La phagocytose est l'un des mécanismes de défense les plus fondamentaux et, en même temps, les plus efficaces du corps humain. Le bon fonctionnement du processus de phagocytose est un élément essentiel d'une réponse immunitaire appropriée. Découvrez ce qu'est exactement la phagocytose, comment fonctionne la phagocytose, pourquoi la phagocytose est nécessaire et quels effets les troubles de la phagocytose peuvent avoir ?

La phagocytoseest l'ingestion d'agents pathogènes, de fragments de cellules mortes et de minuscules particules par des cellules spécialisées appelées phagocytes. La phagocytose peut être comparée au "nettoyage" au niveau cellulaire - elle permet aux cellules de se débarrasser des éléments inutiles ou dangereux.

Contenu :

  1. Qu'est-ce que la phagocytose ?
  2. Le rôle de la phagocytose dans le corps
  3. Quelles cellules sont capables de phagocytose ?
  4. Phagocytose - types
    • phagocytose spontanée (native)
    • phagocytose facilitée
  5. Phagocytose - étapes
  6. Phagocytose - et ensuite ?
  7. Façons d'éviter la phagocytose par les micro-organismes
  8. Troubles de la phagocytose
    • Maladie Granulomateuse Chronique
    • Équipe Chediak - Higashi

Qu'est-ce que la phagocytose ?

La phagocytose est un processus biologique dans lequel une cellule absorbe des particules étrangères. Le phénomène de phagocytose est courant chez de nombreux organismes vivants - les plus primitifs (par exemple les protozoaires) utilisent la phagocytose comme moyen de prélever de la nourriture dans l'environnement extérieur.

Chez l'homme, la capacité de phagocytose est principalement utilisée par les cellules du système immunitaire

La phagocytose appartient aux mécanismes de l'immunité innée, c'est-à-dire non spécifique. Le processus de phagocytose est donc l'une des premières et fondamentales lignes de défense de notre corps. En plus de son rôle dans le système immunitaire, la phagocytose est d'une grande importance dans le maintien de l'homéostasie (ou de l'équilibre) tissulaire.

La phagocytose permet l'élimination des cellules mortes et endommagées du propre corps, ce qui permet à son tour une régénération et une reconstruction efficaces de tous les tissus.

La phagocytose est l'un des types d'endocytose, c'est-à-dire le transfert de molécules du milieu extérieurà l'intérieur de la cellule. Dans la phagocytose, les particules solides sont absorbées : la cellule phagocytaire les entoure d'abord d'un fragment de sa propre membrane cellulaire puis l'attire à l'intérieur. Cela crée une vésicule contenant la particule absorbée, appelée phagosome.

Le contenu du phagosome est ensuite digéré avec une variété de produits chimiques et d'enzymes. L'ensemble du processus ressemble à la "mange" de la particule par la cellule, qui se reflète également dans le terme phagocytose.

Le nom vient du grec phagein signifiant "manger, dévorer".

La phagocytose se produit constamment dans notre corps - des milliards de phagocytes "mangent" constamment des micro-organismes dangereux, des fragments de cellules mortes ou des particules inutiles. Il s'agit d'un processus courant, bien qu'extrêmement compliqué.

La reconnaissance correcte de la cible par la cellule phagocytaire et l'interaction correcte entre le phagocyte et la cible de "l'attaque" nécessitent la collaboration continue de diverses protéines, molécules de signalisation, anticorps et cellules auxiliaires.

Le rôle de la phagocytose dans le corps

Il n'est pas difficile de deviner que l'application de base du processus de phagocytose est la défense de notre corps contre les agents pathogènes. La pénétration d'un agent infectieux dans le corps déclenche une cascade de signaux pour "appeler" les cellules phagocytaires vers le site de l'infection.

L'inflammation aiguë commence, dont le rôle est de neutraliser l'agent pathogène. Les phagocytes affluent vers la lésion avec le sang, constituant l'un des mécanismes les plus importants de la réponse immunitaire primaire. Au site de l'inflammation, les phagocytes "mangent" à la fois les agents pathogènes et les cellules endommagées.

