Механізм фагоцитозу

Фагоцитоз – це процес поглинання та знищення певного об’єкту. Біологічна роль фагоцитозу полягає у захисті від чужорідних мікроорганізмів та санації організму від “зайвих” речовин (антигени, імунні комплекси). Відповідно фагоцитоз макрофагами здійснюється стосовно 2 груп об’єктів: мікробних клітин та імунних комплексів.

Фагоцитоз перебігає у вигляді 8 умовно виділених стадій, які проходять послідовно: стадія позитивного хемотаксису, адгезії, активації мембрани та захоплення мікроба, початок фагоцитозу - захоплення мікроорганізму, утворення фагосоми, злиття фагосоми і лізосоми - утворення фаголізосоми, знищення і перетравлення мікроба та викид продуктів розпаду і деградації.

Фагоцитоз починається з хемотаксису фагоцита до хемоатрактантів (якими є продукти мікробів, цитокіни, фрагменти імуноглобулінів). Далі відбувається адгезія мікроорганізму на поверхні фагоцитуючої клітини. Це досягається за рахунок примітивного механізму розпізнавання (як описувалося, за рахунок взаємодії між паттернами на поверхні мікробів та патернрозпізнаючими рецепторами Мф для мікроорганізмів та Fc фрагментами імуноглобулінів імунних комплексів та відповідними рецепторами Мф). Мікроб, прикріплений до мембрани фагоцита, може ініціювати фазу поглинання шляхом активації актин-міозинової скорочуючої системи, що призводить до утворення навколо часточки псевдоподій. З часом плазматична мембрана охоплює часточку, подібно затяжки-замка, до тих пір поки часточка не буде повністю заключена у вакуоль (фагосому). Далі події розвиваються швидко і протягом хвилини цитоплазматичні гранули фагоцита зливаються з фагосомою, формуючи фаголізосому, куди із лізосоми вливається її вміст. Захоплений мікроб піддається дії цілого ряду бактерицидних механізмів.

Знищення генетично чужорідних клітин (прокаріотів) здійснюється за рахунок кисневозалежних та кисневонезалежних механізмів. При першому механізмі проходить різка активація гексозомонофосфатного шунту, що генерує НАДФН. Останній використовується для відновлення молекулярного кисню, зв'язаного з мембранним цитохромом, що викликає використання кисню. В результаті утворюються надперекисний аніон, пероксид водню і гідроксильні радикали - всі вони мають виражену бактерицидну активність. Більшетого, поєднання пероксиду, мієлопероксидази і іонів галогенів створює сильну систему галогенування, яка здатна викликати загибель як бактерій, так і вірусів. Низькі значення рН, лізоцим і лактоферин представляють собою кисневонезалежні бактерицидні і бактеріостатичні фактори, які можуть діяти в анаеробних умовах. Вбиті мікроорганізми руйнуються гідролітичними ферментами, а продукти деградації вивільняються із клітини.

Існує 2 види фагоцитозу мікроорганізмів: завершений та незавершений. Завершений – це такий, що проходить всі стадії і завершується знищенням мікроба, а незавершений – це такий, що зупиняється на стадії фаголізосоми із збереженням життєдіяльності мікроорганізму.

Доля захопленого мікроба може бути різною в залежності від вірулентності і здатності його до внутрішньоклітинного паразитизму. Авірулентні і низьковірулентні бактерії гинуть і перетравлюються-здійснюється завершений фагоцитоз.

Багато вірулентних мікроорганізмів з внутрішньоклітинним паразитизмом не гинуть і можуть довго персистувати всередині фагоцита, зберігаючи життєздатність і розмножуватись внутрішньоклітинно, викликаючи загибель і руйнування фагоцита – незавершений фагоцитоз.

Головними причинами незавершеності фагоцитозу є властивості самого мікробу. Одні бактерії попереджують злиття лізосоми з фагосомою (токсоплазми, мікобактерії туберкульозу). Інші (гонококи, стафілококи, стрептококи та ін.) - стійкі до дії лізосомальних ферментів; треті після ендоцитозу залишають фагосоми і довго персистують в цитоплазмі фагоцитуючих клітин (рикетсії та ін.). Крім того, фагоцитуючим клітинам характерна позаклітинна цитотоксичність, яка також має кисневозалежні механізми. Вона може здійснюватись також шляхом контактної цитотоксичності, коли фагоцитуючі клітини і клітина-мішень хоча б на короткий період пов'язані одна з другою - знаходяться в безпосередньому контакті. Другий спосіб позаклітинної цитотоксичності - дистантна цитотоксичність. При цьому фагоцитуюча клітина і клітина-мішень знаходяться по сусідству одна від другої, але безпосереднього контакту між ними немає. Дистантна цитотоксичність завжди неспецифічна. Вона індукується токсично діючими ферметнами, цитокінами і активними ферментами кисню із активованих фагоцитів. В цю категорію захисту відносяться цитотоксичні ефекти на пухлинні клітини, що здійснюються фактором некрозу пухлин (ФНП) і альфа-інтерфероном. В цьому процесі активну участь приймають еозинофіли.