THỰC BÀO: CÁC GIAI ĐOẠN VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Thực bào là quá trình tế bào "bắt" các phân tử và các chất khác nhau từ môi trường xung quanh do sự hình thành của màng sinh chất, tạo thành các túi nội bào được gọi là nội bào. Quá trình thực bào, cùng với quá trình phân bào và tế bào nội bào qua trung gian thụ thể, tạo ra ba loại nội bào

Pinocytosis liên quan đến việc ăn chất lỏng và các phân tử nhỏ, trong khi nội bào qua trung gian thụ thể liên quan đến sự liên kết của các phân tử cụ thể với các protein thụ thể màng. Thực bào được coi là một dạng thức ăn, vì nó liên quan đến việc tiêu hóa các phân tử lớn, các tế bào khác hoặc "mảnh vụn" từ các tế bào khác.

Sự thực bào của vi khuẩn (Nguồn: GrahamColm tại Wikipedia tiếng Anh qua Wikimedia Commons)

Trong các sinh vật đa bào như thực vật, động vật và nấm, không phải tất cả các tế bào đều có khả năng hấp thụ các yếu tố bên ngoài, có nghĩa là có một số tế bào chuyên biệt cho mục đích này, được gọi là "tế bào thực bào".

Các tế bào thực bào được phân bố khắp các mô của cơ thể và thực hiện các chức năng khác nhau. Đại thực bào là một ví dụ điển hình về các tế bào thực bào thuộc hệ miễn dịch, có chức năng bảo vệ chúng ta khỏi các vi sinh vật xâm nhập vào cơ thể.

Thực bào / Ảnh được phục hồi sau quá trình thực bào77.blogspot.com

Quá trình thực bào sẽ không có ý nghĩa trong tế bào nhân thực nếu không có sự tồn tại của một loại bào quan nội bào gọi là lysosome, vì ở đó các chất dinh dưỡng từ vật liệu mà tế bào thực bào được “xử lý” hoặc “tiêu hóa”.

Thực bào còn được gọi là "heterophagy" (ăn các hợp chất ngoại bào), vì nó khác với "autophagy", là quá trình bình thường diễn ra trong lysosome của hầu như tất cả các tế bào nhân thực.

Các giai đoạn

Một khi vi rút bị đại thực bào (1-3) nhấn chìm, nó sẽ phá vỡ nó thành nhiều mảnh bằng các enzym lysosome (4,5), sau đó được giải phóng khỏi tế bào dưới dạng chất thải vô hại (6). Ảnh lấy từ: askabiologist.asu.edu.

Ở các sinh vật nhân thực bậc cao, các tế bào thực bào chủ yếu có nguồn gốc từ một tiền chất chung có nguồn gốc trong tủy xương. Những tế bào này được gọi là "bạch cầu" và là bạch cầu đa nhân trung tính (bạch cầu trung tính), bạch cầu đơn nhân và đại thực bào.

Quá trình thực bào có thể được phân tích như một loạt các bước hoặc các giai đoạn tuần tự, bao gồm (1) nhận biết vật chất được thực bào, (2) trong quá trình hình thành phagosome, là một loại túi nội bào, và (3) ) trong sự hình thành phagolysosome, một sự kiện kết thúc bằng "tiêu hóa".

Giai đoạn nhận biết

Thực bào không phải là một quá trình đơn giản. Trong số nhiều thứ khác, nó liên quan đến việc nhận biết các tín hiệu cụ thể và liên kết của các hạt hoặc sinh vật với các thụ thể cụ thể nằm ở mặt ngoài của màng sinh chất của tế bào thực bào.

Quá trình ban đầu này có thể được coi là một loại "trung hòa", đặc biệt là khi xảy ra quá trình thực bào qua trung gian của một số tế bào của hệ thống miễn dịch, có nhiệm vụ loại bỏ các tế bào xâm nhập.

Do đó, bề mặt màng sinh chất của các tế bào thực bào (hoặc của các sinh vật đơn bào thực bào) được ban tặng một pin các thụ thể có khả năng nhận biết các phân tử cụ thể (phối tử) được tìm thấy trên bề mặt của các tế bào xâm nhập hoặc đó là đặc trưng của các hạt thức ăn.

Các thụ thể này, thường là các protein màng tích hợp với các phần mở rộng ngoại bào, liên kết với các phối tử của chúng, kích hoạt một loạt các sự kiện truyền tín hiệu bên trong gửi một thông điệp được dịch là "có thức ăn bên ngoài".

Giai đoạn hình thành phagosome

Một khi tế bào đang hấp thụ một hạt thức ăn hoặc tế bào “ngoại lai” khác nhận được thông điệp được gửi từ bề mặt, thì sự xâm nhập xảy ra trong màng sinh chất, có nghĩa là tế bào “nhấn chìm” vật chất cần thực bào, bao quanh nó bằng màng của chính nó. .

Ở giai đoạn này, người ta quan sát thấy màng này lan rộng như thế nào trên tế bào khác và phần mở rộng này đôi khi được gọi là "pseudopod". Khi các đầu của giả kết lại với nhau, bao bọc phần tử ngoại lai, một "túi" bên trong được gọi là các dạng phagosome.

Giai đoạn hình thành và tiêu hóa phagolysosome

Các thực bào có chứa các yếu tố được thực bào là các túi nội bào được bao phủ bởi một lớp màng. Chúng có khả năng kết hợp với các bào quan nội bào khác: lysosome.