Au cours de l'infection, nous avons affaire à un autre type de phagocytose très important. C'est ce qu'on appelle l'eférocytose.

Le processus d'eférocytose consiste à avaler des cellules mourantes à mesure que l'inflammation diminue. Une fois que les phagocytes ont rempli leur fonction et éliminé les agents pathogènes, ils deviennent inutiles.

Ensuite, ils meurent naturellement, suivis d'une eférocytose, signifie "nettoyer le champ de bataille". Ce type de phagocytose réduit l'inflammation et permet au corps de revenir à l'état dans lequel il se trouvait avant l'infection.

À ce stade, il convient de souligner que la mort des cellules de notre corps est un processus continu, et pas seulement à la suite d'une infection. Chaque cellule a une durée de vie spécifique, après quoi elle meurt et est remplacée par une nouvelle. Le processus de mort cellulaire programmée est appelé apoptose.

L'apoptose est un phénomène naturel qui permet à nos tissus de se renouveler constamment. Que les cellules mourantespourraient être remplacés par leurs nouveaux homologues, ils doivent d'abord être nettoyés. Comme vous pouvez facilement le deviner, c'est aussi la tâche des phagocytes.

Les cellules apoptotiques (mourantes) émettent des signaux spéciaux à la surface de leurs membranes cellulaires, leur permettant d'être reconnues et neutralisées par les phagocytes.

Dans ce cas, la phagocytose se produit sans inflammation. Nous voyons donc que la phagocytose n'est pas seulement une méthode de défense contre les micro-organismes étrangers, mais aussi un processus qui permet le développement, le remodelage et le renouvellement de tous les tissus.

Quelles cellules sont capables de phagocytose ?

Les cellules capables d'effectuer la phagocytose sont appelées phagocytes. En fonction de l'efficience et de l'efficacité de la phagocytose, on distingue le soi-disant phagocytes professionnels et non professionnels.

Les phagocytes non professionnels s'occupent de la phagocytose "sur une base régulière" - ce processus n'est pas leur tâche principale. Parfois, cependant, il y a des particules/fragments de cellules mortes à proximité de ces cellules qui nécessitent un nettoyage.

Ensuite, ils montrent une certaine activité phagocytaire, bien que comparée aux phagocytes professionnels, elle soit significativement limitée et moins efficace. De nombreux types de cellules sont classés comme phagocytes non professionnels, incl. les cellules épithéliales, certaines cellules du tissu conjonctif, ainsi que l'endothélium vasculaire.

Les phagocytes professionnels sont les principales cellules responsables de la phagocytose dans notre corps. Parmi eux, on distingue principalement les neutrophiles, les monocytes et les macrophages. Ces cellules appartiennent à la famille des leucocytes, ou globules blancs, qui remplissent principalement des fonctions immunitaires. Les trois types de phagocytes professionnels se spécialisent dans la phagocytose, bien que chacun la réalise légèrement différemment.

Les neutrophiles sont les principales cellules responsables de la formation de l'inflammation aiguë. Normalement, les neutrophiles circulent avec le sang dans tout le corps. Lorsqu'une infection commence, ces cellules se regroupent immédiatement dans le foyer de la maladie. La phagocytose médiée par les neutrophiles est rapide et intense : ces cellules disposent d'un large éventail de moyens pour inactiver les agents pathogènes absorbés.

Les monocytes, comme les neutrophiles, circulent dans la circulation sanguine, mais peuvent quitter la circulation sanguine et coloniser divers tissus. Les monocytes matures se transforment alors en macrophages tissulaires. La phagocytose médiée par les macrophages est moins rapide et beaucoup plus lente. Les macrophages sont le principal pool de cellules trouvées dans les sites d'inflammation chronique.

