吞噬作用
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-05-05
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-05-05
吞噬作用是一种内吞作用，细胞吞噬内部隔室（吞噬体）中的颗粒。细胞重新排列其膜以包围并内化目标颗粒。
吞噬作用是检测和去除潜在致病物质的主要机制。吞噬细胞还具有溶酶体，溶酶体是含有水解酶的膜结合细胞器。它们与吞噬体融合并将其货物释放到吞噬体中，降解任何内化的颗粒。
本文将回顾吞噬作用的过程，重点介绍免疫系统中的初级吞噬细胞，并讨论吞噬作用的临床意义。
免疫系统的吞噬细胞
许多细胞都具有吞噬作用，但一些免疫细胞专门承担此作用：
- 中性粒细胞在血液中含量丰富，在急性炎症中至关重要，因为它们是第一个到达感染部位的免疫细胞。
- 巨噬细胞是组织驻留细胞，充当初始防御机制并用于激活适应性免疫反应。
- 树突状细胞——它们在血流、组织和淋巴器官中循环，对潜在的病原体进行采样，并充当先天性免疫系统和适应性免疫系统之间的主要纽带。
有关吞噬细胞的更多信息可以在这里找到。
吞噬作用的阶段
激活
静止的吞噬细胞被炎症介质（例如细菌蛋白、荚膜、肽聚糖、前列腺素、补体蛋白）激活。因此，它们获得离开毛细血管、进入组织并向感染部位移动（趋化性）的能力。
吞噬作用需要能量，因为它通常涉及细胞骨架的重新排列（形成伪足和吞噬体）和更高水平的蛋白质产生。这些过程需要钙和钠电流，因此会导致细胞肿胀。
吞噬细胞还产生模式识别受体（PRR），其识别并结合病原体相关分子模式（PAMP）。 PAMP 是病原体的组成部分，可以包括肽聚糖和脂多糖 (LPS) 等分子。
趋化性
趋化性是吞噬细胞朝向化学引诱剂（趋化素）的定向运动。趋化素包括细菌产物（例如内毒素）、受损组织、补体蛋白（C3a、C4a、C5a）和白细胞产生的化学物质（白三烯）。趋化素既能激活吞噬细胞，又能将它们吸引到靶位点以介导其作用。
图 1 – 显示趋化因子浓度梯度如何影响趋化方向的图表。
边缘、滚动和附着力
在边缘化中，白细胞在血管中处于边缘位置。它们间歇性地粘附在小静脉壁上并沿着它们滚动，直到它们牢固地附着在血管壁上（粘附）。此时，他们开始离开船只。
图 2 – 电子显微照片显示急性炎症中中性粒细胞的边缘化。
血透
这是指白细胞从小静脉中“挖掘”出来的过程。白细胞产生胶原酶，它消化附着点的基底膜，使它们逃脱。
识别附件
有增强型和非增强型两种类型的依恋。未增强的附着是指吞噬细胞通过其 PRR 识别目标位点的非特异性 PAMP。另一方面，增强的依恋更加具体和高效。在增强附着中，吞噬细胞使用抗体分子 (IgG) 或补体蛋白（C3b、C4b）将自身附着到微生物上。
吞噬作用
附着后，吞噬细胞将微生物内化到吞噬体中。然后吞噬体与溶酶体融合形成吞噬溶酶体。溶酶体含有消化酶，可以破坏内化物质。
病原体杀灭可以通过以下两种方式之一进行：
- 氧依赖性途径（氧化爆发）涉及活性氧（ROS）的产生，例如超氧自由基和过氧化氢。这些高活性自由基分子与蛋白质、脂质和其他生物分子发生反应，杀死病原体。
超氧自由基通过 NADPH 氧化酶形成。之后，另一种酶——超氧化物歧化酶——将这些物质转化为过氧化氢。
超氧自由基还可以与过氧化氢反应形成强大的羟基自由基，有助于杀死入侵的病原体。
- 不依赖氧的途径涉及通过溶酶体酶（例如蛋白酶、磷脂酶、核酸酶和溶菌酶）破坏病原体。这些酶主要通过分解细胞膜来帮助杀死病原体。然而，与氧依赖性途径相比，这是一种不太有效的机制。
图 3 – 吞噬过程总结图。
临床相关性 - 慢性肉芽肿病 (CGD)
这是一组由NADPH 氧化酶缺乏引起的遗传性疾病。 NADPH 氧化酶是产生活性氧，特别是超氧自由基所需的关键酶。
这会导致吞噬作用无效，因为患者无法通过氧依赖性途径（氧化爆发）杀死病原体。这会导致许多器官出现慢性炎症和肉芽肿形成，以及持续感染。
患者通常患有反复肺炎发作、皮肤脓肿、关节炎、蜂窝织炎和骨髓炎。诊断通常发生在儿童时期。
治疗是通过抗生素治疗和免疫调节。