PHAGOLYSOSOME ลักษณะการก่อตัวและหน้าที่ - ชีววิทยา - 2026

phagolysosomeเป็นช่องโทรศัพท์มือถือที่เป็นผลมาจากการหลอมรวมของ phagosome กับ lysosome ในกรณีที่ไม่มี autophagy ที่นั้น แม้ว่า phagosome ยังสามารถหลอมรวมกับเอนโดโซมได้ก่อนที่จะหลอมรวมกับไลโซโซม

phagosome เป็นช่องที่ล้อมรอบด้วยเมมเบรนเดียวซึ่งเกิดจาก phagocytosis ฟาโกโซมที่เกิดขึ้นใหม่ต้องผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเจริญเติบโตซึ่งเกี่ยวข้องกับการหลอมรวมกับไลโซโซม ปรากฏการณ์นี้ก่อให้เกิด phagolysosome ที่โตเต็มที่ซึ่งภายในเป็นกรดและไฮโดรไลติกสูง

ที่มา: GrahamColm จาก English Wikipedia

เซลล์ที่เชี่ยวชาญใน phagocytosis เช่น macrophages และ neutrophils ทำลายเชื้อโรคที่เข้ามาในเซลล์และหลั่ง cytokines ที่ทำให้เกิดการอักเสบ ตัวอย่างเหล่านี้เน้นถึงความสำคัญของ phagolysosomes

ลักษณะเฉพาะ

Phagolysosomes มีลักษณะดังต่อไปนี้:

- มีกรด pH (ประมาณ pH 5) เช่นเดียวกับไลโซโซมและเอนโดโซม pH ถูกควบคุมผ่าน ATPase-V โปรตอนปั๊มคอมเพล็กซ์ pH ที่เป็นกรดจะสร้างสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยต่อเชื้อโรคสนับสนุนการแยกตัวของซุปเปอร์ออกไซด์และเป็นค่า pH ที่เหมาะสมสำหรับเอนไซม์ไฮโดรไลติก

pH ภายใน phagolysosomes ถูกกำหนดโดยวิธีการต่างๆ หนึ่งในนั้นประกอบด้วยการใช้สีย้อมเช่นส้มอะคริดีนซึ่งการเรืองแสงขึ้นอยู่กับความเป็นกรดด่าง

- ฤทธิ์ไฮโดรไลติกสูงของเอนไซม์ที่ย่อยสลายโปรตีน (cathepsins) ไขมันและน้ำตาล (beta-galactosidase) ตัวอย่างเช่นในมาโครฟาจไลโซโซมจะช่วยย่อยสลายกระดูกสันหลังของเปปทิโดไกลแคนของแบคทีเรีย

วิธีหนึ่งในการตรวจจับการทำงานของเอนไซม์ประกอบด้วยอนุภาคที่ติดฉลากซึ่งจะถูกฟาโกไซโตสเตรตโดยมีสารตั้งต้นที่เปลี่ยนคุณสมบัติการเรืองแสงหลังจากการเร่งปฏิกิริยา วิธีนี้ใช้ในการวัดอนุมูลอิสระของออกซิเจน (ROS)

- การระเบิดของกิจกรรมซูเปอร์ออกไซด์ NADPH ออกซิเดสมีส่วนร่วมในการก่อตัวของอนุมูลซุปเปอร์ออกไซด์ (O ₂ ^{• -} ) ซึ่งถูกเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H ₂ O ₂ ) โดยซูเปอร์ออกไซด์ดิสมูเทส

นอกจากนี้ superoxide ยังรวมกับไนตริกออกไซด์และสร้าง peroxynitrite ซึ่งมีฤทธิ์ต้านจุลชีพ

biogenesis

เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีเซลล์หลายชนิดที่ทำหน้าที่เป็นเซลล์ฟาโกไซโทซิส กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยปฏิสัมพันธ์ของลิแกนด์บนพื้นผิวของตัวรับ ลิแกนด์อาจเป็นแบคทีเรียหรือเซลล์อะพอพโทติก ตัวรับที่เชื่อมโยงกับลิแกนด์ถูกทำให้อยู่ในรูปของถุงที่เรียกว่า phagosome

