Twee soorten fagocyten

Fagocyten zijn een type cel dat andere cellen opslokt en "opeet". Hun rol in het immuunsysteem kwam aan het licht door het werk van Elie Metchnikoff, een wetenschapper aan het begin van de 20e eeuw. Hij was destijds erg beroemd om zijn ontdekkingen van wat hij 'professionele' en 'onprofessionele' fagocyten noemde, hoewel die termen nu doorgaans als verouderd worden beschouwd. Hij was ook een sterke aanhanger van het darwinisme en maakte sterke, populaire argumenten voor het publiek om regelmatig yoghurt te consumeren om de bacteriële balans in hun maagdarmkanaal te beschermen. Metchnikoff licht toe hoe essentieel de professionele fagocyten zijn voor het vermogen van het immuunsysteem om infecties te bestrijden. Onprofessionele fagocyten zijn cellen die andere primaire functies hebben dan het opslokken en oplossen van cellen, zoals bepaalde vaardigheidscellen. Professionele fagocyten, volgens de terminologie van Metchnikoff, zijn cellen waarvan de primaire functie is gewijd aan fagocytose. Met andere woorden, het is hun taak om pathogene cellen te vinden en te vernietigen die gevaarlijk zijn voor het organisme.

Veel cellen in de lichamen van meercellige organismen nemen deel aan fagocytose, zoals bepaalde huidcellen. Ziekteverwekkers zijn microben of andere vreemde lichamen die schade of ziekte kunnen veroorzaken. Soms zijn ziekteverwekkers in feite geen lichaamsvreemde lichamen, maar kwaadaardige – of kankerachtige – cellen die al in het lichaam aanwezig zijn. Fagocyten werken om al deze soorten potentieel schadelijke pathogenen te verwijderen. Fagocyten worden gemaakt door cellen die hematopoëtische stamcellen worden genoemd en die aanwezig zijn in het beenmerg. Deze stamcellen produceren myeloïde en lymfoïde cellen, die op hun beurt aanleiding geven tot andere cellen, waaronder de cellen die fundamenteel zijn voor het immuunsysteem. Sommige van de cellen waaruit de myeloïde cellen ontstaan, zijn monocyten en neutrofielen. Neutrofielen zijn een soort fagocyten. Monocyten geven aanleiding tot macrofagen, een ander type fagocyt.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Fagocyten zijn een type cel dat andere cellen opslokt en "opeet". Twee soorten fagocyten zijn macrofagen en neutrofielen, beide essentiële cellen die betrokken zijn bij immuniteit. Ze zijn vooral betrokken bij het aangeboren immuunsysteem, dat vanaf het begin van iemands leven effectief is. Macrofagen en neutrofielen binden zich aan vormen die PAMP's worden genoemd op de oppervlakken van veel invasieve microben, en absorberen en lossen de microben vervolgens op.

Net als andere gewervelde dieren hebben mensen twee soorten immuunsysteem voor bescherming tegen ziekteverwekkers. Een van de afweersystemen wordt het aangeboren immuunsysteem genoemd. Het aangeboren immuunsysteem is ook aanwezig in de meeste andere levensvormen. Bij gewervelde dieren gebruikt dit systeem fagocyten als een van zijn verdedigingslinies. Het aangeboren immuunsysteem wordt zo genoemd omdat de instructies voor zijn werking zijn geschreven in de genetische codes van soorten. Dit systeem is effectief vanaf het begin van iemands leven en reageert op ziekteverwekkers die al millennia bestaan. Dit in tegenstelling tot het adaptieve of verworven immuunsysteem, dat uniek is voor gewervelde dieren en hun tweede immuunsysteem is. Het past zich aan aan pathogenen waaraan het individuele organisme tijdens het leven wordt blootgesteld.

Het adaptieve immuunsysteem heeft meer tijd nodig om op bedreigingen te reageren dan het aangeboren immuunsysteem, deels omdat het veel specifieker is in zijn reactie op bedreigingen. Het adaptieve immuunsysteem is het immuunsysteem waarop mensen vertrouwen bij het ontvangen van vaccinaties om te voorkomen dat ze in de toekomst ziek worden door griep, pokken of tal van andere infectieziekten. Het adaptieve immuunsysteem is ook verantwoordelijk voor het vertrouwen dat een persoon heeft dat hij dat nooit meer zal doen besmet raken met waterpokken, bijvoorbeeld omdat ze er ziek van waren toen ze zes jaar waren oud. In dit tweede soort immuunsysteem is er een eerste blootstelling aan een infectieus agens, een antigeen genaamd, door ziekte of vaccinatie. Die eerste blootstelling leert het adaptieve immuunsysteem om het antigeen te herkennen. Als het antigeen in de toekomst nog een keer binnenvalt, zullen receptoren op het oppervlak van het antigeen een reeks immuunreacties veroorzaken die op maat zijn gemaakt voor die specifieke infectiestam. Fagocyten zijn echter voornamelijk betrokken bij het aangeboren immuunsysteem.

