Phagozytose

Läuft bei allen Phagozyten (Mikrophagen=Granulozyten, Monozyten / Makrophagen) ähnlich ab:

 = Rezeptorvermittelte Endozytose

1.) Erste Phase: Attachment

Interaktion zwischen Phagozyt und Partikel (attachment):

• Partikel wurde mit Opsoninen beschichtet (IgG, C3b, iC3b) ==> über seine Rezeptoren (CR1/3, F_cg-Rezeptor) bindet der Phagozyt das Partikel an seine Zelloberfläche.
• Hat keine Opsonisierung stattgefunden, dann bindet der Phagozyt das Partikel mit weniger effizienten "unspezifischen" Rezeptoren (z.B. Interaktion unterschiedlich geladener Flächen, Lectin-artig = kohlenhydratbindende Rezeptoren.)

2.) Zweite Phase: Engulfment

Änderung der Fluidität des Zytoplasmas: Aus dem Gel wird ein Sol, dadurch kann das festgehaltene Partikel mit Pseudopodien umflossen werden ("Engulfment") ==>
Phagosom, d.h. ein Bläschen im Zytoplasma, dessen Wand aus der ehemaligen Oberflächenmembran besteht. Im Bläschenlumen findet man wandständig den Rezeptor-Partikel-Komplex.

3.) Dritte Phase: Lyse

Verschmelzung von Lysosomen (z.B. Granula der Neutrophilen) mit dem Phagosom ==> Phagolysosom.

Nun wirken die Granulainhalte auf das Partikel ein:

1. Anstieg des pH-Wertes in den alkalischen Bereich, Zerstörung des outer-lipid-bilayer durch kationische Proteine.
2. Entzug von Eisen und Vit. B₁₂ durch Lactoferrin und Vit.-B₁₂-bindendes Protein, damit wird die Proliferation eines Bakteriums behindert.
   Inzwischen bereits Abfall des pH-Wertes in den sauren Bereich.
3. Lysozym spaltet die Bakterienwand (am leichtesten bei gram-positiven Bakterien)
4. Desintegration der DNS, der Zellwände und Membranen durch toxische O₂-Metaboliten.
5. Durch weitere Enzyme der Granula werden nun die Bausteine des Bakteriums weiterverarbeitet: Wiederverwertbare Bausteine werden ins Zytoplasma aufgenommen, unverdauliche Anteile werden über Exozytose wieder in den Extrazellulärraum abgegeben.

Abwehrstrategien

• Einige Bakterien versuchen, die Phagozyten vom Entzündungsort fernzuhalten:
  • Sekretion von toxischen Molekülen ("Leukotoxine")
  • Störung der Chemotaxis, ev. sogar negative Chemotaxis
• Manche Bakterien haben Oberflächen, die ein attachment (Phase 1) oder ein engulfment (Phase 2) unmöglich machen.
• Störung der Verdauung im Phagosom:
  • Verhinderung der Fusion von Phagosom und Lysosom, z.B. bei Mycobakterien (Tbc, Lepra)
  • Äußerst widerstandsfähige Zellwand
  • Neutralisierung des lysosomalen Enzyme
  • Durchstoßen der Membran des Phagosoms, so dass sich die Bakterien intrazellulär ungestört vermehren können ==> Untergang des Phagozyten

Lysosomale Enzyme können auch in den EZR gelangen:

• Übermäßige Phagozytose
  • Abwehrstrategie führt zum Tod des Phagozyten
  • Überfressen führt zum Platzen des Phagozyten
    • Vorteil: die relativ umständliche rezeptorvermittelte Endozytose entfällt, die Wirkung der Enzyme erfasst auch extrazelluläre Bakterien
    • Nachteil: die schädigende Wirkung der Enzyme richtet sich auch gegen die Zellen des Wirtes (==> Dolor, functio laesa)
• Nach Phagozytose von unverdauliche, spitzen Materialien kann das Phagolysosom mechanisch zerstört werden ==> Selbstverdauung des Phagozyten (Bsp.: Harnsäurekristalle (Gicht), Asbest)
• Bei sehr großen Partikeln kann die Fusion von Phagosom mit den Lysosomen bereits stattfinden, bevor sich das Phagosom vollständig von der Oberfläche abgekapselt hat ==> Regurgitation von Enzymen.
• "Umgekehrte Phagozytose": Bei Interaktion der Rezeptoren mit nicht resorbierbaren Strukturen können die Lysosomen mit der Zellmembran verschmelzen und ihren Inhalt damit in den EZR entleeren.