PHAGOSOME: KENMERKEN, VORMING EN FUNCTIES - BIOLOGIE - 2026

Een fagosoom, ook bekend als een endocytisch blaasje, is een blaasje dat wordt gevormd als een invaginatie van het plasmamembraan om een ​​fagocytisch deeltje of micro-organisme te omvatten. Fagocytose is de enige voedingsmethode voor sommige protisten en wordt ook voor dit doel gebruikt door sommige lagere metazoanen.

Bij de meeste dieren blijft de fagocytische functie van sommige cellen echter behouden, maar ze hebben geen voedingsfunctie meer om een ​​niet-specifiek beschermingsmechanisme te worden tegen pathogenen, evenals voor de eliminatie van dode of verouderde cellen.

Basisillustratie van fagocytose. Genomen en bewerkt uit: GrahamColm op Engelse Wikipedia.

Het fagosoom, gevormd tijdens fagocytose, zal dan samensmelten met een lysosoom, waardoor een fagolysosoom ontstaat. Hierbij vindt de vertering van het ingenomen materiaal plaats. Op deze manier kan het lichaam bacteriën vangen en doden. Sommige van deze zijn echter in staat om te overleven en zelfs te gedijen binnen phagosomes.

kenmerken

Om fagosomen te vormen, moeten pathogenen of opsoninen binden aan een transmembraanreceptor, die willekeurig wordt verdeeld over het oppervlak van fagocytcellen.

Opsoninen zijn moleculen die dienen als labels, zoals antilichamen, die zich binden aan pathogenen en het proces van fagocytose reguleren.

Omdat het fagosoom wordt gevormd als een invaginatie van het plasmamembraan, zal het membraan dezelfde basissamenstelling hebben als de lipidedubbellaag.

Fagosomen hebben membraangebonden eiwitten om te rekruteren en te versmelten met lysosomen om volwassen fagolysosomen te vormen

Opleiding

Fagocytose is een opeenvolgend proces dat verschillende stadia omvat, zoals: chemotaxis, adhesie, endocytose, vorming van het fagosoom, vorming van het fagolysosoom, verzuring van het fagolysosoom, vorming van reactieve zuurstofmetabolieten, activering van lysosomale hydrolasen, afgifte van het verteerde materiaal, vorming van de restlichaam en tenslotte exocytose.

Endocytose en fagosoom

Endocytose is het mechanisme waarmee deeltjes of micro-organismen van buiten naar binnen cellen gaan. Dit proces kan worden geoptimaliseerd door de opsinisatie van de deeltjes en vindt doorgaans plaats via receptoren die zich in met clathrine beklede gebieden van het membraan bevinden.

Het proces omvat invaginatie van het plasmamembraan, waardoor de fagocytische vacuole ontstaat. De hechting van de deeltjes of micro-organismen aan het membraan veroorzaakt actinepolymerisatie en ook de vorming van pseudopodia. Deze pseudopoden omringen het in te nemen materiaal en smelten erachter.

Tijdens dit proces is de deelname van verschillende eiwitten belangrijk, zoals kinase C, fosfoinositide 3-kinase en fosfolipase C. in de cel.

Phagolysosome

Kort na de vorming van een fagosoom vindt depolymerisatie van F-actine plaats, die aanvankelijk geassocieerd is met het fagosoom. Het membraan van deze cel wordt toegankelijk voor vroege endosomen.

Vervolgens beweegt het fagosoom langs de microtubuli van het cytoskelet, terwijl het een reeks fusie- en splijtingsgebeurtenissen doormaakt, waarbij verschillende eiwitten betrokken zijn, zoals annexinen en de rap7, rap5 en rap1 GTPases.

Deze gebeurtenissen zorgen ervoor dat het fagosoommembraan en de inhoud ervan rijpen en kunnen fuseren met late endosomen en later met lysosomen om het fagolysosoom te vormen.

De snelheid waarmee fagosoom en lysosoom samensmelten, hangt af van de aard van het ingenomen deeltje, maar duurt doorgaans 30 minuten om dit te doen. Die fusie vereist niet noodzakelijk dat de membranen volledig samenkomen om het fagolysosoom te vormen.

