The phagolysosome ialah petak selular bahawa keputusan daripada gabungan yang phagosome dengan lysosome, jika tiada autophagy; walaupun fagosom juga dapat menyatu ke endosom, sebelum menyatu dengan lisosom.
Fagosom adalah petak yang dikelilingi oleh membran tunggal, yang terbentuk akibat fagositosis. Fagosom yang baru terbentuk mengalami proses yang disebut pematangan, yang melibatkan peleburannya ke lisosom. Fenomena ini menghasilkan fagolisosom yang matang, yang dalamannya berasid dan sangat hidrolitik.
Sumber: GrahamColm di Wikipedia Bahasa Inggeris
Sel yang khusus dalam fagositosis, seperti makrofag dan neutrofil, memusnahkan patogen yang memasuki sel dan mengeluarkan sitokin pro-radang. Contoh-contoh ini menyoroti kepentingan fagolisosom.
ciri
Phagolysosomes dicirikan oleh yang berikut:
- Mereka mempunyai pH asid (sekitar pH 5). Sama dengan lisosom dan endosom, pH diatur melalui kompleks pam proton ATPase-V. PH berasid mewujudkan persekitaran yang tidak ramah bagi patogen, menyokong pemecahan superoksida, dan merupakan pH optimum untuk enzim hidrolitik.
PH dalam fagolisosom telah ditentukan dengan kaedah yang berbeza. Salah satunya terdiri daripada penggunaan pewarna seperti oren acridine, yang pendarfluornya bergantung pada pH.
- Kegiatan hidrolitik tinggi enzim yang menurunkan protein (cathepsins), lipid dan gula (beta-galactosidase). Sebagai contoh, dalam makrofag, lisozim membantu menurunkan bakteria peptidoglikan bakteria.
Salah satu kaedah untuk mengesan aktiviti enzim terdiri daripada pelabelan zarah, yang akan menjadi fagositosis, dengan substrat yang mengubah sifat pendarfluor mereka setelah pemangkinan. Kaedah ini digunakan untuk mengukur radikal bebas oksigen (ROS).
- Letupan aktiviti superoksida. NADPH oksidase berpartisipasi dalam pembentukan radikal superoksida (O 2 • - ), yang diubah menjadi hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) oleh superoksida dismutase.
Juga, superoksida bergabung dengan oksida nitrat dan membentuk peroksintit, yang mempunyai aktiviti antimikroba.
Biogenesis
Sel mamalia mempunyai sebilangan besar jenis sel yang melakukan fagositosis. Proses ini dimulakan dengan interaksi ligan di permukaan reseptor. Ligan boleh menjadi bakteria atau sel apoptosis. Reseptor yang terikat pada ligan diinternalisasi dalam bentuk vesikel, yang disebut fagosom.
Internalisasi memerlukan pengaktifan kinase dan perubahan metabolisme fosfolipid, antara lain. Walau bagaimanapun, fagosom tidak menurunkan ligan. Pemberian aktiviti litik ke fagosom bergantung kepada interaksinya dengan lisosom.
Bukti eksperimen menunjukkan bahawa fagosom yang baru terbentuk, yang disebut sebagai fagosom awal, lebih baik berinteraksi dengan endosom. Fagosom mengekspresikan isyarat yang mencetuskan dan membimbing penyatuan mereka ke unsur-unsur jalur endositik.
Bukti ini adalah bahawa fagosom awal mengandungi komponen membran plasma dan protein khas endosom, seperti reseptor transferrin (TfR), EEA1, Rab5, Rab 7.
Penyatuan fagosom awal dengan lisom dapat disahkan oleh komposisi proteinnya. Dalam kes ini, fagolysom mempunyai protein LAMP dan cathepsin D.
Peraturan pematangan fagosom adalah kompleks dan bergantung pada protein pertukaran nukleotida guanin (GEF), protein hidrolisis GTP (GAP), antara penguat lain.
ciri-ciri
Fagosit, atau sel yang melakukan fagositosis, diklasifikasikan sebagai fagosit kompetensi fagosit rendah (bukan profesional), sederhana (para-profesional), dan tinggi (profesional). Neutrofil dan makrofag adalah fagosit profesional sistem imun.
Fagosit ini bertanggung jawab untuk memerangkap dan memusnahkan sel-sel inang apoptosis, zarah-zarah yang mencemarkan, dan organisma dengan potensi patogen.
