Belangrijkste verschil - Autofagie versus fagocytose

Autofagie en fagocytose zijn twee morfologisch vergelijkbare processen die in de cel plaatsvinden. Autofagie wordt zelf-eten genoemd, het opruimen van de ongewenste componenten van de cel. Tijdens autofagie wordt autofagosoom gefuseerd met lysosoom door autolysososme te vormen. Fagocytose is een mechanisme van endocytose dat voornamelijk voorkomt in fagocyten zoals macrofagen en neutrofielen. Tijdens fagocytose wordt fagosoom gevormd rond de vreemde substantie. De grootste verschil tussen autofagie en fagocytose is dat: autofagie treedt op wanneer lysosomen worden gefuseerd met autofagosomen om de disfunctionele structuren van de cel te verteren die in autofagosomen zijn opgenomen terwijl fagocytose treedt op wanneer een vreemde stof door de cel wordt verzwolgen, waardoor een vacuole wordt gevormd die fagosoom wordt genoemd en die de vreemde stof omgeeft om deze van het cytoplasma te scheiden.

Dit artikel kijkt naar,

1. Wat is autofagie? - Definitie, kenmerken, proces 2. Wat is fagocytose? - Definitie, kenmerken, proces 3. Wat is het verschil tussen autofagie en fagocytose?

Wat is autofagie?

Autofagie is een fundamenteel katabool mechanisme, waarbij de cel disfunctionele of onnodige cellulaire componenten afbreekt. De afbraak vindt plaats door de hydrolytische enzymen in de lysosomen. Autofagie houdt energiebronnen in de cel in stand door de beschadigde eiwitten, aggregaten en organellen in de cel te recyclen. De eindproducten van de afbraak kunnen worden gebruikt als bouwstenen voor de vervanging van de uitgeputte cellulaire componenten. Daardoor bevordert autofagie de overleving van de cel tijdens stress door de cellulaire energieniveaus in evenwicht te brengen. Het maakt het ook mogelijk om ongewenste componenten uit de cel te verwijderen. Daarom is autofagie pro-overleving en in staat om cellulaire stress te ondergaan, zoals een tekort aan voedingsstoffen. Maar autofagie laat de cel afsterven door actieve organellen erin te vernietigen, zoals mitochondriën.

Autofagie wordt gestart met de vorming van fagophore rond de ongewenste component in het cytoplasma. Fagofoor is een dubbelmembraanstructuur. Autofagosomen worden gevormd door de fusie van fagophore met lysosoom. De vorming van autofagosoom wordt geïnduceerd door een klasse 3 fosfoinositide-3-kinase, Atg 6 en met de ubiquitine of ubiquitine-achtige eiwitten. Autofagosoom wordt door het cytosol vervoerd om te fuseren met lysosomen, waardoor autolysosoom wordt gevormd. Een autolysosoom is een dubbelmembraanstructuur waar de afbraak van de ongewenste componenten plaatsvindt. Autofagie en de regulatie ervan door een reeks autofagie-gerelateerde eiwitten (Atgs) wordt getoond in figuur 1.

Figuur 1: Autofagie

Wat is fagocytose?

Fagocytose is een van de twee mechanismen bij endocytose waarbij de cel vreemde stoffen in de cel opneemt. Cellen in de meercellige organismen nemen grote vaste deeltjes op zoals celresten, verouderde cellen, kleine minerale deeltjes, stof, verschillende colloïden en bacteriën. In de cellen van het immuunsysteem speelt fagocytose een vitale rol bij de verdediging van het organisme door de binnengedrongen pathogenen in het lichaam te vernietigen. De cellen van het immuunsysteem, zoals weefselmacrofagen, neutrofielen en monocyten, worden professionele fagocyten genoemd. Fagocytose komt ook voor in Langerhans-cellen in de huid, Kupffer-cellen in de lever, het gepigmenteerde epitheel van het oog en de microglia in de hersenen. Amoebe-achtige protisten nemen voedingsstoffen de cel in door fagocytose. Daarom wordt fagocytose in eencellige organismen celetend genoemd.