Internalization ต้องการการกระตุ้นไคเนสและการเปลี่ยนแปลงของการเผาผลาญฟอสโฟลิปิดท่ามกลางเหตุการณ์อื่น ๆ อย่างไรก็ตาม phagosome ไม่ได้ย่อยสลายแกนด์ การบริจาคของกิจกรรม lytic ไปยัง phagosome ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์กับไลโซโซม

หลักฐานการทดลองบ่งชี้ว่าฟาโกโซมที่สร้างขึ้นใหม่เรียกว่าฟาโกโซมในยุคแรก ๆ มีปฏิสัมพันธ์กับเอนโดโซม Phagosomes จะแสดงสัญญาณที่กระตุ้นและนำทางการหลอมรวมของพวกมันไปยังองค์ประกอบของ endocytic pathway

พิสูจน์ได้ว่า phagosomes ในยุคแรกมีส่วนประกอบของพลาสมาเมมเบรนและโปรตีนทั่วไปของเอนโดโซมเช่นตัวรับทรานสเฟอร์ริน (TfRs), EEA1, Rab5, Rab 7

การผสมระหว่าง phagosomes กับ lysomes สามารถยืนยันได้จากองค์ประกอบของโปรตีน ในกรณีนี้ phagolysomes มีโปรตีน LAMP และ cathepsin D

การควบคุมการเจริญเติบโตของฟาโกโซมมีความซับซ้อนและขึ้นอยู่กับโปรตีนแลกเปลี่ยนนิวคลีโอไทด์ของ guanine (GEF), โปรตีนไฮโดรไลซิง GTP (GAP) และเอฟเฟกต์อื่น ๆ

คุณสมบัติ

Phagocytes หรือเซลล์ที่สร้าง phagocytosis จัดอยู่ในประเภทต่ำ (ไม่ใช่มืออาชีพ), ปานกลาง (para-professional) และ phagocytes ที่มีความสามารถ phagocytic สูง (มืออาชีพ) นิวโทรฟิลและมาโครฟาจเป็นเซลล์ฟาโกไซต์มืออาชีพของระบบภูมิคุ้มกัน

phagocytes เหล่านี้มีหน้าที่ดักจับและทำลายเซลล์โฮสต์ที่ตายแล้วอนุภาคที่ปนเปื้อนและสิ่งมีชีวิตที่มีศักยภาพในการก่อโรค

นิวโทรฟิลและแมคโครฟาจจะฆ่าจุลินทรีย์ phagocytosed การตายของจุลินทรีย์ดำเนินการตามลำดับขั้นตอนซึ่งมีดังต่อไปนี้:

- กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ย่อยโปรตีนเช่นอีลาสเตส เอนไซม์ตัวสุดท้ายนี้คือซีรีนโปรตีเอสซึ่งเกี่ยวข้องกับการตายของแบคทีเรียหลายชนิด โปรตีนอื่นที่เกี่ยวข้องคือ cathepsin G.

- กระตุ้นการทำงานของระบบ phagocyte oxidase ซึ่งเป็นเอนไซม์หลายชนิดที่พบในเยื่อ phagolysosome Phagocyte oxidase ถูกกระตุ้นและกระตุ้นโดยสิ่งเร้าเช่นสัญญาณ IFN-gamma และ TLR เอนไซม์นี้ลด ROS โดยใช้ NADPH เป็นสารตั้งต้นของผู้บริจาคอิเล็กตรอน

- มาโครฟาจผลิตไนตริกออกไซด์โดยใช้ไนตริกออกไซด์ซินเทส เอนไซม์นี้เร่งการเปลี่ยนอาร์จินีนเป็นซิทรูลีนและไนตริกออกไซด์ซึ่งทำปฏิกิริยากับซูเปอร์ออกไซด์เพื่อสร้างเพอรอกซิไนไตรล์ซึ่งเป็นพิษที่มีฤทธิ์รุนแรงที่ฆ่าจุลินทรีย์

