بیگانه خوار چیست؟ – ویژگی ها، عملکرد و انوع آن

بیگانه خوار یا فاگوسیت گلبول سفیدی است که به عنوان بخشی از سیستم ایمنی بدن محسوب می شود. فاگوسیت در مبارزه با عفونت ها به بدن کمک کرده و به دفع لاشه ی سلول ها می پردازد. ذرات خارجی مانند سلول های میکروبی به وسیله بیگانه خوارها بلعیده شده و از بین می روند. پاتوژن ها، مولکول های بیگانه و اجزای فرسوده با کمک بیگانه خوارها هضم شده و نابود شوند. کتاب علوم ششم می تواند راهنمای خوبی برای بیان توضیحات مختصر درباره بیگانه خوارها و انواع آن ها باشد. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک نیز ما را با بیگانه خوار، ویژگی ها و همچنین انواع آن آشنا می کند.

بیگانه خوار یا فاگوسیت چیست؟

به ذراتی که توانایی بیگانه خواری داشته و در حذف مولکول های بیگانه از بدن نقش دارند، به نام فاگوسیت خوانده می شوند. این ذرات نقش مهمی در مبارزه با عفونت ها و پاسخ های التهابی بدن دارند. غشای سلول ها در فاگوسیت ها در مواجه با اجزای خارجی، تغییر شکل داده و پای کاذب ایجاد می کند. پای کاذب اطراف سلول های بیگانه را فرا گرفته و آن ها را وارد واکوئل سیتوپلاسم خود می کند. آنزیم هایی که برای هضم این مواد لازم هستند به وسیله لیزوزم ها ترشح می شود.

بسیاری از سلول های بدن از جمله گلبول هی سفید با استفاده از فاگوسیتوز برای از بین بردن سلول ها استفاده می کنند. این سلول ها با مولکول های گیرنده خود جذب مواد شیمایی می شوند که نشان دهنده عفونت هستند. سلول های مرده و یا حتی سلول هایی که در حال مرگ هستند نیز توسط بیگانه خوارها نابود می شوند. فاگوسیتوز راهی است که فاگوسیت ها برای از بین بردن سلول های در حال مرگ، باکتری ها و میکروب های دیگر استفاده می کنند. در هر لیتر از خون انسان، حدود شش میلیارد فاگوسیت وجود دارد.

فاگوسیتوز یا بیگانه خواری چیست؟

بیگانه خواری فرایندی است که در آن سلول های فاگوسیت می توانند به قسمت خاصی از سلولی که مد نظر است، متصل شده و با در بر گرفتن اطراف آن، سلول بیگانه را به سمت خود می کشند. این فرایند را در مواقع خاصی می توان مشاهده کرد. به عنوان مثال وقتی سلولی مانند سلول های سیستم ایمنی، یک ویروس و یا سلول آلوده را می خواهد نابود کند. فاگوسیتوز به دلیل ویژه بودن با روش های اندوسیتوز دیگر متفاوت است. چون این سلول ها برای اتصال به سلول هایی که باید از بین بروند، گیرنده های خاصی در سطح خود دارند. از شرایط مهم انجام فرایند فاگوسیتوز، تماس فیزیکی با ذره بیگانه است.

چگونگی انجام بیگانه خواری

بلعیده شدن یک پاتوژن و یا بقایای سلولی به وسیله یک سلول بیگانه خوار را بیگانه خواری می گویند. بیگانه خواری فرایندی است که در هر بافتی از بدن مانند جریان خون، آلوئول های ریه ها و فضای بین بافتی می تواند رخ دهد. فاگوسیتوز طی مراحلی انجام می شود.

ابتدا اتصال گیرنده ای که روی سلول فاگوسیت وجود دارد به ذره ی خارجی چون میکروب انجام می شود. Fc به عنوان معمول ترین گیرنده به آنتی بادی های وصل می شود که یک پاتوژن را اپسونیزه (به فرایندی گفته می شود که برای برچسب گذاری پاتوژن ها از یک اپسونین یا آنتی بادی استفاده می شود) کردند.

در مرحله بعد، با اندوسیتوز، سیتوپلاسم پاتوژن اتصال یافته، توسط سلول فاگوسیت فرا گرفته شده و بلعیده می شود.