Voordat de fagocyten betrokken raken bij de strijd tegen ziekteverwekkers als onderdeel van het aangeboren immuunsysteem systeem gebruikt het lichaam een ​​minder kostbare verdedigingslinie die bestaat uit fysieke barrières en chemicaliën belemmeringen. De omgeving zit vol met gifstoffen en besmettelijke stoffen in de lucht, het water en het voedsel. Er zijn een aantal fysieke barrières in het menselijk lichaam die indringers blokkeren of verdrijven. Zowel slijmvliezen als haren in de neusgaten voorkomen bijvoorbeeld dat vuil, ziekteverwekkers en verontreinigende stoffen de luchtwegen binnendringen. Het lichaam spoelt gifstoffen en microben uit het lichaam in de urine, via de urethra. De huid is bedekt met een dikke laag dode cellen die ervoor zorgen dat ziekteverwekkers niet via de poriën kunnen binnendringen. Deze laag werpt vaak af, waardoor potentiële microben en andere pathogenen die zich aan de dode huidcellen hechten, effectief worden verwijderd.

De fysieke barrières vormen een arm van de eerste verdedigingslinie in het aangeboren immuunsysteem; de andere arm bestaat uit chemische barrières. Deze chemicaliën zijn stoffen in het lichaam die microben en andere ziekteverwekkers afbreken voordat ze schade kunnen aanrichten. Zuur op de huid door oliën en zweet voorkomt dat bacteriën groeien en infecties veroorzaken. Het zeer zure maagsap van de maag doodt de meeste bacteriën en andere gifstoffen die mogelijk zijn ingeslikt - en braken fungeert als een fysieke barrière om ziekteverwekkers zoals "voedselvergiftiging" te verwijderen ook. Door samen te werken, doen de altijd waakzame chemische en fysieke barrières veel van de microscopische gevaren van de omgeving die proberen het lichaam binnen te dringen en schade aan te richten buiten de deur te houden.

Terwijl de eerste verdedigingslinie bestaat uit fysieke en chemische barrières, bestaat de tweede verdedigingslinie uit verdediging is het punt waarop het proces van fagocytose betrokken raakt bij het afweren van bedreigingen voor het lichaam. Veel infectieuze agentia zoals virussen en bacteriën hebben moleculen op hun oppervlak met vormen die in de geschiedenis van de evolutie hetzelfde zijn gebleven. Deze vormen worden "pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen" of PAMP's genoemd. Meerdere pathogene soorten kunnen dezelfde PAMP delen. In tegenstelling tot het adaptieve immuunsysteem, dat de receptorvormen van specifieke bacteriën en virale stammen na de eerste blootstelling ‘onthoudt’, is het aangeboren immuunsysteem is niet-specifiek en bindt alleen aan deze PAMP's. Er zijn minder dan 200 PAMP's en cellen die schildwachten worden genoemd, binden eraan en veroorzaken vervolgens een reeks immuunreacties. Deze schildwachtcellen zijn macrofagen.

Een van de eerste responders van het aangeboren immuunsysteem zijn macrofagen, een van de typen fagocyten. Ze zijn erg niet-specifiek in hun doelwitten, maar ze reageren op elk van de 100 tot 200 PAMP's die het aangeboren immuunsysteem kent. Wanneer een pathogeen met een herkenbare PAMP zich bindt aan een tolachtige receptor op het oppervlak van de macrofaag, begint het celmembraan van de macrofaag zo uit te zetten dat het de microbe overspoelt. Het plasmamembraan sluit zodat de microbe, nog steeds gebonden aan de tolachtige receptor, wordt vastgehouden in een blaasje dat een fagosoom wordt genoemd. In de buurt bevindt zich nog een blaasje in de macrofaag, een lysosoom genaamd, dat gevuld is met spijsverteringsenzymen. Het lysosoom en het fagosoom, dat de microbe bevat, smelten samen. De spijsverteringsenzymen breken de microbe af.

