שני סוגים של פגוציטים

פגוציטים הם סוג של תא הבולע ו"אוכל "תאים אחרים. תפקידם במערכת החיסון התגלה דרך עבודתו של אלי מטצ'ניקוף, מדען בתחילת המאה העשרים. הוא היה מפורסם מאוד בזמנו בתגליותיו של מה שכינה פגוציטים "מקצועיים" ו"לא מקצועיים ", אם כי מונחים אלה נחשבים בדרך כלל מיושנים כעת. הוא גם היה חסיד חזק לדרוויניזם, והעלה טיעונים חזקים ופופולאריים לציבור לצרוך באופן קבוע יוגורט כדי להגן על איזוני החיידקים בדרכי העיכול שלהם. מטצ'ניקוף הבהיר עד כמה הפגוציטים המקצועיים חיוניים ליכולתה של מערכת החיסון להדוף זיהומים. פגוציטים לא מקצועיים הם תאים שיש להם פונקציות עיקריות מלבד לבלוע ולהמיס תאים, כגון תאי מיומנות מסוימים. פאגוציטים מקצועיים, על פי המינוח של מטצ'ניקוף, הם תאים שתפקידם העיקרי מוקדש לפגוציטוזה. במילים אחרות, תפקידם למצוא ולהשמיד תאים פתוגניים המסוכנים לאורגניזם.

תאים רבים בגופם של אורגניזמים רב-תאיים עוסקים בפגוציטוזה, כמו תאי עור מסוימים. פתוגנים הם חיידקים או כל גופים זרים אחרים העלולים לגרום נזק או מחלה. לפעמים פתוגנים אינם למעשה גופים זרים, אלא תאים ממאירים - או סרטניים - שכבר נמצאים בגוף. פאגוציטים פועלים להסרת כל סוגי הפתוגנים העלולים להזיק. פגוציטים נוצרים על ידי תאים הנקראים תאי גזע המטופואטיים הנמצאים במח העצם. תאי גזע אלה מייצרים תאים מיאלואידים ולימפואידים, אשר בתורם מולידים תאים אחרים, כולל התאים הבסיסיים למערכת החיסון. חלק מהתאים שהתאים המיאלואידים מולידים הם מונוציטים ונויטרופילים. נויטרופילים הם סוג של פגוציטים. מונוציטים מולידים מקרופאגים, שהם סוג אחר של פגוציטים.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

פגוציטים הם סוג של תא הבולע ו"אוכל "תאים אחרים. שני סוגים של פאגוציטים הם מקרופאגים ונויטרופילים, שניהם תאים חיוניים המעורבים בחסינות. הם מעורבים במיוחד במערכת החיסון המולדת, אשר יעילה מראשית חייו של הפרט. מקרופאגים ונויטרופילים נקשרים לצורות הנקראות PAMPs על פני השטח של חיידקים פולשניים רבים, ואז סופגים וממיסים את החיידקים.

בדומה לחולייתנים אחרים, לבני אדם יש שני סוגים של מערכות חיסון להגנה מפני פתוגנים. אחת ממערכות החיסון נקראת מערכת החיסון המולדת. מערכת החיסון המולדת קיימת גם ברוב צורות החיים האחרות. אצל חוליות מערכת זו מעסיקה פגוציטים כאחד מקווי ההגנה שלה. מערכת החיסון המולדת נקראת כך מכיוון שההוראות לפעולותיה נכתבות בקודים הגנטיים של המינים. מערכת זו יעילה מראשית חייו של הפרט, והיא מגיבה לפתוגנים שקיימים כבר אלפי שנים. זאת בניגוד למערכת החיסון ההסתגלותית, או הנרכשת, הייחודית לחולייתנים, והיא מערכת החיסון השנייה שלהם. הוא מסתגל לפתוגנים שהאורגניזם היחיד נחשף אליהם במהלך החיים.

למערכת החיסון ההסתגלותית זמן רב יותר להגיב לאיומים מאשר למערכת החיסון המולדת, בין השאר משום שהיא הרבה יותר ספציפית בתגובתה לאיומים. מערכת החיסון ההסתגלותית היא זו שבני האדם מסתמכים עליה בעת קבלת חיסונים במטרה להימנע מחלות בעתיד בשפעת, אבעבועות שחורות או מחלות זיהומיות רבות אחרות. מערכת החיסון ההסתגלותית אחראית גם לביטחון שיש לאדם שהוא לעולם לא יהיה עוד להידבק באבעבועות רוח, למשל מכיוון שהם היו חולים בזה כשהיו שש שנים ישן. בסוג השני של מערכת החיסון, יש חשיפה ראשונה לחומר זיהומי, הנקרא אנטיגן, באמצעות מחלה או חיסון. חשיפה ראשונה זו מלמדת את מערכת החיסון ההסתגלותית לזהות את האנטיגן. אם האנטיגן פולש בפעם אחרת בעתיד, רצפטורים על פני האנטיגן יפעילו סדרה של תגובות חיסוניות המותאמות אישית לאותו זן זיהום ספציפי. פאגוציטים, לעומת זאת, מעורבים בעיקר במערכת החיסון המולדת.

