結構生物化學/吞噬作用

概述

吞噬作用是指細胞攝取和消化細菌和其他外來物質的過程。這個詞指的是“細胞吞噬”，而胞飲作用指的是“細胞飲用”。吞噬作用使巨噬細胞和樹突狀細胞能夠向輔助性T細胞呈遞抗原並刺激輔助性T細胞，而輔助性T細胞反過來又刺激產生抗體的B細胞，這些抗體有助於吞噬作用。在變形蟲和其他原生動物吞噬較小的生物體或食物顆粒時，也可以觀察到吞噬作用。此外，在吞噬作用中，細胞透過包裹偽足將一個粒子吞噬，並將其包裝在一個食物泡中。食物泡與含有水解酶的溶酶體融合後，粒子將被消化。

吞噬作用是一種有效的非特異性免疫反應。吞噬作用識別外來細胞和顆粒。為了進行吞噬作用，巨噬細胞和中性粒細胞必須首先識別一個顆粒的表面為外來物質。當吞噬細胞表面與另一個體細胞表面相互作用時，吞噬細胞會暫時癱瘓。因此，癱瘓使吞噬細胞能夠評估另一個細胞是朋友還是敵人，是自己還是非己。在吞噬作用過程中，吞噬細胞的細胞質膜會流過，然後吞噬細菌，產生一個細胞內的吞噬體。總的來說，吞噬作用對被識別為對身體外來物質的粒子具有選擇性。溶酶體與含有細菌的吞噬體融合，會啟動與氧無關和與氧有關的殺滅機制。

原發性吞噬作用（也稱為吞噬凋亡）最近被認定為一種由活細胞吞噬引起的細胞死亡形式，導致細胞破壞。活細胞要麼丟失其“不要吃我”訊號，要麼暴露“吃我”訊號，從而導致吞噬細胞吞噬它們。

除了破壞微生物外，吞噬細胞還會釋放調節分子，這些分子擴散到其他細胞，幫助協調對感染的整體反應。

吞噬作用在免疫系統中的功能

免疫系統嚴重依賴吞噬作用過程來抵抗感染。這些專門的細胞“吞噬”微生物以將其破壞。

中性粒細胞：這些細胞在急性炎症細胞中吞噬病原體。我們血液中含有大量這些細胞。

巨噬細胞：這些細胞與血液中的單核細胞密切相關，是壽命長的細胞，有助於慢性炎症情況。

樹突狀細胞：這些細胞中的吞噬作用有助於傳遞特定反應的資訊，而不是實際對抗和破壞病原體。

B淋巴細胞：這些細胞中的吞噬作用有助於產生抗體，幫助對抗外來入侵者。

吞噬作用的機制

發生的事情 病原體被巨噬細胞或中性粒細胞吞噬，成為吞噬體。這基本上是病原體的容器。然後由於溶酶體的破壞性內容物，溶酶體被併入囊泡。結果是吞噬溶酶體。吞噬溶酶體內部的微生物被許多因素破壞。一些相關因素包括氧自由基、一氧化氮、抗菌肽/蛋白質、結合蛋白和氫離子轉運。所有這些都有助於破壞微生物。

吞噬作用過程可以透過使用調理素來加速。調理素是與微生物表面結合以標記它們以便更快更有效地攻擊的分子。一些特殊的細菌給吞噬作用過程帶來了問題。例如，結核分枝桿菌會阻止溶酶體與吞噬體結合，從而阻止吞噬作用的破壞。其他細菌周圍有一個莢膜，可以防止吞噬作用。

調節分子的功能

細胞因子是吞噬細胞釋放的調節分子，調節免疫反應。大多數細胞因子是小的蛋白質，主要由白細胞及其親屬（如巨噬細胞）釋放。細胞因子類似於旁分泌因子，旁分泌因子是一種由一個細胞釋放並區域性擴散到相鄰細胞的調節分子。巨噬細胞釋放的細胞因子（TNFɑ 和 IL1）很重要，因為它們有助於協調免疫反應。

進一步閱讀

• Slonczewski, Joan L. 微生物學：不斷發展的科學。第二版。