食作用は、エンドソームとして知られる細胞内小胞を形成し、周囲の媒体からの細胞を「捕捉」分子および様々な物質に起因形質膜の陥入の形成プロセスです。貪食作用は、飲作用作用および受容体媒介性エンドサイトーシスとともに、合計3つのタイプのエンドサイトーシスに追加されます
ピノサイトーシスは体液と小分子の摂取に関係していますが、受容体を介したエンドサイトーシスは、膜受容体タンパク質への特定の分子の結合を伴います。食作用は、大きな分子、他の細胞、または他の細胞からの「破片」の摂取に関連しているため、食物の一種と考えられています。
細菌の食作用(出典:ウィキメディア・コモンズを介して英語版ウィキペディアのGrahamColm)
植物、動物、真菌などの多細胞生物では、すべての細胞が外部要素を取り込む能力を持っているわけではありません。つまり、この目的のために「食細胞」として知られているいくつかの特殊な細胞があります。
食細胞はすべての体組織全体に分布し、さまざまな機能を果たします。マクロファージは、免疫系に属する食細胞の良い例であり、その機能は、体内に侵入する微生物から私たちを守ることです。
食作用/ phagositosis77.blogspot.comから回復した写真
食作用のプロセスは、細胞が貪食する材料からの栄養素が「処理」または「消化」されるため、リソソームと呼ばれる一種の細胞内オルガネラが存在しないと、真核細胞では意味がありません。
食作用は「ヘテロファジー」(細胞外化合物の摂取)としても知られています。これは、実質的にすべての真核細胞のリソソームで発生する通常のプロセスである「オートファジー」とは異なるためです。
ステージ
マクロファージがウイルスを飲み込むと(1-3)、それはリソソーム酵素(4,5)でウイルスを細かく砕き、無害な廃棄物として細胞から放出されます(6)。取得した写真:askabiologist.asu.edu。
高等真核生物では、主要な食細胞は骨髄に由来する共通の前駆体に由来します。これらの細胞は「白血球」として知られており、多形核白血球(好中球)、単球、およびマクロファージです。
食作用プロセスは、(1)食作用を受ける物質の認識、(2)細胞内小胞の一種であるファゴソームの形成、および(3)からなる一連のステップまたは一連の段階として分析できます。 )ファゴリソソームの形成において、「消化」で終わるイベント。
認識段階
食作用は単純なプロセスではありません。他の多くのものの間で、それは特定の信号の認識と、食細胞の原形質膜の外面にある特定の受容体への粒子または生物の結合を含みます。
この最初のプロセスは、一種の「中和」と考えることができます。特に、侵入する細胞の排除に関与する免疫系の特定の細胞によって媒介される食作用に関しては、
したがって、食細胞(または食細胞の単細胞生物)の原形質膜の表面には、侵入する細胞またはそれは典型的な食物粒子です。
これらの受容体は、一般に細胞外伸長を持つ内在性膜タンパク質であり、それらのリガンドに結合して、「外に食べ物がある」と翻訳するメッセージを送信する一連の内部シグナル伝達イベントをトリガーします。
ファゴソーム形成段階
食物粒子または他の「外来」細胞を取り込んでいる細胞が表面から送信されたメッセージを受信すると、細胞膜に陥入が起こります。これは、細胞が貪食される物質を「包み込み」、それ自体の膜で取り囲んでいることを意味します。 。
この段階で、膜が他の細胞にどのように広がるかが観察され、この伸長は「偽足」として知られています。仮足の両端がくっついて異物が入ると、ファゴソームと呼ばれる内部の「小胞」が形成されます。
ファゴリソソームの形成と消化段階
貪食された要素を含むファゴソームは、膜で覆われた細胞内小胞です。これらは、他の細胞内小器官であるリソソームと融合する能力を持っています。
ファゴソームとリソソーム間の融合は、ファゴサイトーシスされた化合物の「消化」または「崩壊」が起こる複合細胞小器官に対応するファゴリソソームを引き起こします(細胞全体、それらの一部、または他の細胞外分子)。
リソソームは、細胞内物質の欠乏または廃棄物の分解に関与する細胞小器官であるため、それらは、ファゴソームに含まれる粒子を分解して(小さな断片に)分解する能力を与えるさまざまな加水分解酵素およびタンパク質分解酵素を備えていますマージ。
このファゴリソソーム分解の結果として生じる物質は、食細胞からの廃棄物として永久に排除されるか、または新しい細胞内化合物の合成の「構成要素」として使用されます。
特徴
食作用は真核生物において多くの重要な機能を持っています。たとえば、原生動物や他の単細胞生物では、ほとんどの食品がこの方法で摂取されるため、このプロセスは栄養に不可欠です。
アメーバの食作用(出典:ウィキメディア・コモンズ経由のミクロス)
一方、多くの多細胞生物では、食作用は特異的および非特異的な防御、すなわち自然免疫および適応免疫に不可欠です。
細菌、寄生虫などの病原性微生物の侵入の「破壊」に主要な機能があり、感染または炎症が発生した部位の正常な状態の再確立にも関与します。つまり、傷の修復。
また、免疫学的な状況では、食作用は、抗原提示のプロセスおよび免疫系の特定のリンパ球(B細胞およびT細胞)の活性化に不可欠であり、異物または異物による身体の防御に関与します。
ファゴサイトーシスは、アポトーシスイベントを経る体内の細胞の排除と「リサイクル」にも関与しているため、それらのコンポーネントを再利用したり、新しい細胞内分子やオルガネラの形成に利用したりできます。
奇妙な事実として、人体のマクロファージは、血流で摩耗または機能不全に陥る1億個を超える赤血球の毎日の摂取に関与しています。
食作用を行う免疫系の細胞
食作用を行う免疫系の細胞は、次のような病原体を破壊する多くのメカニズムを使用することもできます。
酸素ラジカル
それらは、タンパク質、脂質、およびその他の生体分子と反応する非常に反応性の高い分子です。生理学的ストレスの間、細胞内の酸素ラジカルの量は劇的に増加し、細胞構造を破壊する可能性のある酸化ストレスを引き起こします。
一酸化窒素
これは、酸素ラジカルと同様に、スーパーオキシドと反応して、さまざまな生体分子に損傷を与える他の分子を生成する反応性物質です。
抗菌タンパク質
それらはバクテリアを特異的に損傷または殺すタンパク質です。抗菌タンパク質の例には、必須タンパク質を破壊することによってさまざまな細菌を殺すプロテアーゼ、およびグラム陽性細菌の細胞壁を攻撃するリゾチームが含まれます。
抗菌ペプチド
抗菌ペプチドは、細菌を攻撃して殺すという点で抗菌タンパク質と似ています。ディフェンシンなどの一部の抗菌ペプチドは、細菌の細胞膜を攻撃します。
結合タンパク質
結合タンパク質は、それがなければ細菌やウイルスの複製に有益であったタンパク質やイオンに競合的に結合するため、自然免疫システムにおいて重要な役割を果たすことがよくあります。
参考文献
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