Forskjellen mellom autophagy og phagocytosis

Hovedforskjell - Autophagy vs Phagocytosis

Autophagy og fagocytose er to morfologisk liknende prosesser som forekommer inne i cellen. Autophagy kalles selvopptatt, og fjerner de uønskede komponentene i cellen. Under autophagy blir autophagosom fusjonert med lysosom ved å danne autolysososme. Fagocytose er en endocytosemekanisme som hovedsakelig forekommer i fagocytter som makrofager og nøytrofiler. Under fagocytose dannes fagosom rundt det fremmede stoffet. De hovedforskjell mellom autophagy og fagocytose er det autofagi oppstår når lysosomer er fusjonert med autophagosomer for å fordøye de dysfunksjonelle strukturer av cellen tatt i autophagosomer mens fagocytose oppstår når et fremmedlegeme er oppslukt av cellen, danner en vakuol kalt fagosom, som omgir det fremmede stoffet for å skille det fra cytoplasmaen.

Denne artikkelen ser på,

1. Hva er Autophagy
      - Definisjon, egenskaper, prosess
2. Hva er phagocytose
      - Definisjon, egenskaper, prosess
3. Hva er forskjellen mellom autophagy og phagocytosis

Hva er Autophagy

Autophagy er en grunnleggende katabolisk mekanisme, hvor cellen nedbryter dysfunksjonelle eller unødvendige cellulære komponenter. Nedbrytningen skjer ved hydrolytiske enzymer inneholdt i lysosomene. Autophagy opprettholder energikilder i cellen ved å resirkulere de skadede proteiner, aggregater og organeller i cellen. Slutproduktene av nedbrytningen kan brukes som byggesteiner for utskifting av de utarmede cellulære komponentene. Derved fremmer autofagi cellens overlevelse under stress ved å balansere de cellulære energinivåene. Det gjør det mulig å fjerne uønskede komponenter fra cellen også. Derfor er autophagy pro-overlevelse og i stand til å undergå cellulær stress som næringsdeprivasjon. Men autofagi lar cellen dø ved å ødelegge aktive organeller i den som mitokondrier.

Autophagy er initiert med dannelsen av fagofor som omgir den uønskede komponenten i cytoplasma. Phagophore er en dobbeltmembranstruktur. Autofagosomer dannes ved fusjon av fagofore med lysosom. Dannelsen av autofagosom er indusert av en klasse 3 fosfinositid-3-kinase, Atg 6 og med ubiquitin eller ubiquitin-lignende proteiner. Autophagosome blir smittet gjennom cytosolen for å smelte sammen med lysosomer som danner autolysosom. En autolysosom er en dobbeltmembranstruktur hvor nedbrytningen av de uønskede komponentene oppstår. Autophagy og dens regulering av en rekke autophagy-relaterte proteiner (Atgs) er vist i Figur 1.

Figur 1: Autophagy

Hva er phagocytose

Fagocytose er en av de to mekanismene i endocytose hvor cellen tar opp fremmede stoffer i cellen. Celler i de multicellulære organismer inntar store faste partikler som celleavfall, eldre celler, små mineralpartikler, støv, forskjellige kolloider og bakterier. I immunsystemcellene spiller fagocytose en viktig rolle i forsvaret av organismen ved å ødelegge invaderte patogener i kroppen. Immunsystemet celler som vev makrofager, nøytrofiler og monocytter kalles profesjonelle fagocytter. Fagocytose forekommer også i Langerhans-celler i huden, Kupffer-celler i leveren, pigmentert epitel i øyet og microglia i hjernen. Amoeba som protister tar næringsstoffer inn i cellen ved fagocytose. Derfor kalles fagocytose i celler med en celle som celle-spising.

