De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Introducción a la fagocitosis
Fagocitosis versus exocitosis

La fagocitosis (del griego antiguo φαγεῖν ( phagein )  'comer' y κύτος , ( kytos )  'célula') es el proceso por el cual una célula usa su membrana plasmática para engullir una partícula grande (≥ 0,5 μm), dando lugar a una compartimento interno llamado fagosoma . Es un tipo de endocitosis . Una célula que realiza la fagocitosis se llama fagocito .

La envoltura de un patógeno por un fagocito.

En el sistema inmunológico de un organismo multicelular , la fagocitosis es un mecanismo principal utilizado para eliminar patógenos y restos celulares. Luego, el material ingerido se digiere en el fagosoma. Las bacterias, las células de tejido muerto y las pequeñas partículas minerales son ejemplos de objetos que pueden fagocitarse. Algunos protozoos utilizan la fagocitosis como medio para obtener nutrientes.

Historia [ editar ]

La fagocitosis fue notada por primera vez por el médico canadiense William Osler (1876), [1] y luego estudiada y nombrada por Élie Metchnikoff (1880, 1883). [2]

En el sistema inmunológico [ editar ]

Micrografía electrónica de barrido de un fagocito (amarillo, derecha) fagocitando bacilos del ántrax (naranja, izquierda)
Artículo principal: fagocito

La fagocitosis es uno de los principales mecanismos de la defensa inmune innata . Es uno de los primeros procesos que responde a la infección y también es una de las ramas iniciadoras de una respuesta inmune adaptativa . Aunque la mayoría de las células son capaces de fagocitosis, algunos tipos de células la realizan como parte de su función principal. Estos se denominan "fagocitos profesionales". La fagocitosis es antigua en términos evolutivos, estando presente incluso en invertebrados . [3]

Células fagocíticas profesionales [ editar ]

Reproducir medios
Secuencia de video microscópica de luz de un neutrófilo de sangre humana fagocitando una bacteria

Los neutrófilos , macrófagos , monocitos , células dendríticas , osteoclastos y eosinófilos se pueden clasificar como fagocitos profesionales. [2] Los tres primeros tienen el papel más importante en la respuesta inmunitaria a la mayoría de las infecciones. [3]

El papel de los neutrófilos es patrullar el torrente sanguíneo y la rápida migración a los tejidos en grandes cantidades solo en caso de infección. [3] Allí tienen efecto microbicida directo por fagocitosis. Después de la ingestión, los neutrófilos son eficaces en la destrucción intracelular de patógenos. Los neutrófilos fagocitan principalmente a través de los receptores Fcγ y los receptores del complemento 1 y 3. El efecto microbicida de los neutrófilos se debe a un gran repertorio de moléculas presentes en los gránulos preformados. Las enzimas y otras moléculas preparadas en estos gránulos son proteasas, como colagenasa , gelatinasa o serina proteasas , mieloperoxidasa , lactoferrina.y proteínas antibióticas. La degranulación de estos en el fagosoma, acompañada de una alta producción de especies reactivas de oxígeno (explosión oxidativa) es altamente microbicida. [4]

Los monocitos y los macrófagos que maduran a partir de ellos dejan la circulación sanguínea para migrar a través de los tejidos. Allí son células residentes y forman una barrera de reposo. [3] Los macrófagos iniciar la fagocitosis por los receptores de manosa , receptores scavenger , receptores Fc gamma y receptores del complemento 1, 3 y 4. Los macrófagos son de larga vida y puede continuar la fagocitosis mediante la formación de nuevos lisosomas. [3] [5]

Las células dendríticas también residen en tejidos e ingieren patógenos por fagocitosis. Su función no es matar o eliminar microbios, sino descomponerlos para la presentación de antígenos a las células del sistema inmunitario adaptativo. [3]

Iniciando receptores [ editar ]

Los receptores de fagocitosis se pueden dividir en dos categorías por moléculas reconocidas. Los primeros, los receptores opsónicos, dependen de las opsoninas . [6] Entre estos se encuentran los receptores que reconocen la parte Fc de los anticuerpos IgG unidos , el complemento depositado o los receptores, que reconocen otras opsoninas de origen celular o plasmático. Los receptores no opsónicos incluyen receptores de tipo lectina, receptor de Dectina o receptores captadores. Algunas vías fagocíticas requieren una segunda señal de los receptores de reconocimiento de patrones (PRR) activados por la unión a patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPS), lo que conduce a la activación de NF-κB . [2]

