FAGOSOM: CARACTERISTICI, FORMARE ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE

Un fagosom, cunoscut și sub denumirea de vezicule endocitice, este o veziculă formată ca o invaginare a membranei plasmatice pentru a cuprinde o particulă sau microorganism fagocitar. Fagocitoza este singura metodă de hrănire pentru unii protiști și este utilizată și în acest scop de către unii metazoani inferiori.

La majoritatea animalelor, însă, funcția fagocitară a unor celule este menținută, dar acestea încetează să aibă o funcție nutrițională pentru a deveni un mecanism nespecific de protecție împotriva agenților patogeni, precum și pentru eliminarea celulelor moarte sau senescente.

Ilustrație de bază a fagocitozei. Preluat și editat din: GrahamColm la Wikipedia engleză.

Fagosomul, format în timpul fagocitozei, va fuziona apoi la un lizozom, pentru a da naștere unui fagolizozom. În acest sens are loc digestia materialului ingerat. În acest fel, organismul poate capta și ucide bacteriile. Cu toate acestea, unele dintre acestea sunt capabile să supraviețuiască și chiar să prospere în cadrul fagozomilor.

caracteristici

Pentru a se forma fagoomii, agenții patogeni sau opsoninele trebuie să se lege de un receptor transmembran, care sunt distribuite aleatoriu pe suprafața celulelor fagocitelor.

Opsoninele sunt molecule care servesc ca etichete, cum ar fi anticorpii, care se vor lega de agenți patogeni și reglează procesul de fagocitoză.

Deoarece fagosomul este format ca o invaginare a membranei plasmatice, membrana acesteia va avea aceeași compoziție de bază a stratului lipidic.

Fagosomii au proteine legate de membrană pentru a recruta și fuziona cu lizozomii pentru a forma fagolizozomii maturi

Instruire

Fagocitoza este un proces secvențial care include mai multe etape precum: chimiotaxie, adeziune, endocitoză, formarea fagozomului, formarea fagolizozomului, acidifierea fagolizozomului, formarea metaboliților reactivi ai oxigenului, activarea hidrolazelor lizozomale, eliberarea materialului digerat, formarea corpul rezidual și în final exocitoza.

Endocitoză și fagozom

Endocitoza este mecanismul prin care particulele sau microorganismele merg din exterior în interiorul celulelor. Acest proces poate fi optimizat prin opsinizarea particulelor și apare în general prin intermediul receptorilor localizați în regiunile acoperite de clatrină ale membranei.

Procesul implică invaginarea membranei plasmatice, dând naștere la vacuolul fagocitar. Adeziunea particulelor sau microorganismelor la membrană determină polimerizarea actinei și, de asemenea, formarea pseudopodiei. Aceste pseudopode vor înconjura materialul care urmează a fi ingerat și topit în spatele acestuia.

În timpul acestui proces, participarea mai multor proteine este importantă, cum ar fi kinază C, fosfositozidă 3-kinază și fosfolipază C. Când invaginarea se încheie, se formează o vezicule sau fagosom care se separă de membrană și se abate spre în interiorul celulei.

fagolizozom

La scurt timp după formarea fagosomului, are loc depolimerizarea F-actinei, care este inițial asociată cu fagozomul. Membrana acestei celule devine accesibilă endosomilor timpurii.

Apoi, fagosomul se deplasează de-a lungul microtubulilor citoscheletului, în timp ce trece printr-o serie de evenimente de fuziune și fisiune, implicând diferite proteine precum anexine și GTPazele rap7, rap5 și rap1.

Aceste evenimente fac ca membrana fagozomului și conținutul acesteia să se maturizeze și să poată fuziona cu endosomi tardivi și mai târziu cu lizozomi pentru a forma fagolizozomul.

Viteza la care fuzomul și lizozomul fuzionează depind de natura particulei ingerate, dar în general durează 30 de minute pentru a face acest lucru. Această fuziune nu necesită neapărat ca membranele să se alăture complet pentru formarea fagolizozomului.

În unele cazuri, joncțiunea dintre fagosom și lizozom se realizează prin poduri apoase înguste. Aceste poduri permit schimbul limitat al conținutului ambelor structuri.

Corp rezidual

Odată ce s-a produs hidroliza particulei sau a microorganismului, moleculele rezultate vor fi eliberate în citosolul celulei, iar materialul rezidual va rămâne conținut în interiorul veziculei, care devine un corp rezidual.

Ulterior, acest material rezidual va fi eliberat în afara celulei printr-o procedură numită exocitoză.

Caracteristici

Eliminarea agenților patogeni

Fagosomii cunoscuți sub denumirea de macrofage și neutrofile sunt numiți fagocite profesionale și sunt celulele responsabile pentru cea mai mare parte a captării și eliminării agenților patogeni. Aceste două tipuri de celule au metode diferite de descompunere a bacteriilor.

Neutrofilele produc oxigen toxic, precum și derivați de clor pentru a ucide bacteriile, precum și folosesc proteaze și peptide antimicrobiene. Macrofagele, din partea lor, depind mai mult de acidificarea fagolizozomilor, precum și de utilizarea enzimelor proteolitice și glicolitice pentru a distruge agenții patogeni.

Inflamaţie

Procesul de formare a fagozomului este legat de procesele de inflamație prin molecule de semnalizare comune. PI-3 kinază și fosfolipază C, de exemplu, participă la formarea fagosomilor și sunt, de asemenea, componente importante ale răspunsului imun înnăscut.

Aceste proteine induc producerea de citokine pro-inflamatorii într-un proces strict reglementat și al cărui răspuns inflamator va depinde de tipul de particule care este cuprins în fagoom.

Prezentarea antigenelor

Celulele dendritice imature sunt capabile de fagocitoza elementelor patogene. Fagosomii acestor celule degradează parțial doar agenții patogeni fagocitați.

Ca urmare a acestei degradări parțiale rezultă fragmente de proteine de dimensiuni adecvate pentru recunoașterea specifică a bacteriilor. Aceste fragmente sunt orientate către complexul major de histocompatibilitate și sunt utilizate pentru activarea celulelor T pentru răspuns imun.

Nutriție

Mulți protiști folosesc fagocitoza ca mecanism de alimentare. În unele cazuri, acesta este chiar singurul lor mecanism de obținere a nutrienților. În aceste cazuri, timpul scurs între înglobarea particulelor alimentare și digerarea acestuia în fagosom este mult mai scurt decât cel utilizat de fagocitele profesionale.

Etapele fagocitozei în Amoeba. Preluat și editat din: Miklos.

Eliminarea celulelor

Fagosomii sunt responsabili de eliminarea celulelor vechi și apoptotice ca mecanism pentru realizarea homeostazei tisulare. De exemplu, globulele roșii au una dintre cele mai mari rate ale cifrei de afaceri din organism. Astfel, eritrocitele senescente sunt fagocitate de macrofage localizate în ficat și splină.

Referințe

G. Karp (2008). Biologie celulară și moleculară. Concepte și experimente. Ediția a V-a. John Wiley & Sons, Inc.
SL Wolfe (1977). Biologie celulara. Ediciones Omega, SA
O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2003). Fagocitoza: mecanisme și consecințe. Prima parte. Biochimie.
O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2004). Fagocitoza: mecanisme și consecințe. A doua parte. Biochimie.
O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2004). Fagocitoza: mecanisme și consecințe. A treia parte. Biochimie.
Fagozom. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wilipedia.org
Fagosom: Ce este? Formarea, structura, funcția, procesul de maturare și manipularea bacteriană. Recuperat de la arribasalud.com

FAGOSOM: CARACTERISTICI, FORMARE ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025