Phagocytosis of Non-Opsonized Escherichia coli by Mouse Peritoneal Macrophages

Abstract

Phagocytosis of non-opsonized Escherichia coli by mouse peritoneal macrophages (MPM) was studied by means of light microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. During a phagocytosis period of 90 min the surface morphology changed. Early in the phagocytosis period the MPM were polar with many ridges and villi, and little ruffling. At the end of the period the cells appeared well spread with a smooth surface and extensive ruffling. Two modes for ingestion of bacteria seemed to exist. The bacteria were ingested either by membrane folds rising from the macrophage surface, fitting tightly to the bacteria or by bacteria sinking into the cytoplasm of the MPM. Early in the period of phagocytosis most bacteria were attached to the surface. Ten per cent of the bacteria attached were never ingested. Bacteria ingested were located in phagolysosomes that were either of a tight or a loose type. After a phagocytosis period of 90 min the phagolysosomes contained bacteria at different stages of degradation. During the degradation the bacteria showed several morphological changes including a decrease in the density of the endoplasm, detachment of the bacterial membrane from the cell wall and deformities in the bacterial cell wall.

Die Phagocytose von nicht-opsonisierten Escherichia coli durch peritoneale Mäusemakrophagen wurde mit Hilfe von Lichtmikroskopie, Scanning-Elektronenmikorskopie und Transmissions-Elektronenmikroskopie untersucht. Die Oberflächenmorphologie veränderte sich innerhalb einer Phagocytoseperiode von 90 Min. Zu Anfang der Phagocytose waren die Mäusemakrophagen langgestreckt mit vielen stegartigen und zottigen Ausläufern, an der

Haftfläche wenig ausgefranst. Gegen Ende der Phagocytoseperiode erschienen die Zellen gut verteilt. Es schienen zwei Arten der Bakterienaufnahme zu existieren. Die Bakterien wurden entweder durch die Bakterien dicht umschließende Membranfalten aufgenommen oder durch Hineinsinken der Bakterien in das Cytoplasma der Makrophagen. In der frühen Periode der Phagocytose wurden die meisten Bakterien an die Makrophagenoberfläche gebunden. Zehn Prozent der auf diese Weise gebundenen Bakterien wurden überhaupt nicht in die Makrophagen aufgenommen. Die aufgenommenen Bakterien befanden sich in Phagolysosomen von dichtem oder lockerem Typ. Nach einer Phagocytoseexponierung von 90 Min. enthielten die Phagolysosomen Bakterien in verschiedenen Stadien des Zerfalls. Während des Abbaues zeigten die Bakterien verschiedene morphologische Veränderungen, darin eingeschlossen eine Abnahme der endoplasmatischen Dichte, Trennung der Bakterienmembran von der Zellwand samt Zellwanddeformitäten der Bakterien.