Receptores Fcγ [ editar ]

Los receptores Fcγ reconocen dianas recubiertas de IgG. La principal parte reconocida es el fragmento Fc . La molécula del receptor contiene un dominio ITAM intracelular o se asocia con una molécula adaptadora que contiene ITAM. Los dominios ITAM transducen la señal desde la superficie del fagocito al núcleo. Por ejemplo, los receptores de activación de los macrófagos humanos son FcγRI , FcγRIIA y FcγRIII . [5] La fagocitosis mediada por el receptor Fcγ incluye la formación de protuberancias de la célula llamadas "copa fagocítica" y activa una explosión oxidativa en los neutrófilos. [4]

Receptores del complemento [ editar ]

Estos receptores reconocen dianas recubiertas de C3b , C4b y C3bi del complemento plasmático. El dominio extracelular de los receptores contiene un dominio de unión al complemento de tipo lectina. El reconocimiento por los receptores del complemento no es suficiente para provocar la internalización sin señales adicionales. En los macrófagos, CR1 , CR3 y CR4 son responsables del reconocimiento de objetivos. Los objetivos recubiertos de complemento se internalizan "hundiéndose" en la membrana del fagocito, sin protuberancias. [5]

Receptores de manosa [ editar ]

La manosa y otros azúcares asociados a patógenos, como la fucosa , son reconocidos por el receptor de manosa. Ocho dominios similares a lectina forman la parte extracelular del receptor. La ingestión mediada por el receptor de manosa es distinta en los mecanismos moleculares de la fagocitosis mediada por el receptor Fcγ o el receptor del complemento. [5]

Fagosoma [ editar ]

El sistema contráctil actina-miosina facilita la absorción del material. El fagosoma es el orgánulo formado por fagocitosis de material. Luego se mueve hacia el centrosoma del fagocito y se fusiona con los lisosomas , formando un fagolisosoma y conduciendo a la degradación. Progresivamente, el fagolisosoma se acidifica, activando enzimas degradantes. [2] [7]

La degradación puede ser dependiente del oxígeno o independiente del oxígeno.

  • La degradación dependiente del oxígeno depende del NADPH y de la producción de especies reactivas de oxígeno . El peróxido de hidrógeno y la mieloperoxidasa activan un sistema de halogenación que conduce a la creación de hipoclorito y la destrucción de bacterias. [8]
  • La degradación independiente del oxígeno depende de la liberación de gránulos que contienen enzimas como las lisozimas y proteínas catiónicas como las defensinas . Otros péptidos antimicrobianos están presentes en estos gránulos, incluida la lactoferrina , que secuestra el hierro para proporcionar condiciones de crecimiento desfavorables para las bacterias. Otras enzimas como hialuronidasa, lipasa, colagenasa, elastasa, ribonucleasa, desoxirribonucleasa también desempeñan un papel importante en la prevención de la propagación de infecciones y la degradación de biomoléculas microbianas esenciales que conducen a la muerte celular. [4] [5]

Los leucocitos generan cianuro de hidrógeno durante la fagocitosis y pueden matar bacterias , hongos y otros patógenos al generar varios otros productos químicos tóxicos. [9] [10] [11]

Algunas bacterias, por ejemplo Treponema pallidum , Escheria coli y Staphylococcus aureus , pueden evitar la fagocitosis mediante varios mecanismos.

En apoptosis [ editar ]

Después de la apoptosis , las células moribundas deben ser absorbidas por los macrófagos hacia los tejidos circundantes en un proceso llamado eferocitosis . Una de las características de una célula apoptótica es la presentación de una variedad de moléculas intracelulares en la superficie celular, como calreticulina , fosfatidilserina (de la capa interna de la membrana plasmática), anexina A1 , LDL oxidada y glucanos alterados . [12] Estas moléculas son reconocidas por receptores en la superficie celular del macrófago, como el receptor de fosfatidilserina, o por receptores solubles (que flotan libremente) como la trombospondina 1 , GAS6.y MFGE8 , que luego se unen a otros receptores en el macrófago, como CD36 y la integrina alfa-v beta-3 . Los defectos en el aclaramiento de células apoptóticas generalmente se asocian con fagocitosis deficiente de los macrófagos. La acumulación de restos de células apoptóticas a menudo provoca trastornos autoinmunitarios; por tanto, la potenciación farmacológica de la fagocitosis tiene un potencial médico en el tratamiento de ciertas formas de trastornos autoinmunitarios. [13] [14] [15] [16]