Neutrofil dan makrofag membunuh mikrob fagositosis. Kematian mikroba dilakukan melalui urutan langkah-langkah, yang berikut:
- Pengaktifan enzim proteolitik, seperti elastase. Enzim terakhir ini adalah protease serin, yang terlibat dalam kematian banyak jenis bakteria. Protein lain yang terlibat ialah cathepsin G.
- Pengaktifan sistem fagosit oksidase, yang merupakan enzim multimerik yang terdapat pada membran fagolysosom. Fagosit oksidase disebabkan dan diaktifkan oleh rangsangan, seperti isyarat IFN-gamma dan TLR. Enzim ini mengurangkan ROS menggunakan NADPH sebagai substrat penderma elektron.
- Makrofag menghasilkan oksida nitrat melalui sintase nitrik oksida yang dapat diinduksi. Enzim ini memangkinkan penukaran arginin menjadi citrulline dan nitric oxide, yang bertindak balas dengan superoksida untuk membentuk peroxynitrile, racun kuat yang membunuh mikrob.
Penyakit
Terdapat minat yang semakin meningkat untuk mengkaji penyakit genetik yang berkaitan dengan kecacatan pada fagositosis. Selain minat ini, kekhawatiran telah ditimbulkan mengenai ketahanan terhadap bakteria terhadap antibiotik, yang mempunyai cara untuk mencegah kematian dalam fagosit.
Oleh itu, kajian sistem imun dan interaksinya dengan mikrob patogen akan memungkinkan pengembangan strategi antimikroba baru.
Penyakit granulomatous kronik
Penyakit granulomatosa kronik (CGD) adalah disebabkan oleh kekurangan imun yang menyebabkan pesakit sering menderita jangkitan, yang disebabkan oleh bakteria dan jamur. Mikroba yang paling biasa adalah Staphylococcus aureus, dan spesies genera Aspergillus, Klebsiella, dan Salmonella.
Gejala
Pesakit dengan CGD mengalami keadaan keradangan, yang dicirikan oleh adanya granuloma, kolitis, artritis tidak berjangkit, osteomielitis, dan akses peri-rektum, antara gejala lain.
Keradangan disebabkan oleh kekurangan pertahanan autofagik terhadap mikrob. Akibatnya, IL-1beta dilepaskan dan peraturan sel T kurang baik.
CGD berlaku akibat kekurangan enzim NADPH oksidase dalam leukosit. NADPH oksidase mempunyai lima komponen (gp91, p22, p47, p67 dan p40). Mutasi yang paling biasa terdapat pada gen CYBB, yang memberi kod untuk gp91.
Mutasi yang kurang kerap berlaku pada gen NCF1, yang memberi kod untuk p47, dan mutasi yang paling jarang berlaku pada gen NCF2, yang memberi kod untuk p67.
Rawatan
Penyakit ini biasanya dirawat dengan antibiotik dan antijamur. Rawatan terhadap bakteria gram negatif merangkumi gabungan ceftazidime dan karbapena. Sementara kulat dirawat dengan triazol oral, seperti itraconazole dan posaconazole.
Semasa tempoh bebas jangkitan, penggunaan trimethopin-sulfamethoxazole bersama dengan antikulat seperti itraconazole disyorkan.
Rujukan
- Abbas, AK, Lichtman, AH and Pillai, S. 2007. Imunologi Selular dan Molekul. Saunders Elsevier, Amerika Syarikat.
- Kinchen, JK & Ravichandran, KS 2008. Pematangan fagosom: melalui ujian asid. Kajian semula jadi Biologi Sel Molekul, 9: 781-795.
- Klionsky, DJ, Eskelinen, EL, Deretic, V. 2014. Autophagosomes, phagosomes, autolysosomes, phagolysosomes, autophagolysosomes… Tunggu, saya bingung. Autophagy, 10: 549–551.
- Roos, D. 2016. Penyakit granulomatous kronik. Buletin Perubatan Britain, 118: 53–66.
- Russell, D., Glennie, S., Mwandumba, H., Heyderman, R. 2009. Makrofag bergerak ke atas fagosomnya: ujian dinamik fungsi fagosom. Imunologi Kajian Semula Jadi, 9: 594-600.
Vieira, OV, Botelho, RJ Grinstein, S. 2002. Pematangan fagosom: penuaan dengan anggun. Jurnal Biokimia, 366: 689-704.