לפני שהפאגוציטים מסתבכים במאבק נגד פתוגנים כחלק מחיסון מולד המערכת משתמשת בקו הגנה פחות יקר המורכב ממחסומים פיזיקליים וכימיקליים חסמים. הסביבה מלאה ברעלים ובגורמים זיהומיים באוויר, במים ובמזון. ישנם מספר חסמים פיזיים בגוף האדם החוסמים או מגרשים פולשים. לדוגמא, גם ריריות וגם שערות בנחיריים מונעות כניסת פסולת, פתוגנים ומזהמים לדרכי הנשימה. הגוף שוטף רעלים וחיידקים מהגוף בשתן, דרך השופכה. העור מצופה בשכבה עבה של תאים מתים החוסמים חדירת פתוגנים דרך הנקבוביות. שכבה זו נשפכת לעיתים תכופות, מה שמסיר למעשה כל חיידקים פוטנציאליים ופתוגנים אחרים הנצמדים לתאי העור המתים.

המחסומים הפיזיים מהווים זרוע אחת של קו ההגנה הראשון במערכת החיסון המולדת; הזרוע השנייה מורכבת ממחסומים כימיים. כימיקלים אלה הם חומרים בגוף המפרקים חיידקים ופתוגנים אחרים לפני שהם עלולים לגרום נזק. חומציות על העור משמנים וזיעה מונעת מגידול חיידקים וגורמת לזיהומים. מיץ הקיבה החומצי ביותר של הקיבה הורג את רוב החיידקים ורעלים אחרים שעלולים להיות נבלע - והקאות משמשות כמחסום פיזי להסרת חומרים פתוגניים כגון "הרעלת מזון" גם כן. בעבודה משותפת, המחסומים הכימיים והפיזיים הערניים כל הזמן עושים הרבה כדי להרחיק רבים מהסכנות המיקרוסקופיות של הסביבה המנסות להיכנס לגוף ולגרום נזק.

בעוד קו ההגנה הראשון מורכב ממחסומים פיזיים וכימיים, הקו השני של ההגנה היא הנקודה בה תהליך הפגוציטוזיס הופך להיות מעורב בהדחת האיומים כלפי הגוף. לחומרים זיהומיים רבים כמו וירוסים וחיידקים יש מולקולות על פני השטח שלהם עם צורות שנשארו זהות לאורך ההיסטוריה של האבולוציה. צורות אלה נקראות "תבניות מולקולריות הקשורות לפתוגן" או PAMP. מינים פתוגניים מרובים עשויים לחלוק את אותו PAMP. בשונה ממערכת החיסון ההסתגלותית, ש"זוכרת "את צורות הקולטן של חיידקים וזנים נגיפיים ספציפיים לאחר החשיפה הראשונה, מערכת החיסון המולדת אינו ספציפי, ורק נקשר ל- PAMPs אלה. ישנם פחות מ 200 PAMPs, ותאים הנקראים זקיף נקשרים אליהם ואז מפעילים מערך של תגובות חיסוניות. תאי הזקיף הללו הם מקרופאגים.

אחד המגיבים הראשונים של מערכת החיסון המולדת הם מקרופאגים, אחד מסוגי הפאגוציטים. הם מאוד לא ספציפיים במטרות שלהם, אך הם מגיבים לכל אחד מ -100 עד 200 המנורות המוכרות למערכת החיסון המולדת. כאשר פתוגן בעל PAMP מזוהה נקשר לקולטן דמוי אגרה על פני המקרופאג, קרום התא של המקרופאג מתחיל להתרחב בצורה כזו שהיא חוטפת את החיידק. קרום הפלזמה נסגר כך שהחיידק, שעדיין קשור לקולטן דמוי האגרה, מוחזק בתוך שלפוחית ​​הנקראת פגוזום. בסמוך יש שלפוחית ​​נוספת בתוך המקרופאג הנקראת ליזוזום, אשר מלא באנזימי עיכול. הליזוזום והפאגוזום, המכיל את החיידק, מתמזגים יחד. אנזימי העיכול מפרקים את החיידק.