Trofozoítos de Entamoeba histolytica con eritrocitos ingeridos

En protistas [ editar ]

En muchos protistas , la fagocitosis se utiliza como medio de alimentación, proporcionando parte o la totalidad de su alimento. A esto se le llama nutrición fagotrófica, que se distingue de la nutrición osmotrófica que tiene lugar por absorción. [ cita requerida ]

  • En algunos, como las amebas , la fagocitosis tiene lugar rodeando el objeto objetivo con pseudópodos , como en los fagocitos animales. En los seres humanos, el amebozoo Entamoeba histolytica puede fagocitar los glóbulos rojos .
  • Los ciliados también participan en la fagocitosis. [17] En los ciliados hay un surco o cámara especializada en la célula donde tiene lugar la fagocitosis, llamado citostoma o boca.

Al igual que en las células inmunes fagocíticas, el fagosoma resultante puede fusionarse con lisosomas ( vacuolas alimentarias ) que contienen enzimas digestivas , formando un fagolisosoma . Luego, las partículas de alimentos se digieren y los nutrientes liberados se difunden o transportan al citosol para su uso en otros procesos metabólicos. [18]

La mixotrofia puede involucrar nutrición fagotrófica y nutrición fototrófica . [19]

Ver también [ editar ]

  • Transporte activo
  • Presentación de antígeno
  • Célula presentadora de antígenos
  • Emperipolesis
  • Endosimbiontes en protistas
  • Paracitofagia
  • Fagoptosis
  • Pinocitosis
  • Cuerpo residual
  • Pared celular

Referencias [ editar ]