Phagocytose - types

La phagocytose est un processus compliqué qui dépend dele type de cellule phagocytaire, l'objet phagocytaire et de nombreuses molécules intermédiaires. Il existe deux voies de phagocytose de base :

  • phagocytose spontanée (native)

Il s'agit d'une phagocytose relativement lente qui est rarement impliquée dans la réponse antimicrobienne. Le rôle de la phagocytose spontanée est d'éliminer les cellules mortes et de "nettoyer" les éléments inutiles dans les tissus. Afin d'initier une phagocytose spontanée, il est nécessaire de stimuler ce que l'on appelle "récepteurs charognards" principalement présents sur les macrophages. Ce type de phagocytose est de nature anti-inflammatoire.

  • phagocytose facilitée

La phagocytose facilitée est beaucoup plus rapide et plus efficace que la phagocytose spontanée. Grâce à cela, il est très efficace pour détruire les agents pathogènes. Pour que le processus de phagocytose se déroule de manière aussi intensive, il est nécessaire - comme son nom l'indique - de disposer de certaines installations.

Comment les phagocytes peuvent-ils faciliter leur activité ? L'une des méthodes les plus courantes est le "marquage" spécial des objets qui doivent être éliminés. Ce processus est appelé opsonisation.

L'essence de l'opsonisation est la fixation de certaines molécules à la surface du micro-organisme. Ce pathogène "marqué" est rapidement ciblé et détruit par les cellules alimentaires. Les molécules qui permettent l'opsonisation sont appelées opsonines. Il s'agit principalement d'anticorps et de composants de ce qu'on appelle système de complément

Les opsonines reconnaissent efficacement les agents pathogènes, les marquent et facilitent ainsi considérablement le déroulement du processus de phagocytose.

Phagocytose - étapes

Nous savons déjà quelles cellules, quand et pourquoi, font face à la phagocytose. Essayons donc de suivre de près le déroulement de ce processus :1. Activation et afflux de phagocytes sur le site de l'infectionLa pénétration du micro-organisme dans l'organisme provoque la stimulation immédiate du système immunitaire. Les cellules dans la porte de l'infection commencent à envoyer un signal d'une menace existante.

Les molécules messagères (principalement les cytokines dites pro-inflammatoires) se propagent dans la circulation sanguine. De cette façon, les phagocytes "découvrent" qu'ils ont été infectés et sont activés.

Les phagocytes activés atteignent le site d'infection avec le sang. L'afflux efficace de phagocytes au bon endroit est possible grâce à ce que l'on appelle chimiotaxie. C'est le processus de mouvement cellulaire dirigé sous l'influence de signaux chimiques.

Les phagocytes actifs ont également la capacité de traverser les parois des vaisseaux sanguins, créant un infiltrat inflammatoire au site de la

2. Diagnostic du pathogène

Lorsque les phagocytes atteignent le site de l'infection, ils commencent à reconnaître les agents pathogènes. Ce processus est souvent facilité par d'autres molécules (voir section 4 pour la phagocytose facilitée). Chaque phagocyte possède à la surface de sa membrane cellulaire ce qu'on appelle récepteurs ou protéines qui permettent la reconnaissance de diverses molécules.

Lorsque les récepteurs responsables de la reconnaissance des micro-organismes sont stimulés, le phagocyte se lie étroitement à la cible de son attaque

3. Absorption de l'agent pathogène

Le phagocyte "collé" à l'agent pathogène entame le processus de son absorption. La membrane cellulaire des phagocytes commence à entourer l'agent pathogène, "grimpant" sur ses bords. Cela crée une vésicule contenant le micro-organisme. Cette vésicule, appelée phagosome, se trouve maintenant à l'intérieur de la cellule phagocytaire. Afin de neutraliser complètement le micro-organisme, il est nécessaire de détruire le contenu du phagosome.

Digestion du contenu des phagosomes

Pour que le contenu du phagosome soit digéré, il est nécessaire de délivrer des enzymes digestives à l'intérieur. Ces enzymes sont stockées dans des vésicules spéciales appelées lysosomes.