המקרופאג משתמש בכל חלקי המיקרוב שהוא יכול ומסלק את השאר על ידי סילוק הפסולת בתהליך האקסוציטוזיס. זה חוסך חתיכות של החיידק הנקראות שברי אנטיגן, אשר קשורות למולקולות שתוכננו במיוחד כדי להציג שברים אלה. הם נקראים מולקולות MHC II המציגות אנטיגן, והן מוחדרות לקרום התא של מקרופאג, כשלב מכריע במערכת החיסון ההסתגלותית. זה משמש איתות הפעלה לשחקנים הסלולריים במערכת החיסון ההסתגלותית לגבי איזה זן של פתוגן פלש לגוף. כחלק ממערכת החיסון המולדת, לעומת זאת, מטרתו העיקרית של המקרופאג היא לחפש ולהשמיד את הפולשים. הגוף יכול ליצור מקרופאגים במהירות רבה יותר מאשר לתאים המתמחים יותר של מערכת החיסון ההסתגלותית, אך הם אינם יעילים או מתמחים באותה מידה.

נויטרופילים הם סוג אחר של פגוציטים. הם נקראו פעם מיקרופאגים על ידי אלי מטצ'ניקוף. בדומה למקרופאגים, נויטרופילים הם תוצר של תאי גזע המטופואיטיים במח העצם, המייצרים תאים מיאלואידים. בנוסף לייצור המונוציטים שהופכים למקרופאגים, תאים מיאלואידים מניבים גם כמה תאים אחרים המרכיבים את מערכת החיסון המולדת, כולל נויטרופילים. שלא כמו מקרופאגים, נויטרופילים הם קטנים מאוד, והם נמשכים רק כמה שעות או ימים. הם מסתובבים בדם בלבד, ואילו מקרופאגים מסתובבים בדם וברקמות. כאשר מקרופאגים מגיבים לפתוגנים, הם משחררים כימיקלים לזרם הדם, במיוחד ציטוקינים, המתריעים על המערכת החיסונית בפני פולשים. אין מספיק מקרופאגים כדי להילחם בכל זיהום בלבד, ולכן נויטרופילים מגיבים להתראה הכימית ופועלים במקביל למקרופאגים.

רירית כלי הדם נקראת אנדותל. נויטרופילים הם זעירים כל כך שהם מחליקים בין הפערים המפרידים בין תאי האנדותל, נעים פנימה ומחוצה לכלי הדם. כימיקלים המשתחררים על ידי המקרופאגים לאחר היקשרות לפתוגן גורמים לנויטרופילים להיקשר חזק יותר לתאי האנדותל. ברגע שהנויטרופילים נקשרים היטב לאנדותל, הם נדחקים אל תוך הנוזל הבין-אמצעי, והאנדותל מתרחב. ההתרחבות הופכת אותו לחדיר עוד יותר ממה שהיה לפני שהמקרופאגים הגיבו לפתוגנים, אשר מאפשר זרימת דם מסוימת לרקמות הסובבות את כלי הדם, מה שהופך את האזור לאדום, חם, כואב ו נפוח. התהליך מכונה התגובה הדלקתית.

לפעמים חיידקים משחררים כימיקלים שמנחים את הנויטרופילים כלפיהם. המקרופאגים משחררים גם כימיקלים הנקראים כימוקינים המנחים את הנויטרופילים לעבר מקום ההדבקה. כמו מקרופאגים, נויטרופילים משתמשים בפגוציטוזה כדי לעטוף ולהשמיד את הפתוגנים. לאחר השלמת משימה זו, הנויטרופילים מתים. אם יש מספיק נויטרופילים מתים באתר זיהום, התאים המתים יוצרים את החומר המכונה מוגלה. מוגלה היא סימן לכך שהגוף מרפא את עצמו, וצבעו ועקביותו יכולים להזהיר את הרופא על אופי הזיהום. מכיוון שנויטרופילים הם כל כך קצרים אך כל כך בשפע, הם חשובים במיוחד למלחמה בזיהומים חריפים, כמו פצע נגוע. לעומת זאת מקרופאגים הם ארוכי טווח ושימושים יותר בזיהומים כרוניים.

מערכת המשלים יוצרת גשר בין מערכת החיסון המולדת למערכת החיסון ההסתגלותית. הוא מורכב מכ -20 חלבונים המיוצרים בכבד, המבלים את מרבית זמנם במחזור הדם בצורה לא פעילה. כאשר הם באים במגע עם PAMPs באתרי זיהום הם הופכים לפעילים, וברגע שמערכת המשלים מופעלת, החלבונים מפעילים חלבונים אחרים במפל. לאחר הפעלת החלבונים, הם מתחברים יחד ליצירת קומפלקס התקפת קרום (MAC), שדוחף על פני קרום התא של חיידקים זיהומיות, מה שמאפשר לנוזלים לזרום לתוך הפתוגן ולגרום לו הִתפָּרְצוּת. בנוסף, החלבונים המשלים נקשרים ישירות ל- PAMP, שמתייגים אותם, ומאפשרים לפגוציטים לזהות ביתר קלות את הפתוגנים להרס. החלבונים מקלים גם על נוגדנים למצוא את האנטיגנים כאשר מערכת החיסון ההסתגלותית מעורבת.