البلعوم

الأوبسونينات هي علامات جزيئية، مثل الأجسام المضادة والمتممات ، تلتصق بمسببات الأمراض وتحفز عملية البلعمة. يُعد الغلوبولين المناعي G (IgG) النوع الرئيسي من الأجسام المضادة الموجودة في مصل الدم . وهو جزء من الجهاز المناعي التكيفي ، ولكنه يرتبط بالاستجابة المناعية الفطرية عن طريق استقطاب البلاعم لابتلاع مسببات الأمراض. يرتبط الجسم المضاد بالميكروبات عبر نطاق Fab المتغير ، بينما يرتبط نطاق Fc بمستقبلات Fc (FcR) لتحفيز البلعمة.

تتميز عملية الاستيعاب الخلوي بوساطة المتممة ببروزات غشائية أقل أهمية، لكن الإشارات اللاحقة لكلا المسارين تتلاقى لتنشيط بروتينات Rho GTPases . ^{[ 12 ]} تتحكم هذه البروتينات في بلمرة الأكتين، وهي عملية ضرورية لاندماج الجسيم البلعمي مع الجسيمات الداخلية والجسيمات الحالة.

تمتلك بعض الخلايا البلعمية غير المتخصصة درجةً من النشاط البلعمي، مثل خلايا الغدة الدرقية وخلايا الظهارة المثانية التي تستطيع ابتلاع كريات الدم الحمراء، وخلايا ظهارة الشبكية التي تبتلع العصيات الشبكية. ^{[ 8 ]} مع ذلك، لا تُظهر الخلايا البلعمية غير المتخصصة مستقبلات بلعمية محددة مثل مستقبلات FcR، ولديها معدل ابتلاع أقل بكثير.

يمكن لبعض البكتيريا الغازية أن تحفز عملية البلعمة في الخلايا غير البلعمية لتسهيل ابتلاعها من قبل العائل. على سبيل المثال، يمكن لبكتيريا الشيغيلا أن تفرز سمومًا تُغير الهيكل الخلوي للعائل وتدخل الجانب القاعدي الجانبي للخلايا المعوية . ^{[ 13 ]}

بعد فترة وجيزة من دخولها إلى الخلية، يتفكك خيط الأكتين (F-actin) من الجسيم البلعمي المتشكل حديثًا، مما يجعله متاحًا للجسيمات الداخلية للاندماج ونقل البروتينات. ^{[ 8 ]} تنقسم عملية النضج إلى مرحلتين: مبكرة ومتأخرة، وذلك بناءً على مؤشرات بروتينية مميزة، تُنظمها بروتينات Rab GTPases الصغيرة. يتواجد بروتين Rab5 على الجسيمات البلعمية المبكرة، ويتحكم في الانتقال إلى الجسيمات البلعمية المتأخرة التي يتميز بها بروتين Rab7. ^{[ 19 ]}

يستقطب بروتين Rab5 إنزيم PI-3 kinase وبروتينات ربط أخرى، مثل Vps34، إلى غشاء الفاجوسوم، مما يسمح للإندوسومات بنقل البروتينات إلى الفاجوسوم. يشارك Rab5 جزئيًا في عملية التحول إلى Rab7، عبر مُركّب CORVET ومُركّب HOPS في الخميرة. ^{[ 19 ]} لا يزال مسار النضج الدقيق في الثدييات غير مفهوم تمامًا، ولكن يُقترح أن HOPS قادر على الارتباط بـ Rab7 وإزاحة مُثبِّط تفكك نيوكليوتيد الغوانوزين (GDI). ^{[ 20 ]} يشارك Rab11 في إعادة تدوير الغشاء. ^{[ 21 ]}

يندمج الفاجوسوم مع الليزوزومات لتكوين الفاجوليزوزوم، الذي يتمتع بخصائص مبيدة للجراثيم. يحتوي الفاجوليزوزوم على أنواع الأكسجين والنيتروجين التفاعلية (ROS وRNS) وإنزيمات محللة. كما أن هذا الحيز حمضي بسبب مضخات البروتون (v-ATPases) التي تنقل أيونات الهيدروجين (H ⁺⁾ عبر الغشاء، مما يؤدي إلى تغيير طبيعة البروتينات البكتيرية.