De macrofaag gebruikt alle delen van de microbe die hij kan en voert de rest af door het afval te verdrijven via het proces van exocytose. Het bespaart stukjes van de microbe die antigeenfragmenten worden genoemd en die zijn gebonden aan moleculen die speciaal zijn ontworpen om deze fragmenten weer te geven. Ze worden antigeenpresenterende MHC II-moleculen genoemd en worden in het celmembraan van de macrofaag ingebracht als een cruciale stap in het adaptieve immuunsysteem. Dit dient als een activerend signaal voor de cellulaire spelers in het adaptieve immuunsysteem over welke ziekteverwekker het lichaam precies is binnengedrongen. Als onderdeel van het aangeboren immuunsysteem is het primaire doel van de macrofaag echter om de indringers te zoeken en te vernietigen. Macrofagen kunnen sneller door het lichaam worden gemaakt dan de meer gespecialiseerde cellen van het adaptieve immuunsysteem, maar ze zijn niet zo effectief of gespecialiseerd.

Neutrofielen zijn een ander type fagocyt. Ze werden ooit microfagen genoemd door Elie Metchnikoff. Net als macrofagen zijn neutrofielen een product van hematopoëtische stamcellen in het beenmerg, die myeloïde cellen produceren. Naast het opleveren van de monocyten die macrofagen worden, leveren myeloïde cellen ook verschillende andere cellen op die het aangeboren immuunsysteem vormen, waaronder neutrofielen. In tegenstelling tot macrofagen zijn neutrofielen erg klein en gaan ze maar een paar uur of dagen mee. Ze circuleren alleen in het bloed, terwijl macrofagen in het bloed en de weefsels circuleren. Wanneer macrofagen reageren op ziekteverwekkers, geven ze chemicaliën af in de bloedbaan, met name cytokinen, die het immuunsysteem waarschuwen voor indringers. Er zijn niet genoeg macrofagen om een ​​infectie alleen te bestrijden, dus neutrofielen reageren op de chemische waarschuwing en werken samen met macrofagen.

De bekleding van bloedvaten wordt het endotheel genoemd. Neutrofielen zijn zo klein dat ze tussen de openingen tussen de endotheelcellen glippen en in en uit de bloedvaten bewegen. Chemische stoffen die vrijkomen door de macrofagen na binding aan een pathogeen zorgen ervoor dat de neutrofielen steviger aan de endotheelcellen binden. Zodra de neutrofielen stevig aan het endotheel zijn gebonden, knijpen ze zich een weg in de interstitiële vloeistof en verwijdt het endotheel. De verwijding maakt het nog meer doorlaatbaar dan het was voordat de macrofagen op de ziekteverwekkers reageerden, wat laat wat bloed in de weefsels rond de bloedvaten stromen, waardoor het gebied rood, warm, pijnlijk en gezwollen. Het proces staat bekend als de ontstekingsreactie.

Soms geven bacteriën chemicaliën af die de neutrofielen naar hen toe leiden. De macrofagen geven ook chemicaliën af, chemokinen genaamd, die de neutrofielen naar de plaats van infectie leiden. Net als macrofagen gebruiken neutrofielen fagocytose om de ziekteverwekkers te omhullen en te vernietigen. Zodra deze taak is voltooid, sterven de neutrofielen. Als er voldoende dode neutrofielen op een infectieplaats zijn, vormen de dode cellen de stof die bekend staat als pus. Pus is een teken dat het lichaam zichzelf geneest en de kleur en consistentie ervan kunnen een zorgverlener waarschuwen voor de aard van de infectie. Omdat neutrofielen zo kort maar zo talrijk zijn, zijn ze vooral belangrijk voor de bestrijding van acute infecties, zoals een geïnfecteerde wond. Macrofagen daarentegen hebben een lange levensduur en zijn nuttiger voor chronische infecties.

Het complementsysteem slaat een brug tussen het aangeboren immuunsysteem en het adaptieve immuunsysteem. Het bestaat uit ongeveer 20 eiwitten die in de lever worden geproduceerd en die het grootste deel van hun tijd in inactieve vorm door de bloedbaan circuleren. Wanneer ze in contact komen met PAMP's op infectieplaatsen, worden ze geactiveerd en zodra het complementsysteem is geactiveerd, activeren de eiwitten andere eiwitten in een cascade. Nadat de eiwitten zijn geactiveerd, voegen ze zich samen om een ​​membraanaanvalscomplex (MAC) te vormen, dat de door het celmembraan van infectieuze microben, waardoor vloeistoffen in de ziekteverwekker kunnen stromen en deze veroorzaken uitbarsting. Bovendien binden de complementeiwitten direct aan PAMP's, die ze taggen, waardoor fagocyten de pathogenen gemakkelijker kunnen identificeren voor vernietiging. De eiwitten maken het ook gemakkelijker voor antilichamen om de antigenen te vinden wanneer het adaptieve immuunsysteem erbij betrokken raakt.