Fagocytose er en utløst prosess, som forekommer gjennom ulike reseptorer som immunoglobulin G, mannose (MR), β-glukan og komplement (CR1, CR3). Partikkelen som skal opptakes, er omgitt av pseudopodi og deretter klemt av i en vesikkel som kalles fagosom. Fagosom er fusjonert med lysosom, som danner fagolysosomet. Avfallsmaterialet som dannes ved fordøyelsen, utvises av eksocytose. I fagocytter er den fagocytiserte partikkelen noen ganger stor som cellen. I denne situasjonen trenger celler å danne en stor vesikler. Fagocytose av en bakterie er vist i figur 2. Når en immunsystemcelle er involvert i fagocytose av bakterier, kalles bakteriene antigener.

Figur 2: Fagocytose

Forskjellen mellom autophagy og phagocytosis

Mekanisme

autophagy: Under autofagi blir uønskede komponenter inne i cellen oppslukt av fagoforer.

fagocytose: Under fagocytose tas store fremmede faste stoffer opp av cellen.

navnene

autophagy: Autophagy kalles selv å spise.

fagocytose: Fagocytose kalles celle-spising i enkelt-celle organismer.

Initial vesikkel

autophagy: Fagofore i cellen initierer prosessen ved å smelte sammen med uønskede komponenter.

fagocytose: Plasmemembran former fagosomer som omgir den fremmede partikkelen, som skal bli oppslukt av cellen. 

Membraner av den innledende vesikel

autophagy: Phagophore er omgitt av to membraner av lipid-dobbeltlaget.

fagocytose: Phagosome er en enkeltmembranen struktur.

Tilstedeværelse

autophagy: Autophagy finnes i nesten alle cellene i kroppen av en multicellular organisme.

fagocytose: Fagocytose finnes hovedsakelig i immunsystemcellene.

Fordøyende vesikkel

autophagy: Den fordøyende vesikel av autophagy er autolysosom.

fagocytose: Den fordøyende vesikel av fagocytose er fagolysosom.

apoptose

autophagy: Autophagy fører noen ganger til apoptose ved å ødelegge aktive organeller som mitokondrier.

fagocytose: Fagocytose fører ikke til apoptose.

Slutt Produkter

autophagy: Endeproduktene av autofagi brukes som byggesteiner under dannelsen av nye organeller.

fagocytose: Spaltede produkter av matpartikler absorberes og avfallet elimineres ved eksocytose.

Funksjon

autophagy: Autophagy er involvert i cellens overlevelse under sult.

fagocytose: Fagocytose er involvert i celleforsvaret fra fremmede stoffer.

Initiert av

autophagy: Autophagy er indusert av en klasse 3 fosfinositid-3-kinase, Atg 6 og med ubiquitin eller ubiquitin-lignende proteiner.

fagocytose: Fagocytose utløses av forskjellige reseptorer som immunoglobulin G, mannose (MR), P-glukan og komplement (CR1, CR3).

Konklusjon

Autophagy og fagocytose er fordøyelsesprosesser som forekommer inne i cellen ved fusjon med lysososmes. Autophagy er den selv-spise prosessen involvert i celle clearing av nedbrytning av uønskede komponenter som organelles. Autofagi gjør det derfor mulig for cellen å overleve under sult ved å balansere de cellulære energikildene. Fagocytose er involvert i nedbrytning av fremmede faste partikler, som er oppslukt av cellen. De engulfede partiklene kan enten være matpartikler eller antigener som bakterier. Derfor er fagocytose involvert i de cellulære forsvarsmekanismer ved å ødelegge de fremmede substanser som bakterier og celleavfall. Imidlertid er hovedforskjellen mellom autophagy og pahgocytose stoffene som er oppslukt av hver av de to prosessene.

Henvisning:
1. Eskelinen, Eeva-Liisa. "Makroautophagy in Mammalian Cells." Madame Curie Bioscience Database [Internett]. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 3. april 2017.
2. Cooper, Geoffrey M. "Lysosomes." Cellen: En Molekylær Tilnærming. Andre utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 3. april 2017.

Bilde Courtesy:
1. "Macroautophagie" Par eb billard - IUT Clermont-Ferrand (Domaine public) via Commons Wikimedia
2. "Phagocytosis" av Becky Boone (CC BY-SA 2.0) via Flickr