Phagozytose

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 30. Januar 2017
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Aufnahme, Einschluss und Verdauung zellfremder Partikel in einer für diesen Vorgang spezialisierten Zelle wird als Phagozytose bezeichnet. Der Einschluss der Partikel erfolgt über die Bildung von Hohlräumen (Phagosomen), die nach Aufnahme der Partikel mit speziellen Vesikeln, den Lysosomen, verschmelzen. Sie enthalten die für die Verdauung bzw. Abbau der eingefangenen Partikel notwendigen Enzyme.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Phagozytose?

Als Phagozytose wird der intrazelluläre Verdauungsvorgang von darauf spezialisierten Zellen (Phagozyten) bezeichnet. Die Phagozytose beinhaltet den gesamten „Fressvorgang“, der aus dem Einschluss des zu verdauenden extrazellulären Materials sowie dessen Abbau bzw. Verdauung besteht.

Die Phagozyten umfließen das Material und schließen es in spezielle Hohlräume, den Phagosomen, ein. Anschließend vereinigen sich kleine Vesikel, Lysosome genannt, mit dem Phagosom zum Phagolysosom und stellen ihre Verdauungsenzyme zur Verfügung, mit denen die interne Verdauung eingeleitet wird.

Das zu verdauende Material können pathogene Bakterien, mit Viren infizierte Zellen, metastasierende Krebszellen oder Zellreste abgestorbener Zellen sowie Pilze oder Pilzsporen sein. Auch Fremd- und Giftstoffe, die sich im Blutstrom befinden oder in das Gewebe eingedrungen sind, werden – wenn möglich – über den Weg der Phagozytose unschädlich gemacht.

Die Partikel, die nach der Phagozytose übrig bleiben, entlässt der Phagozyt in den extrazellulären Raum, wo die Partikel in der Regel vom Lymphsystem aufgenommen und über eine Sammelstelle in das venöse Blut zur weiteren Entsorgung abgegeben werden.

Eine Sonderstellung nehmen die dendritischen Zellen ein. Sie können ebenfalls pathogene Keime und Fremd- oder Schadstoffe aufnehmen, haben aber nicht die Fähigkeit, die aufgenommenen Stoffe zu phagozytieren, sondern können sie lediglich im Interzellularraum weiter transportieren.

Funktion & Aufgabe

Die Phagozytose wird vom angeborenen und erworbenen Immunsystem zur dezentralen Bekämpfung möglicher pathogener Keime, zum dezentralen Abbau körpereigener abgestorbener Zellen und zur Abtötung körpereigener Krebszellen und mit Viren infizierter Zellen genutzt. Die zur Wahrnehmung dieser Aufgaben befähigten und spezialisierten Fresszellen sind mehrere Arten von Granulozyten, weißen Blutkörperchen, die dem angeborenen oder primären Immunsystem zugerechnet werden und ohne Verzug in Aktion treten können.

Die Phagozytose wird damit für die Erfüllung mehrerer Aufgaben und Funktionen herangezogen. Eine wichtige Aufgabe besteht darin, die vom Immunsystem identifizierten und von den Phagozyten eingefangenen pathogenen Keime abzutöten und anschließend so zu zerlegen, dass die noch verwendbaren Stoffe dem Körper verfügbar gemacht werden und die „unverdaulichen“ und unverwertbaren Reste über das Lymphsystem und den Blutkreislauf ausgeschieden werden können.

Als Phagozytose wird der intrazelluläre Verdauungsvorgang von darauf spezialisierten Zellen (Phagozyten) bezeichnet.

Eine weitere wichtige Aufgabe der Phagozytose besteht darin, die vielen absterbenden oder bereits abgestorbenen körpereigenen Zellen zu zerlegen, die wieder verwendbaren Stoffe zurückzugewinnen und den unbrauchbaren Rest zur Entsorgung dem Lymphsystem zu überlassen. Zur Erfüllung dieser Aufgaben sind außer den Phagozyten auch bestimmte Gewebezellen wie Fibroblasten, Endothelzellen und Epithelzellen zu einer eingeschränkten Phagozytose befähigt, die sich ausschließlich auf die Beseitigung körpereigener Zellreste bezieht. Dadurch werden die Phagozyten entlastet und stehen mehr für ihre Primäraufgaben, der Abwehr pathogener Keime zur Verfügung.

