Fagocitoza este ingestia de material extracelular sub formă de particule, cum ar fi agenți patogeni invadatori sau celule moarte/ muribunde, de către celulele fagocitare și este unul dintre mecanismele importante de apărare înnăscută. Este realizată în principal de celule specializate, cum ar fi macrofagele, neutrofilele și celulele dendritice.
Fagocitoza este un tip de endocitoză, altele sunt, endocitoza mediată de receptor și pinocitoza.
Etapa 1: Activarea celulelor fagocitare și chimiotaxia
În prima etapă a fagocitozei, fagocitele sunt atrase de și se deplasează spre o varietate de substanțe generate în răspunsul imunitar; acest proces se numește chimiotaxie.
Fagocitele care se odihnesc sunt activate de mediatorii inflamatori (produse bacteriene, citokine, prostaglandine și proteine ale complementului). Activarea crește activitatea lor metabolică și microbicidă. De asemenea, celulele activate exprimă mai mulți receptori glicoproteici care le ajută să ajungă la locul infecțiilor, precum și să se lege ferm de microorganisme. Neutrofilele sunt primele care apar și sunt înlocuite ulterior de macrofage.
Etapa 2: Recunoașterea microbilor invadatori
Postul următor în fagocitoză este aderența antigenului la membrana celulară a celulelor fagocitare. Aderența induce proeminențele membranare, numite pseudopode, să se extindă în jurul materialului atașat și să le ingurgiteze.
(Sursa imaginii: Gary E. Kaiser)
Celele fagocitare conțin diverși receptori care le ajută să se atașeze de bacterii/virusuri. Unii dintre acești receptori sunt:
- Receptorii de recunoaștere a modelelor (PRR): Receptorii de recunoaștere a tiparelor recunosc modelele moleculare asociate agenților patogeni (PAMP). Acestea includ molecule bacteriene cum ar fi peptidoglicanul, acizii teicoici, lipopolizaharida, mananii, flagelina, pilina și ADN-ul bacterian. De exemplu, receptorii scavenger și receptorii toll-like se leagă și internalizează bacteriile gram-pozitive și gram-negative după ce se leagă de PAMP-uri.
Opsonina este o moleculă care se leagă atât de antigen cât și de macrofag și îmbunătățește fagocitoza.
(Sursa imaginii: philpoteducation)
- Receptorii Fc: Receptorii Fc (FcR) prezenți pe suprafețele macrofagelor și neutrofilelor se leagă de porțiunea Fc a anticorpilor, cum ar fi IgG și IgM, complexați cu antigene (celulă bacteriană sau virus). Acest proces, numit opsonizare, îmbunătățește fagocitoza.
- Receptorii complementului (CR1): Receptorii complementului prezenți pe celulele fagocitare se leagă de proteinele complementului complexate cu complexe antigen-anticorp. De exemplu, macrofagele au receptori pentru C3b și astfel se leagă de celulele sau complexele la care a aderat C3b, ceea ce duce la fagocitoză. Lectinele de legare a mannozei (MBL) contribuie, de asemenea, la intensificarea fagocitozei.
Etapa 3: Ingestia și formarea fagosomilor
(Sursa imaginii: Gary E. Kaiser)
După atașare, polimerizarea și apoi depolimerizarea filamentelor de actină trimit pseudopodele pentru a înghiți microbul. Fuziunea pseudopodelor înglobează materialul într-o veziculă endocitară numită fagosom, care intră apoi în calea de procesare endocitară.
Etapa 4: Formarea fagolizomului
În această cale, un fagosom se deplasează spre interiorul celulei, unde fuzionează cu un lizozom pentru a forma un fagolizom.
Etapa 5: Uciderea microbienelor și formarea corpurilor reziduale
Lizozomii conțin lizozimă și diverse substanțe antimicrobiene și citotoxice care pot distruge microorganismele și celulele fagocitate. Microorganismele sunt ucise fie prin mecanisme dependente de oxigen, fie prin mecanisme independente de oxigen.
- Uciderea dependentă de oxigen: Fagocitele activate produc o serie de intermediari reactivi ai oxigenului (ROI) și intermediari reactivi ai azotului care au o puternică activitate antimicrobiană. În celulele fagocitare are loc un proces metabolic cunoscut sub numele de explozie respiratorie care activează o oxidază legată de membrană, formând anioni superoxid, radicali hidroxil și peroxid de hidrogen. În interiorul fagolizozomului se formează și alte substanțe antimicrobiene puternice, cum ar fi hipocloritul, oxidul de azot etc. Toate aceste substanțe au prezentat o activitate antimicrobiană marcantă împotriva bacteriilor, ciupercilor, viermilor paraziți și protozoarelor.
- Uciderea independentă de oxigen: Celulele fagocitare activate sintetizează, de asemenea, lizozimul și diverse enzime hidrolitice (de exemplu, catepsina G, elastaza, colageninaza, catelicidinele și proteina care induce permeabilitatea bactericidă) ale căror activități de degradare nu necesită oxigen. În plus, macrofagele activate produc un grup de peptide antimicrobiene și citotoxice, cunoscute în mod obișnuit sub numele de defensine. Defensinele pot ucide o varietate de bacterii, inclusiv Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa și Haemophilus influenzae. Macrofagele activate secretă, de asemenea, factorul de necroză tumorală α (TNF-α), o citokină care are o varietate de efecte și este citotoxică pentru unele celule tumorale.
Etapa 6: Eliminarea sau exocitoza
Contenutul digerat al fagolizozomului este apoi eliminat într-un proces numit exocitoză.
.