Φαγοκυττάρωση

Η Φαγοκυττάρωση (Phagocytosis) αποτελεί τον κυριότερο κυτταρικό μεσολαβητή της φυσικής ανοσίας για διάσπαση των φαγοκυτταροθέντων ουσιών σε αμινοξέα, σάκχαρα ή και άλλα συστατικά. Αποτέλεσμα αυτής της λειτουργίας των φαγοκυττάρων είναι η απομάκρυνση των βακτηρίων και των παρασίτων από την κυκλοφορία. Πραγματοποιείται από φαγοκύτταρα που αποτελούν μια κατηγορία λευκών αιμοσφαιρίων και διακρίνονται στα ουδετερόφιλα και στα μονοκύτταρα. Τα φαγοκύτταρα διαθέτουν πλήθος υποδοχέων στην επιφάνεια τους για την πρόσδεση με τις διάφορες ουσίες. Τέτοιοι υποδοχείς είναι οι οψωνικοί, οι αποπτωτικοί και οι πρωτεϊνικοί TLR υποδοχείς. Οι οψωνικοί υποδοχείς προσδένονται και φαγοκυτταρώνουν βακτήρια που έχουν επισημανθεί με IgG ανοσοσφαιρίνες. Οι αποπτωτικοί προσδένονται σε διάφορα μόρια στις επιφάνειες βακτηριακών σωματιδίων. Ενώ με την πρόσδεση των μικροβιακών σωματιδίων στους TLR υποδοχείς ενισχύεται η φαγοκυττάρωση και προκαλείται απελευθέρωση ορμονών με αποτέλεσμα την εμφάνιση φλεγμονής.

Ιστορική αναδρομή

Η λέξη φαγοκυττάρωση προέρχεται από τις λέξεις της αρχαίας ελληνικής φαγεῖν (τρώω) και κύτος (κύτταρο). Τα φαγοκύτταρα που επιτελούν την φαγοκυττάρωση παρατηρήθηκαν πρώτη φορά από τον Ρώσσο Ιλία Μέτσνικοφ το 1882 όταν ανακάλυψε πως κάποια εξειδικευμένα κύτταρα δραστηριοποιούνταν σε μικροβιακή λοίμωξη. Για αυτή του την ανακάλυψη του απονεμήθηκε το 1908 βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας και Ιατρικής από κοινού με τον Πάουλ Έρλιχ, για την εργασία του στην ανοσολογία.

Η πορεία της φαγοκυττάρωσης

Τα φαγοκύτταρα έλκονται συγκεκριμένα στις περιοχές που έχουν ιστική βλάβη και αυτό το φαινόμενο ονομάζεται χημειοταξία (Chemotaxis). Χημειοτακτικές ιδιότητες διαθέτουν ορισμένα βακτηριακά προϊόντα, κλάσματα του συμπληρώματος αλλά και προϊόντα αποδόμησης των ιστών. Η φαγοκυττάρωση διευκολύνεται με την καθήλωση στους μικροοργανισμούς ανοσοσφαιρινών ή κλασμάτων του συμπληρώματος και η διαδικασία αυτή ονομάζεται οψωνινοποίηση (Opsonization). Η διαδικασία της φαγοκυττάρωσης γίνεται σε αδρές επιφάνειες και μικρούς χώρους, όπως είναι οι πνευμονικές κυψελίδες. Αντίθετα δεν είναι αποτελεσματική σε λείες και μεγάλες επιφάνειες. Το ξένο σώμα εγκολπώνεται με τη βοήθεια αμοιβαδοειδών κινήσεων, μέσω προεκβολών της κυτταρικής μεμβράνης του φαγοκυττάρου, που δημιουργούνται με συστολή των ινιδίων του κυτταροσκελετού (ενδοκυττάρωση). Το φαγοκυτταρωμένο υλικό περικλείεται στο φαγόσωμα. Στη συνέχεια το φαγόσωμα συντήκεται με τα λυσοσώματα, που αποτελούν οργανίδια του φαγοκυττάρου που περιέχουν τοξικούς παράγοντες. Από τη σύντηξη σχηματίζεται το φαγολυσόσωμα. Στην θανάτωση του μικροοργανισμού συμβάλλουν αρκετοί παράγοντες όπως το α) ανιόν του υπεροξειδίου (O2-), β) το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) και γ) η υδροξυλική ρίζα (OH-). Την τοξική δράση του υπεροξειδίου του υδρογόνου ενισχύει ένα ένζυμο των λυσοσωμάτων, η μυελοϋπεροξειδάση. Τα λυσοσώματα περιέχουν επίσης και άλλα ένζυμα που συμβάλλουν στη θανάτωση των μικροοργανισμών όπως είναι α) η λυσοζύμη, β) οι κατιονικές πρωτεΐνες και γ) η πρωτεΐνη BPI που καταστρέφουν το κυτταρικό τοίχωμα των μικροβίων. Η λακτοφερίνη αποστερεί από τα μικροβιακά κύτταρα το σίδηρο, που είναι απαραίτητος για την ανάπτυξή τους. Το χαμηλό pH ενεργοποιεί τα υδρολυτικά ένζυμα των λυσοσωμάτων, με αποτέλεσμα τη διάσπαση των ξένων σωμάτων και την απελευθέρωση των προϊόντων της αποδόμησης στο περιβάλλον του φαγοκυττάρου. Πολλά νοσήματα (ανοσοανεπάρκειες) μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία της φαγοκυττάρωσης και να καταστήσουν τον οργανισμό ευάλωτο στην ανάπτυξη λοιμώξεων.

Απόπτωση

Μετά απ' την απόπτωση, τα θνήσκοντα κύτταρα πρέπει να παραλαμβάνονται εντός των περιβαλλόντων ιστών από μακροφάγα σε μια διαδικασία που ονομάζεται efferocytosis. Ένα από τα χαρακτηριστικά ενός αποπτωτικού κυττάρου είναι η παρουσίαση μιας ποικιλίας ενδοκυτταρικών μορίων επί της κυτταρικής επιφάνειας, όπως η καλρετικουλίνη, η φωσφατιδυλοσερίνη (από το εσωτερικό στρώμα της μεμβράνης του πλάσματος), η αννεξίνη η Α1 και η οξειδωμένη LDL. Αυτά τα μόρια που αναγνωρίζονται από υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια των μακροφάγων, όπως ο υποδοχέας φωσφατιδυλοσερίνης, οι διαλυτές (ελεύθερες επιπλέοντες) υποδοχείς όπως η θρομβοσπονδίνη 1, η Gas-6, και η MFG-Ε8, τα οποία τα ίδια στη συνέχεια συνδέονται προς άλλους υποδοχείς στην επιφάνεια του μακροφάγου όπως η CD36 και οι άλφα, βήτα-3 ιντεγκρίνες. Τα προβλήματα στη κάθαρση των αποπτωτικών κυττάρων συνδέονται συνήθως με τη μειωμένη φαγοκυττάρωση των μακροφάγων. Η συσσώρευση των αποπτωτικών κυττάρων προκαλεί συχνά αυτοάνοσες διαταραχές και έτσι η φαρμακολογική ενεργοποίηση της φαγοκυττάρωσης είναι απαραίτητη για την θεραπεία ορισμένων μορφών αυτοάνοσων διαταραχών.