تختلف الخصائص الدقيقة للجسيمات البلعمية المحللة باختلاف نوع الخلية البلعمية. فالجسيمات الموجودة في الخلايا المتغصنة تتمتع بخصائص مبيدة للجراثيم أضعف من تلك الموجودة في البلاعم الكبيرة والعدلات. كما تُقسم البلاعم الكبيرة إلى نوعين: M1 (القاتلة) المحفزة للالتهاب، وM2 (المُصلحة). تستطيع الجسيمات البلعمية المحللة في M1 استقلاب الأرجينين إلى أكسيد النيتريك شديد التفاعل ، بينما تستخدم M2 الأرجينين لإنتاج الأورنيثين الذي يُعزز تكاثر الخلايا وإصلاح الأنسجة. ^{[ 22 ]}

تُعدّ الخلايا البلعمية الكبيرة والعدلات خلايا بلعمية متخصصة مسؤولة عن معظم عمليات تحطيم مسببات الأمراض، لكنها تختلف في آليات قتل البكتيريا. تحتوي العدلات على حبيبات تندمج مع الجسيم البلعمي. تحتوي هذه الحبيبات على إنزيم NADPH أوكسيداز وإنزيم ميلوبيروكسيداز ، اللذين يُنتجان مشتقات سامة من الأكسجين والكلور لقتل مسببات الأمراض في انفجار تأكسدي . كما تُفرز البروتيازات والببتيدات المضادة للميكروبات في الجسيم البلعمي الليزوزومي. أما الخلايا البلعمية الكبيرة فتفتقر إلى الحبيبات، وتعتمد بشكل أكبر على تحمض الجسيم البلعمي الليزوزومي، وإنزيمات الجليكوزيداز ، والبروتيازات لهضم الميكروبات. ^{[ 21 ]} وتكون الجسيمات البلعمية في الخلايا المتغصنة أقل حمضية، ولها نشاط تحليلي أضعف بكثير، وذلك لانخفاض تركيز البروتيازات الليزوزومية، بل وحتى لوجود مثبطات البروتياز.

يرتبط تكوين البلعوم بالالتهاب عبر جزيئات إشارة مشتركة. يشارك كل من إنزيم PI-3 kinase وإنزيم PLC في آلية الابتلاع وتحفيز الالتهاب. ^{[ 9 ]} يُعد هذان البروتينان، إلى جانب بروتينات Rho GTPases، مكونات مهمة للاستجابة المناعية الفطرية، حيث يحفزان إنتاج السيتوكينات وينشطان سلسلة إشارات MAP kinase . ويتم إنتاج السيتوكينات المحفزة للالتهاب، بما في ذلك IL-1β و IL-6 و TNFα و IL-12 . ^{[ 8 ]}

تخضع هذه العملية لتنظيم دقيق، وتختلف الاستجابة الالتهابية تبعًا لنوع الجسيمات داخل الجسيم البلعمي. تُحفز الخلايا الميتة المصابة بمسببات الأمراض الالتهاب، بينما لا تُحفزه الخلايا التالفة التي تتحلل كجزء من عملية تجديد الأنسجة الطبيعية. كما تختلف الاستجابة أيضًا باختلاف عملية البلعمة التي تتوسطها الأوبسونينات. تُنتج التفاعلات التي تتوسطها مستقبلات Fc ومستقبلات المانوز أنواعًا من الأكسجين التفاعلي وجزيئات حمض الأراكيدونيك ، بينما لا تُنتج التفاعلات التي تتوسطها مستقبلات CR هذه النواتج. ^{[ 8 ]}

