Под фагоцитозом понимают поглощение клеткой частиц размером более 0,5 мкм. Как уже отмечалось, явление фагоцитоза было открыто И.И. Мечниковым (1882). Он показал фундаментальную роль фагоцитоза как способа питания одноклеточных организмов, эволюционировавшую у многоклеточных в механизм защиты от чужеродных агентов. В настоящее время роль фагоцитоза в организме многоклеточных рассматривают еще шире: показано его участие в морфогенезе, элиминации клеток, погибающих по механизму апоптоза и т.д.
Традиционно выделяют 8 стадий фагоцитоза (табл. 2.16, рис. 2.25):
- приближение к объекту фагоцитоза в результате хемотаксиса;
- адгезия;
- активация мембраны;
- погружение;
- образование фагосомы;
- слияние фагосомы и лизосомы;
- киллинг и расщепление объектов фагоцитоза;
- выброс продуктов деградации.
Таблица 2.16. Стадии фагоцитоза
|
Стадия |
Событие |
Факторы клетки-мишени |
Факторы фагоцита |
|
Хемотаксис |
Направленное движение фагоцита к объекту |
Хемотаксины: бактериальные, С5а, С3а, хемокины, лейкотриены и др. |
Рецепторы хемотак- сических факторов, цитоскелет |
|
Адгезия |
Установление контакта (прилипание фагоцита к объекту) |
Опсонины (антитела, C3b, фибронектин), молекулы адгезии |
Молекулы адгезии (интегрины и др.), рецепторы (FcyR, C3R и др.) |
|
Активация мембраны |
Подготовка к поглощению |
Интегрины, опсонины, защитные факторы микроорганизмов |
Белки G, Ca2+, сигнальные факторы, киназы, цитоскелет |
|
Погружение |
Обволакивание объекта |
Защитные факторы, препятствующие фагоцитозу |
Цитоскелет (микро- филаменты) |
|
Образование фагосомы |
Замыкание мембраны и погружение |
Не установлены |
Цитоскелет (микротрубочки, микрофи- ламенты), мембрана |
|
Образование фаголизосо мы |
Слияние фагосомы и лизосомы |
Блокирующие агенты (подавляют слияние) |
То же |
|
Киллинг и переваривание |
Гибель объекта и его переваривание |
Факторы устойчивости |
O2- и NO-зависимые факторы, катионные белки, пептиды, ферменты, закисление |
|
Выброс продуктов деградации |
Выброс содержимого фаголизосомы из клетки |
Не установлены |
Цитоскелет, мембрана |
Рис. 2.25. Стадии фагоцитоза: 1 — хемотаксис; 2 — адгезия; 3 — активация мембраны; 4 — погружение; 5 — образование фагосомы; 6 — слияние фагосомы и лизосомы; 7 — киллинг и расщепление; 8 — выброс продуктов деградации
Хемотаксис фагоцитов рассмотрен нами выше, поскольку он связан с процессом эмиграции лейкоцитов из кровяного русла. Хемотаксис служит обязательной предпосылкой миграции, независимо от исходного положения фагоцита (в кровотоке, в очаге воспаления и т.д.). Хемотаксис можно рассматривать как дистантное взаимодействие фагоцита и его объекта. Благодаря предшествовавшему хемотаксису к началу фагоцитоза клетка оказывается поляризованной: нити цитоскелета и органеллы ориентированы в направлении источника хемотаксических сигналов (обычно — объекта фагоцитоза), а мембранные молекулы, необходимые для осуществления фагоцитоза, локализованы на полюсе клетки, обращенном к мишени.
Рассмотрим фагоцитоз с этапа адгезии, на котором клетки-участники фагоцитарного процесса взаимодействуют физически. В традиционный перечень стадий фагоцитоза внесены некоторые изменения, соответствующие современному пониманию молекулярных основ процесса фагоцитоза.