Lafagocitosis (delgriegophagein, "comer", ykytos, 'célula') es el proceso por el cual unacélula utiliza sumembrana plasmática para engullir una partícula grande (≥ 0,5 μm), dando lugar a un compartimento interno llamadofagosoma. Es un tipo deendocitosis. Una célula que realiza la fagocitosis se llamafagocito.
El engullimiento de un patógeno por un fagocito.
En elsistema inmunitariode un organismo multicelular, la fagocitosis es un mecanismo importante que se utiliza para eliminarpatógenos y desechos celulares. El material ingerido luego se digiere en el fagosoma. Las bacterias, las células muertas de los tejidos y las pequeñas partículas minerales son ejemplos de objetos que se pueden fagocitar. Algunosprotozoos utilizan la fagocitosis como medio para obtener nutrientes.
El vídeo muestra cómo un neutrófilo segmentado encuentra un patógeno y lo absorbe. De esta forma, los neutrófilos protegen a una persona cuando las bacterias entran en el cuerpo a través de una herida.
La fagocitosis fue observada por primera vez por el médico canadienseWilliam Osler (1876),[1] y luego estudiada y nombrada porÉlie Metchnikoff (1880, 1883).[2]
La fagocitosis es uno de los principales mecanismos de la defensainmunitaria innata. Es uno de los primeros procesos que responde a lainfección y también es una de las ramas iniciadoras de una respuestainmunitaria 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 llaman'fagocitos profesionales'. La fagocitosis es antigua en términos evolutivos, estando presente incluso eninvertebrados.[3]
El papel de los neutrófilos es patrullar el torrente sanguíneo y migrar rápidamente 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 eficientes 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, comocolagenasa,gelatinasa oserina proteasas,mieloperoxidasa,lactoferrina y proteínas antibióticas. La desgranulación de estos en el fagosoma, acompañada de una alta producción deespecies reactivas de oxígeno(explosión oxidativa) es altamente microbicida.[4]
Los monocitos y los macrófagos que maduran a partir de ellos abandonan la circulación sanguínea para migrar a través de los tejidos. Allí son células residentes y forman una barrera de reposo.[3] Los macrófagos inician la fagocitosis por losreceptores de manosa, losreceptoresdepuradores, losreceptores Fcγ y losreceptores del complemento 1, 3 y 4. Los macrófagos son longevos y pueden continuar la fagocitosis formando nuevos lisosomas.[3][5]
Las células dendríticas también residen en los tejidos e ingieren patógenos por fagocitosis. Su papel no es matar o eliminar microbios, sino descomponerlos para lapresentación de antígenos a las células del sistema inmunitario adaptativo.[3]
Los receptores para la fagocitosis se pueden dividir en dos categorías por moléculas reconocidas. Los primeros, los receptores opsónicos, dependen de lasopsoninas.[6] Entre estos están los receptores que reconocen la parte Fc de los anticuerposIgG unidos, elcomplemento depositado o los receptores que reconocen otras opsoninas de origen celular o plasmático. Los receptores no opsónicos incluyen receptores de tipo lectina, receptores dedectina o receptores carroñeros. Algunas vías fagocíticas requieren una segunda señal de losreceptores de reconocimiento de patrones (PRR) activados por la unión apatrones moleculares asociados a patógenos (PAMPS), lo que conduce a la activación deNF-κB.[2]
Los receptores Fcγ reconocen objetivos recubiertos de IgG. La parte principal reconocida es elfragmento Fc. La molécula del receptor contiene undominio ITAM intracelular o se asocia con una molécula adaptadora que contiene ITAM. Los dominios ITAM transducen la señal desde la superficie del fagocito hasta el núcleo. Por ejemplo, los receptores activadores de macrófagos humanos sonFcγRI,FcγRIIA yFcγRIII.[5] La fagocitosis mediada por el receptor Fcγ incluye la formación de protuberancias de la célula llamadas "copa fagocítica" y activa un estallido oxidativo en los neutrófilos.[4]
Estos receptores reconocen dianas recubiertas deC3b,C4b y C3bi del complemento plasmático. El dominio extracelular de los receptores contiene un dominio de unión al complemento similar a la lectina. El reconocimiento por parte de 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 con complemento se internalizan 'hundiéndose' en la membrana del fagocito, sin protuberancias.[5]
Lamanosa y otros azúcares asociados a patógenos, como lafucosa, 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 mecanismos moleculares de la fagocitosis mediada por el receptor Fcγ o el receptor del complemento.[5]
La absorción de material es facilitada por el sistema contráctil actina-miosina. El fagosoma es el orgánulo formado por fagocitosis de material. Luego se mueve hacia elcentrosoma del fagocito y se fusiona con loslisosomas, formando unfagolisosoma y provocando 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 independiente del oxígeno depende de la liberación de gránulos que contienen enzimas como laslisozimas y proteínas catiónicas como lasdefensinas. Otros péptidos antimicrobianos están presentes en estos gránulos, incluida lalactoferrina, que secuestra elhierro para proporcionar condiciones de crecimiento desfavorables para las bacterias. Otras enzimas como la hialuronidasa, la lipasa, la colagenasa, la elastasa, la ribonucleasa y la 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]
Después de laapoptosis, los macrófagos deben absorber las células moribundas en los tejidos circundantes en un proceso llamadoeferocitosis. Una de las características de una célula apoptótica es la presentación de una variedad de moléculas intracelulares en la superficie celular, comocalreticulina,fosfatidilserina (de la capa interna de la membrana plasmática),anexina A1,LDL oxidada yglicanos alterados.[12] Estas moléculas son reconocidas por receptores en la superficie celular del macrófago, como el receptor de fosfatidilserina, o por receptores solubles (flotantes libres), comotrombospondina 1,GAS6 yMFGE8, que luego se unen a otros receptores en el macrófago, comoCD36 eintegrina alfa-v beta-3. Los defectos en la eliminación de células apoptóticas generalmente se asocian con fagocitosis alterada de macrófagos. La acumulación de restos de células apoptóticas a menudo provoca trastornos autoinmunes; por tanto, la potenciación farmacológica de la fagocitosis tiene un potencial médico en el tratamiento de ciertas formas de trastornos autoinmunes.[13][14][15][16]
Trofozoítos deEntamoeba histolytica con eritrocitos ingeridos
En muchosprotistas, la fagocitosis se utiliza como medio de alimentación, proporcionando parte o la totalidad de su nutrición. Esto se denomina nutrición fagotrófica, a diferencia de la nutriciónosmotrófica que tiene lugar por absorción.
En algunos, como laameba, la fagocitosis tiene lugar rodeando el objeto objetivo conseudópodos, como en los fagocitos animales. En humanos, el amebozooEntamoeba histolytica puede fagocitarglóbulos rojos.
Losciliados también participan en la fagocitosis.[17] En los ciliados hay un surco o cámara especializada en la célula donde tiene lugar la fagocitosis, llamadacitostoma o boca.
Al igual que en las células inmunitarias fagocíticas, el fagosoma resultante puede fusionarse con lisosomas (vacuolas alimenticias) que contienenenzimas digestivas, formando unfagolisosoma. Luego, las partículas de alimentos se digieren y los nutrientes liberados se difunden o transportan alcitosol para su uso en otros procesos metabólicos.[18]
↑Ambrose, Charles T. (2006). «The Osler slide, a demonstration of phagocytosis from 1876: Reports of phagocytosis before Metchnikoff's 1880 paper».Cellular Immunology240 (1): 1-4.PMID16876776.doi:10.1016/j.cellimm.2006.05.008.