تستطيع الخلايا المتغصنة غير الناضجة (DCs) البلعمة، بينما لا تستطيع الخلايا المتغصنة الناضجة ذلك بسبب تغيرات في بروتينات Rho GTPases المشاركة في إعادة تشكيل الهيكل الخلوي. ^{[ 21 ]} وتكون الجسيمات البلعمية للخلايا المتغصنة أقل تحللاً وحموضة من تلك الموجودة في البلاعم والعدلات، لأن الخلايا المتغصنة تُعنى بشكل أساسي بعرض المستضدات بدلاً من تحطيم مسببات الأمراض. وهي تحتاج إلى الاحتفاظ بشظايا بروتينية ذات حجم مناسب للتعرف البكتيري النوعي، لذا فإن الببتيدات لا تتحلل إلا جزئياً. ^{[ 21 ]} تُنقل الببتيدات من البكتيريا إلى معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC). تُعرض مستضدات الببتيد على الخلايا اللمفاوية ، حيث ترتبط بمستقبلات الخلايا التائية وتُنشطها ، مما يسد الفجوة بين المناعة الفطرية والمناعة المكتسبة. ^{[ 9 ]} وهذا خاص بالثدييات والطيور والأسماك الفكية، لأن الحشرات لا تمتلك مناعة مكتسبة. ^{[ 23 ]}

تستخدم الكائنات وحيدة الخلية القديمة، كالأميبا ، البلعمة كوسيلة للحصول على المغذيات، لا كآلية مناعية. فهي تبتلع الميكروبات الأصغر حجمًا وتهضمها داخل الفجوة البلعمية لبكتيريا واحدة تقريبًا في الدقيقة، وهو معدل أسرع بكثير من الخلايا البلعمية المتخصصة. ^{[ 24 ]} أما بالنسبة لأميبا التربة Dictyostelium discoideum ، فإن مصدر غذائها الرئيسي هو بكتيريا Legionella pneumophila ، المسببة لداء الفيالقة لدى البشر. ^{[ 25 ]} وتتشابه عملية نضج الفجوة البلعمية في الأميبا إلى حد كبير مع تلك الموجودة في البلاعم، لذا تُستخدم الأميبا ككائن نموذجي لدراسة هذه العملية. ^{[ 16 ]}

تقوم البلعومات بتحليل الخلايا الهرمة والخلايا الميتة للحفاظ على استتباب الأنسجة. تتميز كريات الدم الحمراء بواحدة من أعلى معدلات التجدد في الجسم، ويتم ابتلاعها بواسطة البلاعم في الكبد والطحال . في الجنين ، لا تزال عملية إزالة الخلايا الميتة غير مفهومة تمامًا، ولكنها لا تتم بواسطة البلاعم أو غيرها من الخلايا المشتقة من الخلايا الجذعية المكونة للدم . ^{[ 26 ]} في البالغين فقط، يتم ابتلاع الخلايا الميتة بواسطة البلاعم المتخصصة. لا يحدث الالتهاب إلا بفعل أنماط جزيئية معينة مرتبطة بمسببات الأمراض أو الضرر (PAMPs أو DAMPs)، بينما لا تُسبب إزالة الخلايا الهرمة أي التهاب. ^{[ 14 ]}

تختلف الجسيمات الذاتية عن الجسيمات البلعمية في أنها تُستخدم بشكل أساسي لتحليل العضيات السيتوبلازمية التالفة، مثل الميتوكوندريا ( الالتهام الذاتي للميتوكوندريا )، بشكل انتقائي. مع ذلك، عندما تتعرض الخلية للجوع أو الإجهاد، يمكن للجسيمات الذاتية أيضًا تحليل العضيات بشكل غير انتقائي لتزويد الخلية بالأحماض الأمينية والمغذيات الأخرى. ^{[ 27 ]} لا يقتصر الالتهام الذاتي على الخلايا البلعمية المتخصصة، فقد اكتُشف لأول مرة في خلايا كبد الفئران على يد عالم الأحياء الخلوية كريستيان دي دوف . ^{[ 28 ]} تحتوي الجسيمات الذاتية على غشاء مزدوج، الغشاء الداخلي من العضية المبتلعة، ويُعتقد أن الغشاء الخارجي يتكون من الشبكة الإندوبلازمية أو الحيز الوسيط بين الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي (ERGIC). ^{[ 29 ]} كما تندمج الجسيمات الذاتية مع الليزوزومات لتحليل محتوياتها. عندما تثبط بكتيريا السل (M. tuberculosis) تحمض الفاجوسوم، يمكن للإنترفيرون غاما أن يحفز الالتهام الذاتي وينقذ عملية النضج. ^{[ 30 ]}