Các phagolysosome là một ngăn di động mà kết quả từ sự hợp nhất của một thể thực bào với một lysosome, trong sự vắng mặt của autophagy; mặc dù phagosome cũng có thể hợp nhất với endosome, trước khi hợp nhất với lysosome.
Thực bào là một ngăn được bao quanh bởi một lớp màng đơn, được hình thành do quá trình thực bào. Phagosome mới được hình thành trải qua một quá trình gọi là trưởng thành, bao gồm sự hợp nhất của nó với lysosome. Hiện tượng này tạo ra một phagolysosome trưởng thành, bên trong có tính axit và thủy phân cao.
Nguồn: GrahamColm tại Wikipedia tiếng Anh
Các tế bào chuyên thực bào, như đại thực bào và bạch cầu trung tính, tiêu diệt mầm bệnh xâm nhập vào tế bào và tiết ra các cytokine gây viêm. Những ví dụ này nêu bật tầm quan trọng của các phagolysosome.
nét đặc trưng
Các phagolysosome được đặc trưng bởi những điều sau:
- Chúng có độ pH axit (khoảng pH 5). Tương tự như lysosome và Internalomes, pH được điều chỉnh thông qua phức hợp bơm proton ATPase-V. Độ pH có tính axit tạo ra một môi trường không thuận lợi cho các mầm bệnh, tạo điều kiện cho quá trình khử superoxide và là độ pH tối ưu cho các enzym thủy phân.
Độ pH trong các phagolysosome đã được xác định bằng các phương pháp khác nhau. Một trong số đó là sử dụng thuốc nhuộm như acridine da cam, có độ huỳnh quang phụ thuộc vào độ pH.
- Hoạt tính thủy phân cao của các enzym phân giải protein (cathepsin), lipid và đường (beta-galactosidase). Ví dụ, trong đại thực bào, lysozyme giúp phân hủy xương sống peptidoglycan của vi khuẩn.
Một phương pháp phát hiện hoạt động của enzym bao gồm các hạt nhãn, chúng sẽ bị thực bào, với cơ chất thay đổi tính chất huỳnh quang của chúng sau khi xúc tác. Phương pháp này được sử dụng để đo các gốc tự do oxy (ROS).
- Sự bùng nổ của hoạt tính superoxide. NADPH oxidase tham gia vào quá trình hình thành các gốc superoxide (O 2 • - ), được chuyển hóa thành hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) bởi superoxide dismutase.
Ngoài ra, superoxide kết hợp với oxit nitric và tạo thành peroxynitrit, có hoạt tính kháng khuẩn.
Tạo sinh
Tế bào động vật có vú sở hữu một số lượng lớn các loại tế bào thực hiện quá trình thực bào. Quá trình này bắt đầu với sự tương tác của phối tử trên bề mặt của thụ thể. Phối tử có thể là vi khuẩn hoặc tế bào apoptotic. Thụ thể liên kết với phối tử được hình thành bên trong dưới dạng một túi, được gọi là phagosome.
Quá trình nội hóa đòi hỏi hoạt hóa kinase và thay đổi chuyển hóa phospholipid, trong số các sự kiện khác. Tuy nhiên, phagosome không làm suy giảm phối tử. Khả năng tăng cường hoạt động của dung dịch đối với phagosome phụ thuộc vào sự tương tác của nó với lysosome.
Bằng chứng thực nghiệm chỉ ra rằng các phasome mới được hình thành, được gọi là các phasome sơ khai, tương tác ưu tiên với các intrasome. Các phasome thể hiện các tín hiệu kích hoạt và hướng dẫn sự dung hợp của chúng với các yếu tố của con đường nội bào.
Bằng chứng cho điều này là các thể thực bào ban đầu chứa các thành phần của màng sinh chất và các protein điển hình của các thể nội bào tử, chẳng hạn như các thụ thể transferrin (TfRs), EEA1, Rab5, Rab 7.
Sự hợp nhất của các phasome đầu tiên với các liysomes có thể được xác nhận bởi thành phần protein của chúng. Trong trường hợp này, các phagolysome có các protein LAMP và cathepsin D.
Việc điều hòa quá trình trưởng thành của phagosome rất phức tạp và phụ thuộc vào protein trao đổi nucleotide guanine (GEF), protein thủy phân GTP (GAP), trong số các tác nhân khác.
Đặc trưng
Các tế bào thực bào, hoặc các tế bào làm thực bào, được phân loại là thực bào có năng lực thực bào thấp (không chuyên nghiệp), trung bình (bán chuyên nghiệp) và cao (chuyên nghiệp). Bạch cầu trung tính và đại thực bào là những tế bào thực bào chuyên nghiệp của hệ thống miễn dịch.
Các tế bào thực bào này có nhiệm vụ bẫy và tiêu diệt các tế bào vật chủ apoptotic, các hạt gây ô nhiễm và các sinh vật có khả năng gây bệnh.
