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5.15: Phagozytose
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Phagocytosis
 
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5.15: Phagocytosis

5.15: Phagozytose

Cells pull particles inward and engulf them in spherical vesicles in an energy-requiring process called endocytosis. Phagocytosis (“cellular eating”) is one of three major types of endocytosis. Cells use phagocytosis to take in large objects—such as other cells (or their debris), bacteria, and even viruses.

The objective of phagocytosis is often destruction. Cells use phagocytosis to eliminate unwelcome visitors, like pathogens (e.g., viruses and bacteria). It is perhaps unsurprising, that many immune system cells, including neutrophils, macrophages, and monocytes, leverage phagocytosis to destroy pathogens or infected host cells. In addition to immune system cells, amoebae, algae, and other single-celled organisms use phagocytosis to eat.

Phagocytosis begins when a particle (e.g., virus) contacts the engulfing cell, called a phagocyte. Sometimes, this is a chance encounter. Other times, the phagocyte follows a chemical signal to the particle, in a process called chemotaxis. The phagocyte eventually binds to the particle or cell via surface receptors. Different types of phagocytes use distinct receptors for phagocytosis. These receptors may be general, responding to a variety of stimuli, or specific.

The phagocyte begins to surround and engulf the particle bound to its surface by extending regions of its cytoplasm, called pseudopods, around the particle. The pseudopods continue to surround the particle until it is completely enveloped and pinched off into the cytoplasm. Together, the particle and enveloping vesicle form a phagosome.

The phagosome then fuses with a lysosome, forming a phagolysosome. The lysosome is a spherical cytoplasmic organelle that processes cellular waste in a highly acidic milieu. The fusion of the phagosome and lysosome brings the engulfed particles in contact with the degradative enzymes that neutralize or eliminate the particles. Eventually, the phagolysosome forms a waste-containing residual body that is released from the cell.

Die Zellen ziehen Partikel nach innen und verschlingen sie in kugelförmigen Vesikeln in einem energieaufwändigen Prozess, der Endozytose genannt wird. Die Phagozytose ist eine von drei Hauptarten der Endozytose. Zellen nutzen die Phagozytose, um große Objekte wie andere Zellen (oder deren Bruchstücke), Bakterien und sogar Viren aufzunehmen.

Das Ziel der Phagozytose ist oft die Zerstörung. Zellen nutzen die Phagozytose, um ungebetene Eindringlinge, wie z.B. Krankheitserreger (z.B. Viren und Bakterien), zu eliminieren. Es ist vielleicht nicht überraschend, dass viele Zellen des Immunsystems die Phagozytose nutzen, um Krankheitserreger oder infizierte Wirtszellen zu zerstören. Beispiele hierfür sind Neutrophiler, Makrophagen und Monozyten. Zusätzlich zu den Zellen des Immunsystems nutzen Amöben, Algen und andere Einzeller die Phagozytose zur Nahrungsaufnahme.

Die Phagozytose beginnt, wenn ein Partikel (z.B. ein Virus) mit der verschlungenen Zelle, der sogenannten Phagozyten, in Kontakt kommt. Manchmal ist dies eine zufällige Begegnung. Andere Male folgt die Phagozytose einem chemischen Signal an das Partikel. Dieser Prozess wird Chemotaxis genannt. Die Phagozyten binden sich schließlich über Oberflächenrezeptoren an das Partikel oder die Zelle. Verschiedene Arten von Phagozyten verwenden unterschiedliche Rezeptoren für die Phagozytose. Diese Rezeptoren können allgemein sein, auf eine Vielzahl von Stimuli reagieren oder auch spezifisch.

Der Phagozyt beginnt das an seine Oberfläche gebundene Partikel zu umhüllen und verschlingt es dann. Dies geschieht indem der Phagozyt Regionen seines Cytoplasmas, Pseudopodien genannt, um das Partikel herum ausbreitet. Die Pseudopodien umgeben das Partikel so lange, bis es vollständig umhüllt und im Cytoplasma eingeklemmt ist. Partikel und Hüllvesikel bilden zusammen ein Phagosom.

Das Phagosom verschmilzt dann mit einem Lysosom und bildet ein Phagolysosom. Das Lysosom ist ein kugelförmiges Cytoplasmatisches Organell, das in einem stark sauren Milieu Zellabfälle verarbeitet. Durch die Verschmelzung von Phagosom und Lysosom kommen die verschluckten Partikel mit den abbauenden Enzymen in Kontakt. Diese neutralisieren oder eliminieren die aufgenommenen Partikel. Abschließend bildet das Phagolysosom einen abfallhaltigen Restkörper, der aus der Zelle freigesetzt wird.


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