  1. ^ Ambrosio, Charles T. (2006). "La diapositiva de Osler, una demostración de fagocitosis de 1876: informes de fagocitosis antes del artículo de 1880 de Metchnikoff". Inmunología celular . 240 (1): 1–4. doi : 10.1016 / j.cellimm.2006.05.008 . PMID  16876776 .
  2. ↑ a b c d Gordon, Siamon (marzo de 2016). "Fagocitosis: un proceso inmunobiológico" . La inmunidad . 44 (3): 463–475. doi : 10.1016 / j.immuni.2016.02.026 . PMID 26982354 . 
  3. ^ a b c d e f M.), Murphy, Kenneth (Kenneth (2012). Inmunobiología de Janeway . Travers, Paul, 1956-, Walport, Mark., Janeway, Charles. (8a ed.). Nueva York: Garland Science . ISBN 9780815342434. OCLC  733935898 .
  4. ↑ a b c Witko-Sarsat, Véronique; Rieu, Philippe; Descamps-Latscha, Béatrice; Lesavre, Philippe; Halbwachs-Mecarelli, Lise (mayo de 2000). "Neutrófilos: moléculas, funciones y aspectos fisiopatológicos" . Investigación de laboratorio . 80 (5): 617–653. doi : 10.1038 / labinvest.3780067 . ISSN 0023-6837 . PMID 10830774 .  
  5. ↑ a b c d e Aderem, Alan; Underhill, David M. (abril de 1999). "Mecanismos de fagocitosis en macrófagos". Revisión anual de inmunología . 17 (1): 593–623. doi : 10.1146 / annurev.immunol.17.1.593 . ISSN 0732-0582 . PMID 10358769 .  
  6. ^ El sistema inmunológico, Peter Parham, Garland Science, 2da edición
  7. ^ Flannagan, Ronald S .; Jaumouillé, Valentin; Grinstein, Sergio (28 de febrero de 2012). "La biología celular de la fagocitosis". Revisión anual de patología: mecanismos de enfermedad . 7 (1): 61–98. doi : 10.1146 / annurev-pathol-011811-132445 . ISSN 1553-4006 . PMID 21910624 .  
  8. ^ Hemilä, Harri (1992). "La vitamina C y el resfriado común" (PDF) . Revista británica de nutrición . 67 : 3-16. doi : 10.1079 / bjn19920004 . PMID 1547201 . Archivado desde el original (PDF) el 3 de marzo de 2016 . Consultado el 28 de octubre de 2011 .  
  9. ^ Borowitz JL, Gunasekar PG, Isom GE (12 de septiembre de 1997). "Generación de cianuro de hidrógeno por activación del receptor mu-opiáceo: posible papel neuromodulador del cianuro endógeno". Investigación del cerebro . 768 (1–2): 294–300. doi : 10.1016 / S0006-8993 (97) 00659-8 . PMID 9369328 . S2CID 12277593 .  
  10. ^ Stelmaszyńska, T (1985). "Formación de HCN por neutrófilos fagocitantes humanos - 1. Cloración de Staphylococcus epidermidis como fuente de HCN". Int J Biochem . 17 (3): 373–9. doi : 10.1016 / 0020-711x (85) 90213-7 . PMID 2989021 . 
  11. ^ Zgliczyński, Jan Maciej; Stelmaszyńska, Teresa (1988). El estallido respiratorio y su importancia fisiológica . págs. 315–347. doi : 10.1007 / 978-1-4684-5496-3_15 . ISBN 978-1-4684-5498-7.
  12. ^ Bilyy RO, Shkandina T, Tomin A, Muñoz LE, Franz S, Antonyuk V, Kit YY, Zirngibl M, Fürnrohr BG, Janko C, Lauber K, Schiller M, Schett G, Stoika RS, Herrmann M (enero de 2012). "Los macrófagos discriminan patrones de glicosilación de micropartículas derivadas de células apoptóticas" . La Revista de Química Biológica . 287 (1): 496–503. doi : 10.1074 / jbc.M111.273144 . PMC 3249103 . PMID 22074924 .  
  13. ^ Mukundan L, Odegaard JI, Morel CR, Heredia JE, Mwangi JW, Ricardo-Gonzalez RR, Goh YP, Eagle AR, Dunn SE, Awakuni JU, Nguyen KD, Steinman L, Michie SA, Chawla A (noviembre de 2009). "PPAR-delta detecta y organiza la eliminación de células apoptóticas para promover la tolerancia" . Medicina de la naturaleza . 15 (11): 1266–72. doi : 10.1038 / nm.2048 . PMC 2783696 . PMID 19838202 .  
  14. ^ Roszer, T; Menéndez-Gutiérrez, diputado; Lefterova, MI; Alameda, D; Núñez, V; Lazar, MA; Fischer, T; Ricote, M (1 de enero de 2011). "Enfermedad renal autoinmune y deterioro de la absorción de células apoptóticas en ratones con deficiencia de receptor gamma activado por proliferador de peroxisoma de macrófagos o receptor alfa de retinoide X" . Revista de inmunología . 186 (1): 621–31. doi : 10.4049 / jimmunol.1002230 . PMC 4038038 . PMID 21135166 .  
  15. ^ Kruse, K; Janko, C; Urbonaviciute, V; Mierke, CT; Winkler, TH; Voll, RE; Schett, G; Muñoz, LE; Herrmann, M (septiembre de 2010). "Aclaramiento ineficaz de células moribundas en pacientes con LES: autoanticuerpos anti-dsDNA, MFG-E8, HMGB-1 y otros jugadores". Apoptosis . 15 (9): 1098-113. doi : 10.1007 / s10495-010-0478-8 . PMID 20198437 . S2CID 12729066 .  
  16. ^ Han, CZ; Ravichandran, KS (23 de diciembre de 2011). "Conexiones metabólicas durante la absorción de células apoptóticas" . Celular . 147 (7): 1442–5. doi : 10.1016 / j.cell.2011.12.006 . PMC 3254670 . PMID 22196723 .  
  17. ^ Grønlien HK, Berg T, Løvlie AM (julio de 2002). "En el ciliado polimórfico Tetrahymena vorax, la fagocitosis no selectiva observada en microstomes cambia a un proceso altamente selectivo en macrostomes". La Revista de Biología Experimental . 205 (Parte 14): 2089–97. PMID 12089212 . 
  18. ^ Montagnes, Djs; Barbosa, Ab; Boenigk, J; Davidson, K; Jürgens, K; Macek, M; Parry, Jd; Roberts, Ec; imek, K (18 de septiembre de 2008). "Comportamiento de alimentación selectiva de protistas clave de vida libre: vías para un estudio continuo" . Ecología microbiana acuática . 53 : 83–98. doi : 10.3354 / ame01229 . ISSN 0948-3055 . 
  19. ^ Stibor H, Sommer U (abril de 2003). "Mixotrofia de un flagelado fotosintético visto desde una perspectiva de alimentación óptima". Protista . 154 (1): 91–8. doi : 10.1078 / 143446103764928512 . PMID 12812372 . 

Enlaces externos [ editar ]

  • Medios relacionados con la fagocitosis en Wikimedia Commons
  • Fagocitosis en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .