5.2.3.Фагоцитоз.

Фагоцитоз - сложный процесс, которым фагоциты (нейтрофилы, макрофаги) выходат в ткань в ткань (хемотаксис), распознают чужеродный материал, заглатывают его, и уничтожает/переваривать. Фагоцитоз основной механизм хозяина для освобождения от инородного материала.

Хемотаксис.

Все лейкоциты подвижны.

хемотаксис - направленное клеточное движение по градиенту концентрации хемоаттрактанта. Хемоаттрактант связывается с рецепторами на мембране активной клетки, стимулируют изменения в цистоскелете, и направляют движение по градиенту концентрации хемоаттрактанта в железу. Лейкоциты мигрируют к точке с самой высокой концентрацией хемоаттрактанта.

Многочисленные стимуляторы хемотаксиса были идентифицированы: это лимфокины, C5a, и токсины и пептиды бактерий.

ПМН выходят из капилляров и входят в ткань процессом, называемым диапедез. ПМН протискивается между эпителиальными клетками, чтобы войти из кровяного русла. Вход ПМН в ткань облегчен порозностью капиляров.

Хемотаксис ответственен, прежде всего, за контакт фагоцита с бактериями в очаге воспаления, это необходимо для начала стадии распознавания.

Распознавание.

Хотя фагоциты будут заглатывать большинство незнакомых антигенов, процесс может быть облегчен, если фагоцит определенно признает частицу как инородную.

Опсонизация - иммуноглобулины (Fab конец молекулы Ig) и/или комплемент (особенно C3b) может связываться с антигеном или инородной частицей. Это называется опсонизация. Другой конец молекулы Ig (Fc часть) после этого может связывать с определенными Fc рецепторами на поверхности фагоцитов, заканчивая процесс распознования. Поэтому, молекула антитела действует как мостик между антигеном и фагоцитом. IgG1 - наиболее распространенное антитело в молоке, но он не эффективен как опсонин для ПМН. IgG2 - эффективный опсонизирующий агент.

Staphylococcus aureus сопротивляется распознованию. Белок на его поверхности связывает Fc часть IgG, предотвращая опсонизацию, и покрывает бактерию с антителами хозяина, после чего бактерия не распознается как чужеродный компонент.

Комплемент, также может связывать с определенными рецепторами на поверхности фагоцита.

IgA продуцируется прежде всего плазмоцитами в молочной железе. Секреторный IgA составлен из двух молекул IgA, что позволяет ему склеивать бактерии, или к непосредственно связывать и нейтрализовать токсины без взаимодействия с ПМН.

Непосредственно фагоцитоз.

Псевдоподии сформированы из складок поверхностной мембраны фагоцитов, обеспечивают заглатывание чужеродного материала. Псевдоподии соединяются в месте образуя внутриклеточную вакуоль содержащую инородное тело. Эта вакуоль называется фагосома.

Во время формирования фагосомы или сразу после ее образования, цитоплазматические лизосомы сливаются с фагосомой и выпускают свое содержимое в фагосомную вакуоль. Которая после этого называется называется фаголизосома. Внутриклеточное убийство бактерий происходит в фаголизосоме.

Процес слияния фагосомы с лизосомой с выпуском компонентов последней называется дегрануляцией. Фагоциты, как предполагают, дегранулируют во время всего фагоцитоза.

Если фагосома полностью не сформировалась прежде, чем лизосомы начинает соединяться с ней, что часто имеет место, то гидролитическое содержимое лизосом, выпущенное в фагосому может также просачиваться из клетки. Многие из повреждений ткани, которое происходит во время воспаления, вызвано этих лизосомальных ферментов и других гидролитических ферментов фагоцитов.

Переваривание и убийство бактерий.

Есть две основные системы для убийства и переваривания фагоцитированого инородного материала: кислородзависимая и кислороднезависимая системы.

Кислородзависимая система.

Параллельно с заглатыванием происходит главный взрыв окислительного метаболизма. Увеличивается потребление кислорода, увеличивается производство перекиси водорода и суперокисного аниона, а также увеличивается окисления глюкозы через гексозо-монофосфатный путь.

Это кончается производством нескольких микробоцидных окислительных агентов в фаголизосомах, включая суперокисный анион, гидроксильный радикал, элементарный кислород, и водородный пероксид.

Они окислят липиды в бактериальных мембранах, вызывая лизис бактерий, и окисляют белки, нарушая тем самым их функции.

Первичный фермент, вовлеченный в катализацию окисления инородных материалов в фагоците миелопероксидаза, который содержится в лизосомах. Также вовлечена суперокисная дисмутаза.

Кислороднезависимая система.

Лизосомы содержат много антимикробных компонентов.

Кислоты сформированые в фагосоме, непосредственно убивают чувствительных к кислоте бактерии, а также обеспечивает кислую окружающую среду для лизосомальных гидролаз (их pH оптимум - ~4.5).

Лактоферрин (LF) - железо-связующий белок поддерживающий свою железо-связывающую способность даже в кислой среде. LF синтезируется в секреторных эпителиальных клетках, он найден в молоке, а также во вторичных гранулах ПМН. Он связывает железо, необходимое для роста колиформных бактерий. LF не действует при цитратах. Цитраты связывают железо и делает его доступным для бактерий. Во время мастита концентрация цитратов низка. LF деятельность увеличена карбонатами, количество которых во время мастита увеличено.

Во время фагоцитоза вторичные гранулы мигрируют к мембране клетки и выпускают лактоферрин с ее внешней стороны. Лактоферрин связывает железо и затем снова усваивается клеткой. Лактоферрин увеличивает адгизивность ПМН, сохраняя их в воспаленном участке. Lf играет роль в нормальном функционировании лимфоцитов, ПМН и макрофагов.

Гидролитические ферменты, найденные в гранулах ПМН – лизоцим, глюкозидаза.

Катионоактивные белки, включая низко молекулярные антимикробные белки.

Лизоцим гидролизирует 1-4 гликозидную связь в стенке грамм положительной клетки, вызывая ее гибель. Он отсутствует в молочной железе коровы, но - важный антимикробный компанент в молоке людей и лошадей.

Лактопероксидаза синтезируется в секреторных эпителиальных клетках. Она реагирует с тиоционатом (синегнойной палочки) и водородным пероксидом (синтезируемым стрептококками). Окислительная реакция разрушает мембрану стрептококков,вызывая их гибель. Лактопероксидаза не эффективна против других бактерий, если не добавлен пероксид водорода.