Phagozyt
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Loslegenvon altgriechisch: φαγεῖν ("phagein") - essen
Synonym: Fresszelle
Englisch: phagocyte
Definition
Ein Phagozyt ist eine spezialisierte Zelle des Immunsystems, die in der Lage ist, Fremdpartikel, Mikroorganismen und körpereigenes Zellmaterial durch Phagozytose aufzunehmen und intrazellulär abzubauen. Phagozyten zählen zu den zentralen Effektorzellen der angeborenen Immunabwehr.[1]
Einteilung
...nach Funktion
Professionelle Phagozyten
Professionelle Phagozyten sind auf die Phagozytose spezialisiert und exprimieren eine Vielzahl von Mustererkennungsrezeptoren sowie Fc- und Komplementrezeptoren. Zu ihnen zählen:
- Neutrophile Granulozyten: die häufigsten Leukozyten im Blut; erste Abwehrlinie bei bakteriellen Infektionen
- Makrophagen: gewebsständige oder aus Monozyten differenzierte Phagozyten mit vielfältigen Effektorfunktionen. Sie lassen sich weiter in einen M1- und M2- Phänotyp untergliedern.
- Monozyten: zirkulierende Vorläufer der Gewebsmakrophagen
- Dendritische Zellen: verbinden angeborene und adaptive Immunantwort durch Antigenpräsentation
Nicht-professionelle Phagozyten
Nicht-professionelle Phagozyten wie Epithelzellen, Endothelzellen oder Fibroblasten können unter bestimmten Bedingungen ebenfalls Partikel aufnehmen, besitzen jedoch keine spezialisierten Phagozytosemechanismen.
...nach Lokalisation
Phagozyten tragen in verschiedenen Geweben unterschiedliche Namen.
- Kupffer-Zellen: Phagozyten der Leber
- Mikroglia: residente Makrophagen des Zentralnervensystems[2]
- Alveolarmakrophagen: Makrophagen in der Lunge
- Osteoklasten: Spezialisierte Phagozyten des Knochengewebes für die Resorption von Knochensubstanz
- Synovialmakrophagen: Makrophagen der Gelenkschleimhaut
- Milzmakrophagen: Phagozyt der Milzpulpa
Ablauf der Phagozytose
Die Phagozytose läuft in vier wesentlichen Schritten ab:[3]
- Erkennung des Zielpartikels über Oberflächenrezeptoren (z.B. Fc-Rezeptoren, Komplementrezeptoren, Mustererkennungsrezeptoren)
- Signaltransduktion zur Aktivierung des Internalisierungsapparats
- Bildung des Phagosoms durch Einstülpung der Zellmembran
- Reifung zum Phagolysosom durch Fusion mit Lysosomen und intrazelluläre Degradation des Partikels
Die Opsonierung von Partikeln mit Antikörpern (IgG) oder Komplementfaktoren (C3b) steigert die Erkennungseffizienz und beschleunigt die Phagozytose erheblich.
Die intrazelluläre Abtötung und Verdauung phagozytierter Partikel erfolgt durch verschiedene Mechanismen:
- Oxidative Mechanismen: Die Aktivierung der NADPH-Oxidase führt zum oxidativen Burst mit Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (z.B. Wasserstoffperoxid). Sie wirken direkt toxisch auf Pathogene.
- Myeloperoxidase-System: In neutrophilen Granulozyten katalysiert die Myeloperoxidase die Bildung von hypochloriger Säure (HOCl) aus Wasserstoffperoxid und Chloridionen, was eine besonders effektive antimikrobielle Wirkung entfaltet.
- Nicht-oxidative Mechanismen: Lysosomale Enzyme (z.B. Proteasen, Lysozym) sowie antimikrobielle Peptide (z.B. Defensine) führen zur Degradation der aufgenommenen Mikroorganismen.
Die Effektivität dieser Mechanismen ist entscheidend für die Elimination von Pathogenen und die Verhinderung persistierender Infektionen.
Funktionen
Infektionsabwehr
Phagozyten – insbesondere Neutrophile und Makrophagen – sind essenziell für die Elimination bakterieller Pathogene. Gleichzeitig dienen sie der Verarbeitung und Präsentation von Antigenen zur Aktivierung des adaptiven Immunsystems und steuern Entzündungsreaktionen. Einige Erreger wie Staphylococcus aureus haben jedoch Mechanismen entwickelt, um der phagozytären Abtötung zu entgehen, darunter die Produktion von Leukotoxinen und die Hemmung der Phagosomenreifung.[4]
Entsorgung von Zellmaterial
Phagozyten können nicht externe Pathogene, sondern auch gestresste oder entartete körpereigene Zellen aufnehmen und abbauen – ein Prozess, der als Phagoptose bezeichnet wird. Diese Form des Zelltods ist physiologisch bei der Erythrozytenalterung und Zellmauserung bedeutsam und spielt pathologisch eine Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen, wenn Mikroglia veränderte Neuronen phagozytieren.[5]
Klinik
Angeborene oder erworbene Defekte der Phagozytenfunktion führen zu schwerwiegenden Immundefizienzen. Beispiele:
- Chronische Granulomatose (CGD): Defekt der NADPH-Oxidase, fehlende reaktive Sauerstoffspezies
- Leukozytenadhäsionsdefekt (LAD): gestörte Migration von Neutrophilen zum Infektionsort
- Chédiak-Higashi-Syndrom: defekte Granulasekretion durch Lysosomenfusionsstörung
Cave: Bei rezidivierenden, ungewöhnlichen oder schwer verlaufenden bakteriellen Infektionen, insbesondere mit Katalase-positiven Erregern, sollte eine Phagozytenfunktionsstörung ausgeschlossen werden.
Quellen
- ↑ Gordon S. Phagocytosis: An Immunobiologic Process. Immunity. 2016;44(3):463-475.
- ↑ Yu F, Wang Y, Stetler AR, Leak RK, Hu X, Chen J. Phagocytic microglia and macrophages in brain injury and repair. CNS Neurosci Ther. 2022;28(9):1279-1293.
- ↑ Uribe-Querol E, Rosales C. Phagocytosis. Methods Mol Biol. 2024;2813:39-64.
- ↑ de Jong NWM, van Kessel KPM, van Strijp JAG. Immune Evasion by Staphylococcus aureus. Microbiol Spectr. 2019;7(2).
- ↑ Brown GC. Cell death by phagocytosis. Nat Rev Immunol. 2023;24(2):91-102.