La dernière étape de la phagocytose nécessite donc de combiner le contenu des lysosomes avec le contenu du phagosome - c'est ainsi que le soi-disant phagolysosome

Les enzymes des lysosomes peuvent décomposer la plupart des produits chimiques complexes, entraînant la destruction du micro-organisme. L'élimination de l'agent pathogène avec la participation d'enzymes digestives est dite indépendante de l'oxygène.

Comme vous pouvez facilement le deviner, il existe également une élimination dépendante de l'oxygène. C'est beaucoup plus rapide et efficace, mais seuls certains phagocytes peuvent le faire. L'élimination dépendante de l'oxygène ne se produit que dans les cellules capables de générer ce que l'on appelle "explosion d'oxygène".

Une explosion d'oxygène est une libération soudaine d'espèces d'oxygène très actives (par exemple, le peroxyde d'hydrogène), qui a un fort effet antimicrobien. Une explosion d'oxygène déclenche une série de réactions chimiques conduisant à l'élimination rapide des agents pathogènes. La destruction microbienne dépendante de l'oxygène est principalement caractéristique des neutrophiles.

Phagocytose - et ensuite ?

Le processus de phagocytose se termine par la digestion du phagosome à l'intérieur de la cellule. Que se passe-t-il à côté des débris des particules détruites ? La cellule phagocytaire se débarrasse de la plupart des produits inutiles en les "jetant" simplement à l'extérieur. Cependant, une partie du matériel qui reste après la digestion peut être très utile.

Certains phagocytes jouent également d'autres rôles dans le système immunitaire. Un bon exempleil existe des macrophages qui, en plus de la phagocytose, s'occupent également de la soi-disant présentation des antigènes. La présentation de l'antigène est basée sur la présentation d'autres fragments de cellules immunitaires de micro-organismes détruits.

Le macrophage, une fois la phagocytose de l'agent pathogène terminée, expose une partie du matériel phagocytaire à sa surface, puis "voyage" avec lui dans tout le corps.

Chaque cellule du système immunitaire qu'il rencontre "apprend" grâce à cela, à reconnaître un pathogène donné. Ce phénomène est extrêmement important dans la construction de mécanismes efficaces de défense antimicrobienne.

Il convient également de savoir que le processus de phagocytose ne se termine pas toujours par la destruction finale du micro-organisme. Certains agents pathogènes peuvent survivre à l'intérieur des phagosomes grâce à des mécanismes de défense spécialement développés. Un bon exemple est le bacille de la tuberculose, qui peut survivre à l'intérieur des macrophages pendant de nombreuses années.

Façons d'éviter la phagocytose par les micro-organismes

La phagocytose comme moyen d'éliminer les "opposants biologiques" est un mécanisme très ancien. Pour cette raison, certains micro-organismes ont réussi à développer des moyens d'éviter ou de survivre à la phagocytose. Voici leurs exemples :

  • tuer les phagocytes

Le moyen le plus simple d'éviter la phagocytose semble être de neutraliser la cellule qui la cause. Certains micro-organismes ont la capacité de produire des substances qui endommagent de manière irréversible les phagocytes. Un exemple d'un tel agent pathogène est le staphylococcus aureus (latinStaphylococcus aureus ), qui produit des toxines qui, en détruisant la membrane cellulaire des phagocytes, provoquent leur mort.

  • extinction de la réponse inflammatoire

L'inflammation dans la porte de l'infection facilite la transmission d'un signal d'infection. Grâce à cela, l'activation et l'arrivée des phagocytes au bon endroit sont possibles. Certains agents pathogènes peuvent se masquer de manière à ne pas être reconnus par le système immunitaire de l'hôte et à éviter de provoquer une inflammation.

  • éviter l'opsonisation

L'opsonisation, ou "étiquetage" spécial des agents pathogènes, est l'un des moyens les plus efficaces de faciliter la phagocytose. Pas étonnant que les microbes essaient de l'éviter. Certaines souches de staphylocoques peuvent détruire les opsonines ou les cacher à leur surface.