سپس این پاتوژن غرق شده توسط واکوئولی نگهداری می شود که فاگوزوم نامیده می شود. بعد وصل شدن آن به لیزوزوم های داخل سلول صورت می گیرد.

نابودی پاتوژن ها با واکنش های شیمیایی انجام می شود که انفجار اکسیداتیو خوانده می شود. در این فرایند از اکسیژن و اکسیداز NADPH برای کشتن پاتوژن ها استفاده می شود که روش استرس اکسیداتیو صورت می گیرد. استرس اکسیداتیو با آسیب به DNA، میتوکندری و یا غشای سلولی، موجب نابودی سلول می شود.

در نهایت دفع و خروج بقایای پاتوژن ها به وسیله اگزوسیتوز سلول فاگوسیت صورت می گیرد.

انواع بیگانه خوارها

فاگوسیت های متنوعی با عملکردهای مختلف در بدن وجود دارد که یکی از این عملکردها، فرایند فاگوسیتوز است. سلول های بنیادی مغز استخوان منشا مشتق شدن سلول های بیگانه خوار هستند. سلول های فاگوسیت در دو دسته ی اصلی و فرعی وجود دارند. از انواع فاگوسیت های اصلی می توان به مونوسیت ها، ماکروفاژها، نوتروفیل ها، سلول های دندریتیک بافتی و ماست سل ها اشاره داشت. نمونه ای از فاگوسیت های فرعی که گیرنده ای برای شناسایی پاتوژن های اپسونیزه ندارند و به دسته ی سلول های سیستم ایمنی بدن تعلق ندارند،  سلول های اپیتلیال و فیبروبلاست ها هستند.

بیگانه خوارهای اصلی

مونوسیت ها

یکی از بیگانه خوارهای اصلی به نام مونوسیت است که در گردش خون وجود داشته و در اطراف بدن در چرخش است. در برخی از مواقع مانند مواجه شدن بدن با عفونت، مونوسیت به بافت ها ورود می کند. رشد مونوسیت ها در مغز استخوان بوده ولی بالغ شدن آن ها در خون صورت می گیرد. اجزای تشکیل دهنده مونوسیت های بالغ، هسته های بزرگ، صاف، لوب دار و به شکل لوبیا و همچنین سیتوپلاسمی است که داخل آن گرانول وجود دارد. مونوسیت ها بعد از این که به بلعیدن مواد خارجی می پردازند، هدایت آنتی ژن به سلول های دیگر سیستم ایمنی انجام می دهند.

اگر مونوسیت ها وارد بافت شوند به ماکروفاژ تغییر شکل می دهند. مونوسیت ها در دو گروه یکی در گردش و دیگری حاشیه ای تقسیم می شوند. گروه حاشیه ای که ۷۰ درصد آن ها را تشکیل می دهند در بافت های دیگر می مانند. خروج مونوسیت ها از خون بعد از ۲۰ تا ۴۰ ساعت صورت می گیرد.

ماکروفاژها

همان طور که در بالا گفته شد، مونوسیت ها بعد از ورود به بافت ها به ماکروفاژها که گروه دیگری از بیگانه خوارها هستند، متمایز می شوند. ماکروفاژها اولین مکانیسم دفاعی هستند که نقش مهمی در فاگوسیتوز مواد خارجی چون میکروب ها دارند. تشکیل ماکروفاژها علاوه بر تمایز مونوسیت ها، از سلول های بنیادی گرانولوسیتی یا تقسیم سلولی ماکروفاژی از قبل خود است. لیزوزوم های زیادی در ماکروفاژها وجود دارد علیرغم این که در آن ها گرانول وجود ندارد. حضور ماکروفاژها در تمام بافت ها و اندام ها بوده ولی در جریان خون خیلی کم می تواند وجود داشته باشد.

ماکروفاژها با توجه به این که در کدام ناحیه قرار دارند دارای نام های مختلفی هستند. به عنوان مثال میکروگلیا در سیستم عصبی مرکزی بوده و سلول های کوپفر در کبد قرار دارند.

