البلعمة Phagocytosis

واحدة من ملاحظات إيلي ميتشنيكوف Elie Metchnikoff الرئيسية تضمنت يرقات نجم البحر larvae of starfish. عندما وخزت بقطعة من الخشب، تجمعت الخلايا المتحركة في نجم البحر حول القطعة. من ملاحظات مثل هذه، اقترح ميتشنيكوف أن الخلايا يمكن أن تسعى بنشاط وتبتلع (تتناول) الجزيئات الغريبة في الجسم. نظرية البلعمة theory of phagocytosis لميتشنيكوف وضعت الأساس لواحدة من أهم وظائف المناعة الفطرية innate immunity.

البلعمة Phagocytosis (phago = "أكل eat") هي إلتقاط وهضم الجزيئات الغريبة، بما في ذلك مسببات الأمراض pathogens، بواسطة الخلايا البلعمية phagocytes. قد يحدث هذا في موقع العدوى، وكذلك في الأنسجة اللمفاوية lymphoid tissues.

إذا اخترق ممرض بكتيري أو فيروسي الدفاعات الخارجية exterior defenses، فإن الدخيل intruder عادة يميز، يبتلع، ويقتل بواسطة العدلات neutrophils والبالعات الكبيرة macrophages المقيمة في النسيج. عند الارتباط بالممرض، الخلايا البلعمية تطلق السيتوكينات cytokines والتي ستحفز استجابة التهابية inflammatory response، وكذلك تنشط استجابة مناعية مكتسبة acquired immune response. بعض السيتوكينات، تسمى كيموكينات chemokines، تحفز هجرة العدلات إلى موقع العدوى.

العملية تبدأ بإلتصاق الميكروب إلى سطح الخلية البلعمية. البالعات الكبيرة Macrophages ببساطة لا "تصطدم" في ضحيتها. بدلا من ذلك، تمد نتوءات سيتوبلازمية cytoplasmic protrusions رقيقة، تسمى أقدام كاذبة خيطية filopodia، التي تتموج مثل طعم صيد الأسماك. إذا "أمسك" القدم الكاذب الخيطي filopodium بضحيته، فإن القدم الكاذبة الخيطية تنكمش بسرعة. الغشاء البلازمي بعد ذلك يحيط بالميكروب وانغلاف invagination، أو انطواء، للغشاء ينتج فجوة منضوية internalized vacuole، تسمى اليبلوع (الجسم البلعمي) phagosome. اليبلوع يصبح الآن محمض acidified والأس الهيدروجيني المنخفض يساعد في قتل أو تثبيط الممرض. بالإضافة إلى ذلك، اليبلوع يندمج مع العديد من الجسيمات الحالة (الليسوسومات) lysosomes. في هذا الجسم الحال اليبلوعي (اليحلول اليبلوعي) phagolysosome، إنزيمات الجسيم الحال lysosome enzymes، مثل الليزوزيم lysozyme والهيدرولات الحمضية acid hydrolases تهضم الممرض. بالإضافة إلى ذلك، البلعمة تحفز ما يسمى الإنفجار التنفسي respiratory burst التي تنتج متأيضات سامة toxic metabolites، بما في ذلك بيروكسيد الهيدروجين hydrogen peroxide (H₂O₂)، أكسيد النيتريك nitric oxide (NO)، الأنيونات فائقة الأكسيد superoxide anions (^-O2)، وحمض الهيبوكلوروز hypochlorous acid (مبيض bleach).

العدلات Neutrophils عادة هي نوع الخلية الأول الذي يصل الى موقع العدوى. لأن العدلات هي خلايا قصيرة العمر short-lived، البالعات الكبيرة macrophages الأطول عمرا التي تصل إلى الموقع هي أكثر احتمالا لقتل أغلبية مسببات الأمراض. بالنسبة للعدلات، الموت ليس نهاية دورها في الدفاع الفطري innate defense ضد مسببات الأمراض. عندما تتصل العدلات الحية بمسببات الأمراض، فإن بعض الخلايا قد تحول نفسها إلى ألياف خارج خلوية extracellular fibers تسمى أفخاخ العدلات الخارج خلوية neutrophil extracellular traps (NETs). في هذه الحالات، العدلات تصبح مشوهة deformed، ويتفكك الغلاف النووي nuclear envelope والأغشية الحبيبية granule membranes. عندما يتمزق الغشاء البلازمي plasma membrane للعدلات الميتة، تمتزج مكونات أفخاخ العدلات الخارج خلوية — DNA النووي nuclear DNA والبروتينات المضادة للميكروبات الحبيبة granule antimicrobial proteins. تحاصر مسببات الأمراض الغازية في ألياف أفخاخ العدلات الخارج خلوية هذه والعوامل المضادة للميكروبات تحلل وتقتل مسببات الأمراض دون الحاجة إلى البلعمة.

في النهاية، العائل يزيل الممرض وتنتهي العدوى، بينما يتم التخلص من الفضلات من الخلايا البلعمية. ومع ذلك، علاقة العائل – الميكروب host-microbe relationship تتطور دائما لتعطي إما العائل أو الميكروب الأفضلية. أحيانا الممرض يحصل على اليد العليا "باستخدام" البلعمة لمصلحته.

على الرغم من أن الخلايا البلعمية فعالة في قتل مسببات الأمراض وتطهير العديد من حالات العدوى، غالبا ما تحدث أضرار جانبية collateral damage. خلال النشاط البلعمي الشرس الذي يحدث في موقع العدوى، قد تطلق إنزيمات الجسيم الحال ومنتجات أخرى بدون قصد في الأنسجة المحيطة. بالإضافة إلى ذلك، تطلق العدلات إنزيمات الجسيم الحال عندما تموت. المواد المطلقة قد يكون لها آثار ضارة على الأنسجة المحيطة وغالبا هي السبب الرئيسي لتلف الأنسجة من العدوى. في الواقع، الصديد (القيح) pus، والذي يتكون من عدلات ميتة وأنسجة تالفة ناجمة عن تلف الجسيم الحال، غالبا هي علامة على العدوى.

يعزز استيعاب internalization الميكروبات في الخلايا البلعمية غالباً عندما تكون الميكروبات مغلفة ببعض بروتينات المصل serum proteins، مثل الأجسام المضادة antibodies أو المتمم complement (الأجسام المضادة: هي بروتينات تنتجها الخلايا البلازمية plasma cells في استجابة لوجود خلية أو مادة غريبة، مثل بكتيريا أو فيروس). هذه الجزيئات البروتينية، تسمى طاهيات opsonins، تلتصق على الميكروبات وتزيد قدرة الخلايا البلعمية على الإلتصاق بالممرض. عملية البلعمة المعززة تسمى الطهاية opsonization.