In sommige gevallen wordt de verbinding tussen het fagosoom en het lysosoom bereikt via smalle waterige bruggen. Deze bruggen laten slechts een beperkte uitwisseling van de inhoud van beide constructies toe.

Overblijvend lichaam

Zodra de hydrolyse van het deeltje of het micro-organisme heeft plaatsgevonden, komen de resulterende moleculen vrij in het cytosol van de cel en blijft het afvalmateriaal in het blaasje zitten, dat een restlichaam wordt.

Later zal dit afvalmateriaal via een procedure die exocytose wordt genoemd, buiten de cel worden vrijgegeven.

Kenmerken

Uitschakeling van ziekteverwekkers

Fagosomen, bekend als macrofagen en neutrofielen, worden professionele fagocyten genoemd en zijn de cellen die verantwoordelijk zijn voor het grootste deel van het vangen en elimineren van pathogenen. Deze twee soorten cellen hebben verschillende methoden om bacteriën af te breken.

Neutrofielen produceren giftige zuurstof, evenals chloorderivaten om bacteriën te doden, en gebruiken ook proteasen en antimicrobiële peptiden. Macrofagen zijn van hun kant meer afhankelijk van de verzuring van fagolysosomen, evenals het gebruik van proteolytische en glycolytische enzymen om pathogenen te vernietigen.

Ontsteking

Het fagosoomvormingsproces is gerelateerd aan ontstekingsprocessen via gemeenschappelijke signaalmoleculen. PI-3-kinase en fosfolipase C nemen bijvoorbeeld deel aan de vorming van fagosomen en zijn ook belangrijke componenten van de aangeboren immuunrespons.

Deze eiwitten induceren de productie van pro-inflammatoire cytokines in een strikt gereguleerd proces waarvan de ontstekingsreactie zal afhangen van het type deeltje dat in het fagosoom aanwezig is.

Presentatie van antigenen

Onrijpe dendritische cellen zijn in staat tot fagocytose van pathogene elementen. De fagosomen van deze cellen breken de gefagocyteerde pathogenen slechts gedeeltelijk af.

Als resultaat van deze gedeeltelijke afbraak, resulteren eiwitfragmenten van voldoende grootte voor specifieke bacteriële herkenning. Deze fragmenten zijn gericht op het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex en worden gebruikt om T-cellen te activeren voor immuunrespons.

Voeding

Veel protisten gebruiken fagocytose als voedingsmechanisme. In sommige gevallen is dit zelfs hun enige mechanisme om voedingsstoffen binnen te krijgen. In deze gevallen is de tijd die verstrijkt tussen het verzwelgen van het voedseldeeltje en het verteren ervan in het fagosoom veel korter dan die wordt gebruikt door professionele fagocyten.

De stadia van fagocytose in Amoeba. Genomen en bewerkt uit: Miklos.

Cel eliminatie

Fagosomen zijn verantwoordelijk voor de eliminatie van oude en apoptotische cellen als een mechanisme om weefselhomeostase te bereiken. Rode bloedcellen hebben bijvoorbeeld een van de hoogste omzettingssnelheden in het lichaam. Zo worden verouderde erytrocyten gefagocyteerd door macrofagen in de lever en milt.

Referenties

1. G. Karp (2008). Cel- en moleculaire biologie. Concepten en experimenten. 5e editie. John Wiley & Sons, Inc.
2. SL Wolfe (1977). Cellenbiologie. Ediciones Omega, SA
3. O. Rojas-Espinosa en P. Arce-Paredes (2003). Fagocytose: mechanismen en gevolgen. Eerste deel. Biochemie.
4. O. Rojas-Espinosa en P. Arce-Paredes (2004). Fagocytose: mechanismen en gevolgen. Tweede deel. Biochemie.
5. O. Rojas-Espinosa en P. Arce-Paredes (2004). Fagocytose: mechanismen en gevolgen. Derde deel. Biochemie.
6. Phagosome. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wilipedia.org
7. Phagosome: wat is het? Vorming, structuur, functie, rijpingsproces en bacteriële manipulatie. Opgehaald van arribasalud.com