سلول های دندریتیک یا دارینه ای

دندریتیک ها سلول هایی اخصاصی هستند که آنتی ژن ها را ارائه داده و دندریت در آن ها برآمدگی های طویلی است که نقش مهمی در بلعیدن ذرات خارجی دارد. این سلول ها را بیشتر می توان در بافت هایی مشاهده کرد که در تماس با محیط بیرون هستند. از این بافت ها می توان به پوست، ریه ها، معده و روده اشاره داشت.

سلول های نابالغ دندریتیک در جریان خون حرکت کرده و مهاجرت آن ها از طریق بافت ها صورت می گیرد. سپس این سلول ها از پاتوژن هایی نمونه برداری می کنند که به وسیله اندوسیتوز، مواد خارجی را با جذب های غیراختصاصی گیر می اندازند. انتقال سلول بعد از فاگوسیتوز و بالغ شدن به اندام های لنفاوی چون طحال، غدد لنفاوی و یا بافت لنفاوی در ارتباط با روده صورت می گیرد. در این جاست که آنتی ژن را به سلول T ارائه داده و فعال شدن آن برای آغاز یک پاسخ ایمنی اکتسابی مهم انجام می شود.

ماست سل ها

ماست سل ها با سلول های بیگانه خوار دیگر مانند سلول های دندریتیک و همچنین سلول های B و سلول های T در همکاری هستند. این سلول ها گیرنده های Toll مانند داشته و به ارائه مولکول های MHC کلاس ll می پردازند. نقش این بیگانه خوار در ارائه آنتی ژن کاملا مشخص نشده است. ماست سل ها با مصرف باکتری های گرم منفی و از بین بردن آن ها، می توانند آنتی ژن های این سلول ها را پردازش کنند.

از عملکردهای دیگر ماست سل ها، پردازش پروتئین های فیمبریال و همچنین تولید سیتوکین هایی مانند هیستامین است. هیستامین ها در گرانول های ماست سل ها نگهداری شده و پاسخ التهابی را در شناسایی یک پاتوژن ارائه می دهد. چنین عملکردی سبب پاسخ های التهابی آلرژیک در زمانی می شود که حساس شدن ماست سل به آنتی ژنی صورت گیرد که واکنشی به آن ندارد. این عملکرد را می توان به عنوان یکی از قسمت های مهم در از بین بردن میکروب ها دانست و علت این امر جذب فاگوسیت های زیادتر به بخش عفونی است.

نوتروفیل ها

فراوان ترین نوع بیگانه خوارها، نوتروفیل ها هستند که بیشتر از ۵۰ تا ۶۰ درصد گلبول های سفید را تشکیل می دهند. نوتروفیل ها را در جریان خون می توان یافت که در هر لیتر از خون می توان ۵ میلیارد نوتروفیل مشاهده کرد. این سلول های بیگانه خوار تا ۵ روز زنده می مانند. مدت زمانی که نوتروفیل ها بعد از دریافت سیگنال به محل عفونت می روند، بعد از ۳۰ دقیقه است. یکی از خواص این سلول های فاگوسیت، فعال بودن زیاد آن هاست که در برگرفتن مهاجمان پوشیده شده از آنتی بادی ها، مکمل ها و بقایای سلولی را سریع انجام می دهد. بعد از این که عملکرد نوتروفیل ها به پایان می رسد به جای بازگشت به خون، به سلول های چرکی تبدیل شده و از بین می روند.

ساختار نوتروفیل ها

یک هسته تقسیم بندی شده در نوتروفیل های بالغ وجود داشته و اندازه ی آن ها از مونوسیت ها کوچکتر است. بخش های هسته در نوتروفیل ها، با رشته های کروماتین به هم متصل شده و تعداد ۲ یا ۵ بخش در آن ها وجود دارد. تا زمانی که این سلول ها بالغ نشدند، در مغز استخوان باقی می مانند. اما به محض مشاهده عفونت این سلول ها به پیش سازهایی از آن چون متامیلوسیت، پرومیلوسیت و میلوسیت تبدیل می شوند.

