食作用とは、細胞が固体を外側から飲み込み、細胞内に持ち込むプロセスです。
激しい運動をして帰宅し、蓄えられたエネルギーが枯渇していると、最初に走る場所は冷蔵庫です。りんごをつかんだり、サンドイッチを作ったり、パスタ用のお湯を沸かしたり、生意気なアイスクリームをすくったりします。人間にとって、食べるプロセスは無数の異なる形で行われますが、特に細胞レベルでは、明らかにすべての生物に当てはまるわけではありません.
微視的な領域では、細胞は独自の形態の「食べる」ことも必要であり、パントリーを開けたり、持ち帰り用の中華料理を注文したりする必要はありませんが、細胞を健康に保ち、十分に栄養を与え、機能させるという同じ目的を果たします.この「細胞を食べる」プロセスは、食作用と呼ばれます。 個々の注目に値するさまざまな形で提供されます。
食作用とは?
まず、食作用はエンドサイトーシスの一形態であり、細胞が外部から何かを飲み込んで細胞内に持ち込むプロセスの総称です。これは、液体、粒子、またはその他の分子の形をとることができ、他の細胞全体でさえあります!食作用は、液体とは対照的に、固体の物体を飲み込むより具体的な形態であり、飲作用として知られる密接に関連したプロセスです。この別の種類のエンドサイトーシスについては、こちらで詳しく学ぶことができます。
さて、これは細胞を食べると言われていますが、エネルギー消費の目的で常に起こるわけではありません.非常に多くの場合、特に生物の免疫系では、食作用は細菌やその他の潜在的に有害な分子または細胞を中和する目的に役立ちます (通常は白血球によって行われます)。
食作用
このプロセスを視覚化したい場合は、細胞の原形質膜がわずかに変形し、仮足と呼ばれる薄くて柔軟な足で外側の粒子を包み込み、粒子全体を飲み込んでいると想像してください。細胞内に入ると、外側の分子は関連するオルガネラまたは領域に輸送されます。これは非常に単純な食作用の解釈です。そのため、もう少し深く掘り下げて、細胞周期のこの重要な部分で起こる細胞への重大な変化を理解しましょう.
食作用のステップ
簡単にするために、人間の免疫系における白血球の例を使用して、このプロセスを説明します。食作用は多くの異なる細胞で発生することに注意してください。一部の細胞は「専門的」食細胞として分類され、他の細胞は「非専門的」と見なされます。この分類は、細胞が食作用のプロセスをどれだけ効率的に実行できるかに基づいています。一般的に言えば、人間や他の動物の食細胞は、死んだ細胞や死にかけている細胞、異物、異物の病原体を消費して中和する役割を担う細胞です。
何よりもまず、中和する必要のある異物は、関連する食細胞によって識別されなければならず、プロの食細胞 (白血球など) は、細菌によって放出されるシグナル分子を検出する受容体を持っています。これは白血球を引き付け、細菌に付着する必要があります.次に、表面受容体と呼ばれる食細胞上の構造分子のおかげで、食細胞の膜と細菌が結合します。 2 つの分子が互いに正常に結合した後、白血球原形質膜が外側に伸びて、仮足で分子を飲み込みます。細胞のこれらの拡張部分が再結合すると、細胞膜内にファゴソームと呼ばれる小さな袋が形成され、不要な分子が含まれます。
このファゴソームが完全に消費されると、細胞は消化酵素 (ファゴソームをリソソームに結合させる) を状況に導入することによってそれを消化し、脅威を中和します。この消化プロセスの後に残ったものは、老廃物として細胞から排除されるか、細胞内の基本的なビルディング ブロックとして再利用されます。
さまざまな種類の主要食細胞
前述のように、主に食細胞の例として人間の免疫系を使用していますが、この文脈では重要な違いがあります。人間の免疫システムは、実際には先天性システムと適応システムの 2 つの部分に分けられます。簡単に言えば、生来のシステムは、私たちの遺伝子にプログラムされた太古の防御システムであり、適応システムは脊椎動物の二次的なシステムであり、生涯にわたって適応し、身体をより適切に防御する方法を学習することができます.
免疫系で理解すべき 2 つの重要な食細胞は、マクロファージと好中球です。マクロファージは体内に永続的に存在し、多くの場合、感染部位の最初の食細胞です。これらのマクロファージは、さまざまな病原体に合わせて特別に調整されているわけではありませんが、侵入分子に存在する 100 を超えるさまざまなシグナルの 1 つによって引き起こされます。マクロファージは自然免疫系の一部であるため、その攻撃方法は非常に非特異的です。幸いなことに、感染部位に到着した後、マクロファージは好中球、つまり病原性分子をより効果的に標的とすることができる短命でカスタマイズされた食細胞の放出を知らせます。
マクロファージと好中球は、免疫系の 2 つの「異なる」部分に由来するにもかかわらず、食細胞として一緒に働きます。しかし、好中球が標的細胞の消費に成功すると、その働きを終えて死んでしまいます。実際に、これらの死んだ好中球が、膿の形で、治癒中の傷の部位で見ることができます!
血液と骨髄は、おそらく感染から防御するための最も重要な場所ですが、私たちの免疫システムは多くの異なる臓器でも活性化されている必要があります.その他の常時防御食細胞は、肺、脾臓、神経組織、胸腺、およびマスト細胞、樹状細胞、類洞細胞を含む他の多くの領域に存在します。
部分的な食細胞として機能する他の細胞もいくつかあります。つまり、それらは体全体で他の機能を果たしますが、必要に応じて食作用を受けることができます.これは、体内の異物を排除することを唯一の目的とするマクロファージや好中球のようなものとは対照的です.これらの「部分的な食細胞」は、以前は「非専門的な」食細胞として言及されていましたが、この用語は最近の学術論文ではほとんど使用されていません.これらの柔軟な食細胞には、内皮細胞、線維芽細胞、上皮細胞、リンパ球などがあります。体が追加の食作用を必要とする場合、おそらく細胞死の大きな波の後、または深刻な感染症から回復した後、これらの「パートタイム」細胞はステップアップし、体への負担を軽減し、毒素、死んだ細胞などを排除します.廃棄物。
最後の言葉
「細胞を食べる」という概念は非常に単純ですが、話には明らかに多くのことが含まれています。人体の食細胞は、私たちの種が何百万年にもわたっていかに専門化され、多様化してきたかを示すもう 1 つの例です。次に冷蔵庫を開けたときは、自分の冷蔵庫のドアを開けて外国の侵入者から守ってくれる防御細胞があることに感謝しましょう!