Eine dritte wichtige Aufgabe und Funktion leistet die Phagozytose als „Erfüllungsgehilfe“ des Immunsystems bei der Abtötung und Zerlegung körpereigener Zellen, wenn diese vom Immunsystem als gefährliche Tumorzellen oder als von Viren befallene Zellen identifiziert wurden. Die Erkennung der Zellen geschieht über komplexe spezifische Erkennungsmuster, auf die die Phagozyten programmiert sind. Gesteuert werden die Reaktionen der Phagozyten durch Zytokine, Botenstoffe, auf die die Fresszellen mit bestimmten Verhaltensweisen bzw. Aktivitätsmuster antworten.

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Krankheiten & Beschwerden

Im Zusammenhang mit der Phagozytose, die unter anderem der Abtötung pathogener Keime dient, kann es zu Problemen kommen, weil bestimmte Krankheitserreger wie das Mycobacterium tuberculosis (Tuberkelbazillus) in der Lage sind, den Phagozyten zur Phagozytose zu veranlassen, um über diesen Vorgang in das Innere des Phagozyten zu gelangen, ohne sich verdauen zu lassen. Innerhalb des Phagozyten, quasi in dessen Schutz, können sich die Keime dann stark vermehren.

Weitere pathogene Keime, die sich der Phagozytose zur eigenen Reproduktion bedienen, sind die bakteriellen Erreger Salmonella enterica und Shigella flexneri. Beide Keime werden mit verdorbenen Lebensmitteln aufgenommen, und beide Erreger synthetisieren spezifische Proteinmischungen, die sie den Phagozyten injizieren und diese dazu veranlassen, Membranausstülpungen zu bilden, die die Keime anschließend aktiv aufnehmen. Auch diese Bakterien überleben den Versuch der Phagozytose unbeschadet und vermehren sich stattdessen im Schutz des Phagozyten.

Eine gravierende Einschränkung der Fähigkeit zur Phagozytose kann durch Phagozytendefekte entstehen. Es handelt sich dabei um eine Reduzierung der Anzahl der Phagozyten, um eine Neutropenie oder um eine Einschränkung der Funktionsfähigkeit der Zellen, z. B. durch einen Leukozytenadhäsionsdefekt (LAD). Beide Krankheiten können primär, also genetisch bedingt sein oder durch Infektionen oder toxische Stoffe – auch als Nebenwirkung bestimmter Medikamente – erworben sein.

Eine sogenannte septische Granulomatose liegt vor, wenn neutrophile Granulozyten, die dem primären Immunsystem zugerechnet werden zwar pathogene Keime aktiv aufnehmen, die anschließende Phagozytose die Erreger aber aufgrund einer genetisch bedingten Stoffwechselstörung nicht abtöten kann.

Erworbene oder angeborene Störungen der T-Lymphozyten werden in Zusammenhang mit verschiedenen Autoimmunkrankheiten gebracht. In diesem Fall können die Funktionsstörungen der T-Lymphozyten dazu führen, dass sie körpereigenes Gewebe bzw. körpereigene Zellen nicht immer als körpereigen erkennen. Sie greifen die Zellen bestimmter Gewebearten an, um sie anschließend zu phagozytieren. Eine bekannte Viruserkrankung, die im Zusammenhang mit einer Funktionsstörung der T-Lymphozyten steht, ist AIDS. Die Krankheit wird durch das HI-Virus ausgelöst und führt zu einer ständigen Abnahme der T-Helferzellen, so dass im fortgeschrittenen Stadium die Immunabwehr völlig erlahmt.

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