Что такое фагоцитоз и зачем он нужен
Сам термин фагоцитоз имеет греческое происхождение. Он образован путем слияния двух слов: phagos, что в переводе означает «пожирающий», и cytos, что переводится как «клетка». Это фундаментальное биологическое явление было открыто И.И. Мечниковым в 1882 году.
Биологическое значение этого процесса кардинально различается в зависимости от уровня организации живого существа:
- У одноклеточных организмов. Для таких простейших существ, как амеба, данный процесс представляет собой жизненно важный способ питания.
- У многоклеточных организмов. Здесь процесс приобретает совершенно иное значение и выполняет важнейшую защитную функцию. Эту задачу берут на себя фагоциты — специальные клетки многоклеточного организма, которые осуществляют поглощение чужеродных агентов для защиты всего организма.
Основные стадии фагоцитоза
Процесс поглощения чужеродных частиц представляет собой сложный каскад событий и включает несколько строго последовательных стадий:
- Сближение. На самом первом этапе объект фагоцитоза (в качестве которого, например, может выступать бактерия) и сам фагоцит сближаются друг с другом.
- Адгезия. После того как контакт установлен, наступает этап прикрепления. Бактерия располагается непосредственно на поверхности фагоцитирующей клетки.
- Поглощение. Клеточная мембрана фагоцита начинает окружать бактерию со всех сторон, после чего активно втягивает её внутрь цитоплазмы.
- Образование фагосомы. Внутри цитоплазмы формируется специализированная структура — отдельный пузырек, содержащий поглощенный объект.
- Переваривание. На заключительном этапе из специализированных структур — лизосом — поступают активные гидролитические ферменты. Именно они окончательно расщепляют захваченную бактерию.
Пиноцитоз и его особенности
Другой важный мембранный процесс — пиноцитоз — также играет огромную роль в жизнедеятельности. Главная отличительная черта этого процесса заключается в том, что он наиболее характерен для тех клеток, которые отличаются интенсивным обменом веществ.
В организме можно выделить несколько ключевых зон, где этот процесс протекает наиболее активно. К основной локализации относятся:
- Клетки лимфатической системы.
- Эпителиоциты кишечника.
- Эндотелий кровеносных капилляров.
Коротко: ответы на вопросы по теме
В чем главное отличие пиноцитоза от фагоцитоза по физическому состоянию поглощаемого вещества?
Главное отличие заключается в физическом состоянии захватываемого субстрата.
| Процесс | Состояние поглощаемого вещества |
|---|---|
| Фагоцитоз | Захват и перенос твердых частиц (плотных, крупных частиц) |
| Пиноцитоз | Захват и поглощение жидких сред (растворов веществ в составе капельки) |
Какие молекулы и рецепторы обеспечивают стадию адгезии при фагоцитозе?
Стадию адгезии обеспечивают специализированные молекулы и рецепторы на поверхности взаимодействующих клеток.
- Факторы клетки-мишени — опсонины (антитела, C3b, фибронектин) и молекулы адгезии (суперсемейства иммуноглобулинов ICAM-1 и ICAM-2).
- Факторы фагоцита — молекулы адгезии (включая интегрины, например LFA-1) и специфические рецепторы к опсонинам (FcγR, C3R).
Какие элементы цитоскелета обеспечивают втягивание бактерии внутрь цитоплазмы на стадии поглощения?
Втягивание бактерии внутрь цитоплазмы на стадии поглощения (погружения) обеспечивают элементы цитоскелета, представленные микрофиламентами.
Основу этих структур составляет полимеризованный филаментозный F-актин, который является главным контрактильным белком клетки. Механизм движения и обволакивания объекта основан на взаимодействии актиновых микрофиламентов с миозином, их укорочении и удлинении.
Какие существуют основные виды профессиональных фагоцитов в организме человека?
Основными «профессиональными» фагоцитами являются моноциты и макрофаги. Тканеспецифичные резидентные макрофаги представлены следующими основными видами:
- Клетки Купфера — локализуются в печени.
- Альвеолярные макрофаги — в легких.
- Перитонеальные макрофаги — в брюшной полости.
- Микроглия — в центральной нервной системе.
- Мезангиальные клетки — в почках.
- Остеокласты — в костной ткани.
Чтобы легко запомнить стадии фагоцитоза по порядку, используйте аббревиатуру «САПОП»: Сближение, Адгезия, Поглощение, Образование (фагосомы), Переваривание.
Вопросы с занятий и экзамена
Кто и когда открыл явление фагоцитоза?
Этот процесс был открыт отечественным исследователем И.И. Мечниковым в 1882 году.
В чем разница биологической роли фагоцитоза у амебы и человека?
Для одноклеточных организмов (например, амебы) это основной способ питания. В многоклеточном организме фагоциты выполняют исключительно защитную функцию.
Откуда берутся ферменты для переваривания бактерий?
Гидролитические ферменты, необходимые для расщепления поглощенного объекта, поступают из специализированных клеточных органоидов — лизосом.
Для каких клеток наиболее характерен пиноцитоз?
Он типичен для клеток с интенсивным обменом веществ: эпителиоцитов кишечника, эндотелия кровеносных капилляров и клеток лимфатической системы.
Что ещё разобрать по теме
- Детальные механизмы сближения фагоцита и объекта
- Роль клеточной мембраны в процессе адгезии и поглощения
- Строение и функции образующейся фагосомы
- Особенности действия гидролитических ферментов лизосом
- Интенсивный обмен веществ в эпителиоцитах кишечника
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Фагоцитоз и пиноцитоз» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.