سلول های بیگانه خوار فرعی

مصرف موجودات خارجی و سلول هایی که در حال مردن هستند به وسیله سلول هایی غیر از فاگوسیت های اصلی صورت می گیرد. از جمله این سلول ها می توان اپیتلیال، اندوتلیال، فیبروبلاست ها و سلول های مزانشیمی هستند. علت نام گذاری این سلول ها به نام بیگانه خوارهای فرعی، نداشتن وظیفه بیگانه خواری آن هاست. تنوع ذرات فاگوسیت های فرعی از فاگوسیت های اصلی کمتر بوده و علت این امر نیز کم بودن گیرنده های فاگوسیتیک کارآمد مانند اپسونین هاست. همچنین مولکول های دارای اکسیژن در واکنش به فاگوسیتوز توسط سلول های بیگانه خوار فرعی تولید نمی شود.

چگونگی عملکرد سلول های بیگانه خوار اصلی

درجات مختلفی از آمادگی برای مقابله با ذرات خارجی از بیگانه خوارها و به خصوص ماکروفاژها دیده می شود. ماکروفاژها سلول های بیگانه خواری هستند که در بافت ها غیرفعال باقی می مانند و تکثیر شدن آن ها به آرامی انجام می شود. در حالت نیمه استراحتی که از این سلول ها دیده می شود، پاکسازی سلول های میزبان مرده و بقایای غیرعفونی دیده می شود. ارائه آنتی ژن، خیلی کم از این سلول ها دیده می شود. عملکرد بیگانه خوارها در دو مرحله اصلی فعالسازی و مهاجریت انجام می شود.

فعالسازی

در این مرحله سیگنال های شیمیایی توسط فاگوسیت های اصلی دریافت می شود. این سیگنال ها به طور عمده، اینترفرون گاما هستند. افزایش تولید مولکول های MCH ll در این مرحله بود که آماده سازی آن ها برای ارائه آنتی ژن ها را به همراه دارد. مرحله فعالسازی است که ماکروفاژها را به عنوان قاتلین خوب نشان می دهد. بیش فعال شدن سلول های بیگانه خوار با دریافت مستقیم سیگنال ها از مهاجم صورت گرفته و در این شرایط تکثیر سلول ها خاتمه پیدا می کند. زیرا سلول ها فقط روی از بین بردن مهاجم ها تمرکز می کنند. اندازه سلول های فاگوسیت در این مرحله زیاد شده تا حدی که در برخی از مواقع می توانند تک سلول های مهاجم را یکجا ببلعند.

مهاجرت

مرحله بعدی عملکرد سلول های بیگانه خوار، مهاجرت است. چون به محض ایجاد عفونت، ارسال سیگنال شیمیایی SOS برای جذب بیگانه خوارهای اصلی به محل وقوع عفونت انجام می شود. این سیگنال ها می تواند پروتئین هایی از باکتری های مهاجم، محصولات مکمل، پپتیدهای سیستم انعقادی و یا سیتوکین ها باشد. انتشار سیتوکین ها می تواند از ماکروفاژهایی صورت می گیرد که در نزدیکی محل عفونت هستند. فاگوسیت ها از خون خارج شده و به محل بافت های آسیب دیده که عفونت دارند، حرکت می کنند. سلول های اندوتلیال که پوشش دهنده رگ های خونی هستند، سلکتین که نوعی پروتئین است را تولید می کنند. این عملکرد در نتیجه ی سیگنال های ناشی از عفونت بوده و نوتروفیل ها به سلکتین متصل می شوند.

سپس شل شدن اتصالات سلول های اندوتلیال توسط گشادکننده های عروق صورت می گیرد که نوعی سیگنال هستند. در این حالت به بیگانه خوارها اجازه عبور از دیواره داده می شود. فرایندی که در نتیجه ی آن فاگوسیت ها بوی سیتوکین را برای پیدا کردن محل آلوده دنبال می کنند، کموتاکسی نامیده می شود. اندام هایی که پوشیده از سلول های اپیتلیال هستند، محل عبور نوتروفیل ها به محل عفونت هستند. یکی از نکاتی که باید توجه کرد با این که مهاجرت بیگانه خوارها برای از بین بردن میکروب ها است، اما می تواند علایمی نشان دهد که بیماری دارد. هنگامی که عفونتیی به وجود می آید، جذب میلیون ها نوتروفیل از خون انجام شده ولی بعد از چند روز از بین می روند.