Fagocytose is een geactiveerd proces dat plaatsvindt via verschillende receptoren zoals immunoglobuline G, mannose (MR), β-glucaan en complement (CR1, CR3). Het deeltje dat moet worden opgenomen, wordt omgeven door pseudopodia en vervolgens afgeknepen in een blaasje dat fagosoom wordt genoemd. Fagosoom is gefuseerd met lysosoom en vormt het fagolysosoom. Het afvalmateriaal gevormd door de spijsvertering wordt verdreven door exocytose. In fagocyten is het gefagocyteerde deeltje soms zo groot als de cel. In deze situatie moeten cellen grote blaasjes vormen. Fagocytose van een bacterie is weergegeven in figuur 2. Wanneer een cel van het immuunsysteem betrokken is bij de fagocytose van bacteriën, worden de bacteriën antigenen genoemd.

Figuur 2: Fagocytose

Verschil tussen autofagie en fagocytose

Mechanisme

autofagie: Tijdens autofagie worden ongewenste componenten in de cel overspoeld door fagoforen.

fagocytose: Tijdens fagocytose worden grote vreemde vaste stoffen door de cel opgenomen.

Namen

autofagie: Autofagie wordt zelfeten genoemd.

fagocytose: Fagocytose wordt celetende genoemd in eencellige organismen.

Eerste blaasje

autofagie: Fagofoor in de cel initieert het proces door te fuseren met ongewenste componenten.

fagocytose: Plasmamembraan vormt fagosomen die het vreemde deeltje omringen, dat door de cel moet worden opgeslokt.

Membranen van het initiële blaasje

autofagie: Phagofoor is omgeven door twee membranen van de lipide dubbellaag.

fagocytose: Fagosoom is een structuur met één membraan.

Aanwezigheid

autofagie: Autofagie wordt aangetroffen in bijna alle cellen in het lichaam van een meercellig organisme.

fagocytose: Fagocytose wordt voornamelijk gevonden in de cellen van het immuunsysteem.

Verteringsblaasje

autofagie: Het verterende blaasje van autofagie is autolysosoom.

fagocytose: Het verterende blaasje van fagocytose is fagolysosoom.

apoptose

autofagie: Autofagie leidt soms tot apoptose door actieve organellen zoals mitochondriën te vernietigen.

fagocytose: Fagocytose leidt niet tot apoptose.

Eindproducten

autofagie: De eindproducten van autofagie worden gebruikt als bouwstenen tijdens de vorming van nieuwe organellen.

fagocytose: Verteerde producten van voedseldeeltjes worden geabsorbeerd en het afval wordt geëlimineerd door exocytose.

Functie

autofagie: Autofagie is betrokken bij het overleven van de cel tijdens uithongering.

fagocytose: Fagocytose is betrokken bij de celafweer tegen vreemde stoffen.

Geïnitieerd door

autofagie: Autofagie wordt geïnduceerd door een klasse 3 fosfoinositide-3-kinase, Atg 6 en met de ubiquitine of ubiquitine-achtige eiwitten.

fagocytose: Fagocytose wordt veroorzaakt door verschillende receptoren zoals immunoglobuline G, mannose (MR), β-glucaan en complement (CR1, CR3).

Conclusie

Autofagie en fagocytose zijn spijsverteringsprocessen die in de cel plaatsvinden door te fuseren met lysosomen. Autofagie is het zelfetende proces dat betrokken is bij het opruimen van cellen door de afbraak van ongewenste componenten zoals organellen. Vandaar dat autofagie de cel in staat stelt te overleven tijdens uithongering door de cellulaire energiebronnen in evenwicht te brengen. Fagocytose is betrokken bij de afbraak van vreemde vaste deeltjes, die door de cel worden opgeslokt. De opgeslokte deeltjes kunnen voedseldeeltjes zijn of antigenen zoals bacteriën. Daarom is fagocytose betrokken bij de cellulaire afweermechanismen door de vreemde stoffen zoals bacteriën en celresten te vernietigen. Het belangrijkste verschil tussen autofagie en pahgocytose zijn echter de stoffen die door elk van de twee processen worden opgeslokt.

Referentie:1. Eskelinen, Eeva-Liisa. "Macroautofagie in zoogdiercellen." Madame Curie Bioscience Database [Internet]. Amerikaanse National Library of Medicine, 1 januari 1970. Web. 03 april 2017. 2. Cooper, Geoffrey M. "Lysosomen." De cel: een moleculaire benadering. 2e editie. Amerikaanse National Library of Medicine, 1 januari 1970. Web. 03 april 2017.

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "Macroautophagie" Par eb billard - IUT Clermont-Ferrand (Domaine public) via Commons Wikimedia2. "Fagocytose" door Becky Boone (CC BY-SA 2.0) via Flickr