Bạch cầu trung tính và đại thực bào tiêu diệt các vi khuẩn bị thực bào. Quá trình tiêu diệt vi sinh vật được thực hiện theo một trình tự các bước như sau:
- Kích hoạt các enzym phân giải protein, chẳng hạn như elastase. Enzyme cuối cùng này là một serine protease, tham gia vào quá trình tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn. Một loại protein khác có liên quan là cathepsin G.
- Kích hoạt hệ thống oxydase thực bào, là một loại enzyme đa phân tử được tìm thấy trong màng thực bào. Phagocyte oxidase được cảm ứng và kích hoạt bởi các kích thích, chẳng hạn như tín hiệu IFN-gamma và TLR. Enzyme này làm giảm ROS bằng cách sử dụng NADPH làm chất nền cho điện tử.
- Đại thực bào sản xuất oxit nitric thông qua quá trình tổng hợp oxit nitric cảm ứng. Enzyme này xúc tác quá trình chuyển đổi arginine thành citrulline và nitric oxide, phản ứng với superoxide để tạo thành peroxynitrile, một chất độc mạnh giết chết vi khuẩn.
Bệnh tật
Ngày càng có nhiều quan tâm đến việc nghiên cứu các bệnh di truyền liên quan đến các khiếm khuyết trong quá trình thực bào. Ngoài mối quan tâm này, người ta còn lo ngại về khả năng kháng kháng sinh ở vi khuẩn, vốn có cách ngăn chặn cái chết trong tế bào thực bào.
Do đó, việc nghiên cứu hệ thống miễn dịch và sự tương tác của nó với các vi sinh vật gây bệnh sẽ cho phép phát triển các chiến lược kháng khuẩn mới.
Bệnh u hạt mãn tính
Bệnh u hạt mãn tính (CGD) là do tình trạng suy giảm miễn dịch khiến bệnh nhân thường xuyên bị nhiễm trùng, do vi khuẩn và nấm gây ra. Các vi khuẩn phổ biến nhất là Staphylococcus aureus, và các loài thuộc các chi Aspergillus, Klebsiella và Salmonella.
Các triệu chứng
Bệnh nhân CGD có tình trạng viêm, đặc trưng bởi sự hiện diện của u hạt, viêm đại tràng, viêm khớp không nhiễm trùng, viêm tủy xương, và tiếp cận hậu môn trực tràng, trong số các triệu chứng khác.
Viêm là do sự thiếu hụt trong cơ chế tự bảo vệ cơ thể chống lại vi khuẩn. Do đó, IL-1beta được giải phóng và tế bào T điều hòa kém.
CGD xảy ra do sự thiếu hụt enzym NADPH oxidase trong bạch cầu. NADPH oxidase có năm thành phần (gp91, p22, p47, p67 và p40). Đột biến phổ biến nhất là ở gen CYBB, mã cho gp91.
Một đột biến ít thường xuyên hơn xảy ra ở gen NCF1, mã cho p47 và đột biến hiếm nhất xảy ra ở gen NCF2, mã cho p67.
Sự đối xử
Bệnh thường được điều trị bằng thuốc kháng sinh và thuốc kháng nấm. Điều trị chống lại vi khuẩn gram âm bao gồm sự kết hợp của ceftazidime và carbapene. Trong khi nấm được điều trị bằng triazoles uống, chẳng hạn như itraconazole và posaconazole.
Trong thời kỳ không bị nhiễm trùng, nên sử dụng trimethopin-sulfamethoxazole cùng với thuốc kháng nấm như itraconazole.
Người giới thiệu
- Abbas, AK, Lichtman, AH và Pillai, S. 2007. Miễn dịch tế bào và phân tử. Saunders Elsevier, Hoa Kỳ.
- Kinchen, JK & Ravichandran, KS 2008. Sự trưởng thành của phagosome: trải qua thử nghiệm axit. Ôn tập tự nhiên Sinh học tế bào phân tử, 9: 781–795.
- Klionsky, DJ, Eskelinen, EL, Deretic, V. 2014. Autophagosomes, phagosomes, autolysosome, phagolysosome, autophagolysosome… Chờ đã, tôi bối rối. Autophagy, 10: 549–551.
- Roos, D. 2016. Bệnh u hạt mãn tính. Bản tin Y tế Anh, 118: 53–66.
- Russell, D., Glennie, S., Mwandumba, H., Heyderman, R. 2009. Đại thực bào di chuyển trên phagosome của nó: các xét nghiệm động về chức năng của phagosome. Miễn dịch học Đánh giá Tự nhiên, 9: 594–600.
Vieira, OV, Botelho, RJ Grinstein, S. 2002. Trưởng thành phagosome: già đi một cách duyên dáng. Tạp chí Hóa sinh, 366: 689-704.