Fagocitose é a ingestão de material particulado extracelular, tal como invasão de agentes patogénicos ou células mortas/dintoras por células fagocitárias e é um dos importantes mecanismos inatos de defesa. É conduzido principalmente por células especializadas, tais como macrófagos, neutrófilos e células dendríticas.
Fagocitose é um tipo de endocitose, outros são, endocitose mediada por receptores e pinocitose.
Passo 1: Ativação de células fagocitárias e quimiotaxia
No primeiro passo da fagocitose, os fagócitos são atraídos e movem-se em direção a uma variedade de substâncias geradas na resposta imune; este processo é chamado de quimiotaxia.
Fagócitos de teste são ativados por mediadores inflamatórios (produtos bacterianos, citocinas, prostaglandinas, e proteínas complementares). A ativação aumenta sua atividade metabólica e microbicida. As células ativadas também expressam mais receptores de glicoproteínas que as ajudam a alcançar o local das infecções, bem como a se ligar firmemente com microorganismos. Os neutrófilos são os primeiros a aparecer e são posteriormente substituídos por macrófagos.
Passo 2: Reconhecimento de micróbios invasores
O próximo passo na fagocitose é a aderência do antigénio à membrana celular das células fagocitárias. A aderência induz protusões da membrana, chamadas pseudopodia, para se estender ao redor do material anexado e ingeri-las.
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(Fonte da imagem:Gary E. Kaiser)
As células fagocitárias contêm vários receptores que as ajudam a se fixar com bactérias/vírus. Alguns destes receptores são:
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- Receptores de reconhecimento de padrões (PRR): Os receptores de reconhecimento de padrões reconhecem padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs). Estes incluem moléculas bacterianas como peptidoglicano, ácidos teicóicos, lipopolissacarídeo, mananol, flagelina, pilina e DNA bacteriano. Por exemplo, os receptores de catadores e receptores de toll-like ligam-se e internalizam bactérias gram-positivas e gram-negativas após ligação com PAMPs.
Opsonina é uma molécula que se liga ao antígeno e ao macrófago e aumenta a fagocitose.
(Fonte de imagem: filpoteducation)
- Receptores Fc: Os receptores Fc (FcR) presentes nas superfícies de macrófagos e neutrófilos ligam-se com a porção Fc de anticorpos como IgG e IgM complexados com antígenos (célula bacteriana ou vírus). Este processo, chamado opsonização, melhora a fagocitose.
- Receptores complementares (CR1): Os receptores complementares presentes nas células fagocitárias ligam-se com proteínas complementares complexadas com complexos antigénio-anticorpo. Por exemplo, os macrófagos têm receptores para C3b e assim ligam as células ou complexos aos quais C3b aderiu, levando à fagocitose. As lectinas aglutinantes de manose-binding (MBL) também ajudam a melhorar a fagocitose.
Passo 3: Ingestão e formação de fagosomas
(Fonte da imagem:Gary E. Kaiser)
Aplicação de seguimento, polimerização e depois despolimerização dos filamentos de actina enviam pseudopods para engolir o micróbio. A fusão do pseudopodia envolve o material dentro de uma vesícula endocítica chamada fagosoma, que então entra na via de processamento endocítico.
Passo 4: Formação do fagosoma
Neste caminho, um fagosoma se move em direção ao interior da célula, onde se funde com um lisossoma para formar um fagosoma.
Passo 5: Matança microbiana e formação de corpos residuais
Os lisossomas contêm lisozima e substâncias antimicrobianas e citotóxicas variadas que podem destruir microorganismos e células fagocitosas. Os microrganismos são mortos por mecanismos dependentes ou independentes do oxigênio.
- Morte dependente do oxigênio: Os fagócitos ativados produzem uma série de intermediários de oxigênio reativos (ROIs) e intermediários de nitrogênio reativos que têm uma potente atividade antimicrobiana. Um processo metabólico conhecido como explosão respiratória ocorre nas células fagocitárias que ativam a oxidase ligada à membrana formando ânion superóxido, radicais hidroxila e peróxido de hidrogênio. Outras substâncias antimicrobianas potentes como hipoclorito, óxido nítrico, etc. também são formadas dentro do fagolysosoma. Todas essas substâncias mostraram marcada atividade antimicrobiana contra bactérias, fungos, vermes parasitas e protozoários.
- Matança Independente de Oxigênio: As células fagocitárias ativadas também sintetizam lisozima e várias enzimas hidrolíticas (por exemplo, catepsina G, elastase, colagenase, catelicidinas e proteína indutora de permeabilidade bactericida) cujas atividades degradantes não requerem oxigênio. Além disso, os macrófagos ativados produzem um grupo de peptídeos antimicrobianos e citotóxicos, comumente conhecidos como defensinas. As defensinas podem matar uma variedade de bactérias, incluindo Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, e Haemophilus influenzae. Macrófagos ativados também secretam fator de necrose tumoral α (TNF-α), uma citocina que tem uma variedade de efeitos e é citotóxica para algumas células tumorais.
Passo 6: Eliminação ou exocitose
O conteúdo digerido do fagolysosoma é então eliminado em um processo chamado exocitose.