  • éviter la reconnaissance des phagocytes

Pour que le processus de phagocytose commence, il est nécessaire de reconnaître la nocivité d'un micro-organisme donné par le phagocyte. Certains agents pathogènes, tels que les spirochètesTreponema pallidumprovoquantLa syphilis peut attacher des antigènes similaires aux cellules hôtes à leur surface. Le système immunitaire les reconnaît alors comme les siens, ce qui permet aux agents pathogènes d'éviter la phagocytose.

  • blocage de la production de phagosomes

L'une des étapes clés de la phagocytose consiste à entourer le micro-organisme attaqué d'une vésicule, qui est ensuite absorbée par la cellule. Dans la nature, cependant, il existe de nombreuses façons de l'éviter. Certains microbes produisent des substances qui décomposent la paroi du phagosome. Un mécanisme différent est utilisé par le bâtonnet d'huile bleu ( Pseudomonas aeruginosa ). Cette bactérie produit un revêtement glissant (biofilm) autour d'elle, empêchant la formation de cette bulle.

  • survie à l'intérieur du phagocyte

Le phagolysosome devient l'habitat final des agents pathogènes au cours de la phagocytose. Son environnement est extrêmement hostile ; il est plein d'enzymes et de substances tueuses. Cependant, les micro-organismes peuvent développer des mécanismes qui leur permettent de survivre même dans des conditions aussi difficiles. Un exemple est la tuberculose ( Mycobacterium tuberculosis ). Cette bactérie a développé une membrane cellulaire spéciale à très haute teneur en lipides qui n'est pas affectée par les enzymes digestives standard.

  • s'échapper du phagosome

Aussi incroyable que cela puisse paraître d'échapper au phagosome, il existe en effet des microbes qui ont développé un mécanisme de défense aussi intelligent. Listeria monocytogenes produit des substances capables de détruire la paroi du phagosome. De plus, ce pathogène, après s'être échappé du phagosome, peut se multiplier à l'intérieur du phagocyte, et aussi aller plus loin au-delà de ses limites.

Troubles de la phagocytose

Un processus de phagocytose qui se déroule correctement est d'une importance fondamentale pour le bon fonctionnement du système immunitaire. Des perturbations à certains stades de la phagocytose sous-tendent les maladies d'immunodéficience. Des exemples de telles maladies sont :

  • Maladie Granulomateuse Chronique

La cause de la maladie granulomateuse chronique est un trouble de la phagocytose au stade de la génération d'une bouffée d'oxygène. L'absence d'une enzyme appropriée (la soi-disant NADPH oxydase) empêche la formation d'espèces réactives de l'oxygène, ce qui, à son tour, ne permet pas une élimination rapide et efficace des micro-organismes.

Les dommages causés à l'enzyme ont une origine génétique, il n'y a donc pas encore de traitement causal de la maladie. Au cours de la maladie granulomateuse chronique, des infections fréquentes, des abcès et des granulomes se développent en raison du système d'élimination intracellulaire inadéquat.

  • Équipe Chediak-Higashi

Dans le syndrome de Chediak-Higashi, il existe un défaut de phagocytose au stade de la connexion phagosome-lysosome. Une mutation génétique de l'une des protéines empêche le transfert des enzymes digestives vers la vésicule contenant l'agent pathogène, empêchant ainsi son élimination.

Outre une altération importante de l'immunité, l'albinisme et des troubles du fonctionnement du système nerveux sont également caractéristiques du syndrome de Chediak-Higashi.

A propos de l'auteurKrzysztof BialaziteUn étudiant en médecine au Collegium Medicum de Cracovie, entrant lentement dans le monde des défis constants du travail du médecin. Elle s'intéresse particulièrement à la gynécologie et à l'obstétrique, à la pédiatrie et à la médecine du mode de vie. Amoureux des langues étrangères, des voyages et des randonnées en montagne.

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Système immunitaire