โรค

มีความสนใจในการศึกษาโรคทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับความบกพร่องของ phagocytosis มากขึ้น นอกเหนือจากความสนใจนี้ยังมีการเพิ่มความกังวลเกี่ยวกับการดื้อยาปฏิชีวนะในแบคทีเรียซึ่งมีวิธีป้องกันการตายภายในเซลล์ฟาโกไซต์

ดังนั้นการศึกษาระบบภูมิคุ้มกันและปฏิสัมพันธ์กับจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคจะช่วยให้สามารถพัฒนากลยุทธ์การต้านจุลชีพใหม่ ๆ ได้

โรค granulomatous เรื้อรัง

Chronic granulomatous disease (CGD) เกิดจากภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องที่ทำให้ผู้ป่วยมักติดเชื้อซึ่งเกิดจากเชื้อแบคทีเรียและเชื้อรา จุลินทรีย์ที่พบมากที่สุด ได้แก่ Staphylococcus aureus และชนิดของสกุล Aspergillus, Klebsiella และ Salmonella

อาการ

ผู้ป่วยที่มี CGD จะมีอาการอักเสบซึ่งมีลักษณะของแกรนูโลมา, ลำไส้ใหญ่, โรคข้ออักเสบที่ไม่ติดเชื้อ, กระดูกอักเสบและการเข้าถึงช่องทวารหนักรวมถึงอาการอื่น ๆ

การอักเสบเกิดจากความบกพร่องในการป้องกันตัวเองอัตโนมัติต่อจุลินทรีย์ ด้วยเหตุนี้ IL-1beta จึงถูกปล่อยออกมาและการควบคุมเซลล์ T ไม่ดี

CGD เกิดขึ้นจากการขาดเอนไซม์ NADPH ออกซิเดสในเม็ดเลือดขาว NADPH oxidase มีส่วนประกอบ 5 ส่วน (gp91, p22, p47, p67 และ p40) การกลายพันธุ์ที่พบบ่อยที่สุดอยู่ในยีน CYBB ซึ่งมีรหัสสำหรับ gp91

การกลายพันธุ์ที่ไม่บ่อยเกิดขึ้นในยีน NCF1 ซึ่งเป็นรหัสสำหรับ p47 และการกลายพันธุ์ที่หายากที่สุดเกิดขึ้นในยีน NCF2 ซึ่งเป็นรหัสสำหรับ p67

การรักษา

โรคนี้มักได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะและยาต้านเชื้อรา การรักษาแบคทีเรียแกรมลบรวมถึงการรวมกันของ ceftazidime และ carbapene ในขณะที่เชื้อราได้รับการรักษาด้วย triazoles ในช่องปากเช่น itraconazole และ posaconazole

ในช่วงที่ไม่มีการติดเชื้อแนะนำให้ใช้ trimethopin-sulfamethoxazole ร่วมกับยาต้านเชื้อราเช่น itraconazole

อ้างอิง

1. Abbas, AK, Lichtman, AH และ Pillai, S. 2007. เซลล์และภูมิคุ้มกันวิทยาระดับโมเลกุล. Saunders Elsevier สหรัฐอเมริกา
2. Kinchen, JK & Ravichandran, KS 2008. การเจริญเติบโตของฟาโกโซม: ผ่านการทดสอบกรด Natural Review Molecular Cell Biology, 9: 781–795
3. Klionsky, DJ, Eskelinen, EL, Deretic, V. 2014. Autophagosomes, phagosomes, autolysosomes, phagolysosomes, autophagolysosomes …เดี๋ยวก่อนฉันสับสน Autophagy, 10: 549–551
4. Roos, D. 2016. Chronic granulomatous disease. British Medical Bulletin, 118: 53–66
5. Russell, D. , Glennie, S. , Mwandumba, H. , Heyderman, R. 2009 แมคโครฟาจเดินบนฟาโกโซมของมัน: การทดสอบแบบไดนามิกของฟังก์ชัน phagosome Natural Review Immunology, 9: 594–600

Vieira, OV, Botelho, RJ Grinstein, S. 2002. การเจริญเติบโตของฟาโกโซม: การแก่ชราอย่างสง่างาม วารสารชีวเคมี, 366: 689-704.