Ett fagolysom är det membränbundna organell där intracellulär nedbrytning av infängat material sker. Det bildas genom fusion av en fagosom (som innehåller den internerade partikeln) med ett lysom (packat med hydrolytiska enzymer). Denna process är central för medfödd immunitet, vävnadshemostas och antigenpresentation.
Bildningsprocess
- Fagocytos: Cellmembranet utsträcker pseudopoder runt en partikel (bakterie, död cell, avfall) → omsluter den → knyter av för att bilda en fagosom (en vakuol med partikeln inuti). Professionella fagocyter: neutrofila granulocyter, makrofager, monocyter, dendritiska celler.
- Fagosommodning: Den unga fagosomen förvärvar Rab GTPaser (Rab5 → Rab7), V-ATPase (försyrar lumen), och membranproteiner. Den rör sig längs microtubuler mot perinuclärt område.
- Lysomfusion: Den mogna fagosomen fusionerar med ett lysom (sen endosom) – en vescikel täthalt med hydrolytiska enzymer: proteaser (katepsiner), nukleaser, lipaser, glykosidaser, fosfataser och syrahydrolaser. Fusion medieras av SNARE-proteiner, Rab7 och HOPS-komplex.
- Fagolysom: Det fusionerade organellet. Enzymer frigörs i lumen; pH sjunker till ~4,5–5,0, optimerar enzymaktivitet.
Nedbrytning och innehållets öde
Infängat material nedbryts till små molekyler (aminosyror, socker, fettsyror, nukleotider) som transporteras in i cytosolen via specifika transportörer för återanvändning (näringsåtervinning) eller utsöndring. Onedbrytbart material (t.ex. hemkristaller, kisel) finns kvar i restkroppar, som kan exocyteras eller kvarstå som lipofuscin.
Biologisk betydelse
- Patogenförstöring: Primär mekanism för medfödd immunitet mot bakterier, svampar, parasiter. Reaktiva syrearter (NADPH-oxidas/NOX2) och reaktiva kvävearter synergiserar med enzymer.
- Avhjälpning av apoptotiska celler och avfall: "Efferocytos" förhindrar inflammation och autoimmunitet.
- Näringsåtervinning: Essentiellt i makrofager (järn från hemoglobin) och under svält.
- Antigenpresentation: Peptider från nedbrutna patogener laddas på MHC klass II-molekyler i fagolysom/endosomal väg → presenteras till CD4+ T-celler → adaptiv immunitet.
Klinisk relevans: Fagolysomala sjukdomar
- Kronisk granulomatös sjukdom (CGD): NOX2-mutation → inget respiratoriskt brott → återkommande katalaspositiva infektioner (Staph, Aspergillus, Burkholderia).
- Lysomala lagringssjukdomar: Enzymbrister (t.ex. Gaucher, Niemann-Pick, Fabry) → substratackumulation i fagolysom → multiorgansvikt.
- Patogen undvikande: Mycobacterium tuberculosis blockerar fagosommodning; Listeria flyr till cytosolen; Toxoplasma hämmar fusion.
Fagolysomet är cellens "mage" – där fara nedbryts, näringsämter återvinns och immunintelligens genereras.
