen dieser Zellen bauen phagozytierte Krankheitserreger nur teilweise ab.
Infolge dieses teilweisen Abbaus ergeben sich Proteinfragmente von ausreichender Größe für die spezifische Erkennung von Bakterien. Diese Fragmente sind auf den Haupthistokompatibilitätskomplex gerichtet und werden verwendet, um T-Zellen für die Immunantwort zu aktivieren..
Viele Protisten nutzen die Phagozytose als Fütterungsmechanismus. In einigen Fällen ist dies sogar der einzige Mechanismus zur Gewinnung von Nährstoffen. In diesen Fällen ist die Zeit zwischen dem Verschlingen des Nahrungspartikels und dem Verdauen im Phagosom viel kürzer als die von professionellen Phagozyten verwendete..
Phagosomen sind für die Eliminierung alter und apoptotischer Zellen als Mechanismus zur Erzielung einer Gewebehomöostase verantwortlich. Beispielsweise weisen rote Blutkörperchen eine der höchsten Fluktuationsraten im Körper auf. Somit werden seneszierende Erythrozyten durch Makrophagen in Leber und Milz phagozytiert..
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