Sự hợp nhất giữa các thực bào và lysosome làm phát sinh các phagolysosome , tương ứng với các bào quan hợp chất, nơi diễn ra quá trình "tiêu hóa" hoặc "phân hủy" các hợp chất được thực bào (có thể là toàn bộ tế bào, các bộ phận của chúng hoặc các phân tử ngoại bào khác).

Vì lysosome là bào quan chịu trách nhiệm phân hủy vật liệu nội bào bị thiếu hụt hoặc chất thải, chúng được tạo ra từ các enzym thủy phân và phân giải protein khác nhau giúp chúng có khả năng phân hủy (thành các mảnh nhỏ hơn) các phần tử chứa trong các phasome mà chúng. hợp nhất.

Vật chất sinh ra từ quá trình thoái hóa phagolysosome này có thể được loại bỏ dứt điểm như là chất thải từ các tế bào thực bào hoặc nó có thể được sử dụng như một “khối xây dựng” để tổng hợp các hợp chất nội bào mới.

Đặc trưng

Quá trình thực bào có nhiều chức năng quan trọng ở sinh vật nhân thực. Ví dụ, ở động vật nguyên sinh và các sinh vật đơn bào khác, quá trình này rất cần thiết cho dinh dưỡng, vì hầu hết thức ăn được tiêu hóa theo cách này.

Thực bào ở amip (Nguồn: Miklos qua Wikimedia Commons)

Mặt khác, ở nhiều sinh vật đa bào, quá trình thực bào là cần thiết để bảo vệ đặc hiệu và không đặc hiệu, nghĩa là đối với miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng.

Nó có chức năng chính trong việc "tiêu diệt" các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập như vi khuẩn, ký sinh trùng, v.v. và cũng tham gia vào việc thiết lập lại các điều kiện bình thường ở các vị trí đã xảy ra nhiễm trùng hoặc viêm, nghĩa là, điều quan trọng là sửa chữa vết thương.

Cũng trong bối cảnh miễn dịch học, hiện tượng thực bào rất cần thiết cho quá trình trình diện kháng nguyên và hoạt hóa các tế bào lympho cụ thể của hệ miễn dịch (tế bào B và tế bào T), tham gia vào quá trình bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân ngoại lai hoặc ngoại lai.

Quá trình thực bào cũng liên quan đến việc loại bỏ và "tái chế" các tế bào trong cơ thể trải qua các sự kiện apoptotic, để các thành phần của chúng có thể được tái sử dụng hoặc hướng đến sự hình thành các phân tử hoặc bào quan nội bào mới.

Một thực tế đáng ngạc nhiên là các đại thực bào trong cơ thể con người chịu trách nhiệm tiêu thụ hàng ngày hơn 100 triệu hồng cầu bị hao mòn hoặc hoạt động sai trong dòng máu.

Các tế bào của hệ thống miễn dịch thực hiện quá trình thực bào

Các tế bào của hệ thống miễn dịch thực hiện quá trình thực bào cũng có thể sử dụng nhiều cơ chế để tiêu diệt mầm bệnh, chẳng hạn như:

Các gốc oxy

Chúng là những phân tử có phản ứng cao, phản ứng với protein, lipid và các phân tử sinh học khác. Trong quá trình căng thẳng sinh lý, lượng gốc oxy trong tế bào có thể tăng đột ngột, gây ra stress oxy hóa, có thể phá hủy cấu trúc tế bào.

Oxit nitric

Nó là một chất phản ứng, tương tự như các gốc oxy, phản ứng với superoxide để tạo ra các phân tử khác làm hỏng các phân tử sinh học khác nhau.

Protein kháng khuẩn

Chúng là những protein đặc biệt gây hại hoặc tiêu diệt vi khuẩn. Ví dụ về protein kháng vi sinh vật bao gồm protease, tiêu diệt các vi khuẩn khác nhau bằng cách phá hủy các protein thiết yếu và lysozyme, tấn công thành tế bào của vi khuẩn gram dương.

Các peptide kháng khuẩn

Các peptide kháng khuẩn tương tự như các protein kháng khuẩn ở chỗ chúng tấn công và tiêu diệt vi khuẩn. Một số peptide kháng khuẩn, chẳng hạn như defensins, tấn công màng tế bào vi khuẩn.

Protein liên kết

Các protein liên kết thường đóng vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh vì chúng liên kết cạnh tranh với các protein hoặc ion có lợi cho sự nhân lên của vi khuẩn hoặc virus.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Sinh học Tế bào cần thiết. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Brown, E. (1995). Thực bào. BioEssays, 17 (2), 109-117.
3. Garrett, WS, & Mellman, I. (2001). Các nghiên cứu về quá trình sinh nội bào. Trong Tế bào đuôi gai (Thứ hai, trang 213-cp1). Báo chí Học thuật.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Sinh học tế bào phân tử (xuất bản lần thứ 5). Freeman, WH & Công ty.
5. Platt, N., & Fineran, P. (2015). Đo hoạt động thực bào của tế bào. Các phương pháp trong sinh học tế bào, 126, 287-304.
6. Rosales, C., & Uribe-Querol, E. (2017). Thực bào: Một quá trình cơ bản trong miễn dịch. BioMed Research International, 1–18.
7. Sbarra, AJ và Karnovskyi, ML (1959). Cơ sở sinh hóa của quá trình thực bào. Tạp chí Hóa học Sinh học, 234 (6), 1355-1362.
8. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Sinh học (xuất bản lần thứ 5). Philadelphia, Pennsylvania: Nhà xuất bản Cao đẳng Saunders.
9. Stuart, LM, & Ezekowitz, RAB (2005). Thực bào: Sự phức tạp tao nhã. Miễn dịch, 22 (5), 539–550.