- fasi
- Fase di riconoscimento
- Fase di formazione dei fagosomi
- Formazione dei fagolisosomi e fase di digestione
- Caratteristiche
- Cellule del sistema immunitario che eseguono la fagocitosi
- Radicali dell'ossigeno
- Monossido di azoto
- Proteine antimicrobiche
- Peptidi antimicrobici
- Legare le proteine
- Riferimenti
La fagocitosi è il processo in cui le cellule "catturano" molecole e varie sostanze dal mezzo circostante a causa della formazione di invaginazioni della membrana plasmatica, formando vescicole intracellulari note come endosomi. La fagocitosi, insieme alla pinocitosi e all'endocitosi mediata dal recettore, si sommano ai tre tipi di endocitosi
La pinocitosi comporta l'ingestione di fluidi e piccole molecole, mentre l'endocitosi mediata dal recettore comporta il legame di molecole specifiche alle proteine recettoriali di membrana. La fagocitosi è considerata una forma di cibo, poiché è correlata all'ingestione di grandi molecole, altre cellule o "detriti" da altre cellule.
Fagocitosi di un batterio (Fonte: GrahamColm su Wikipedia in inglese tramite Wikimedia Commons)
Negli organismi multicellulari come piante, animali e funghi, non tutte le cellule hanno la capacità di inghiottire elementi esterni, il che significa che ci sono alcune cellule specializzate per questo scopo, che sono note come "cellule fagocitiche".
Le cellule fagocitiche sono distribuite in tutti i tessuti del corpo e svolgono diverse funzioni. I macrofagi sono un buon esempio di cellule fagocitiche appartenenti al sistema immunitario, la cui funzione è quella di difenderci dai microrganismi che entrano nel nostro corpo.
Fagocitosi / Foto recuperata da phagositosis77.blogspot.com
Il processo di fagocitosi non avrebbe senso nelle cellule eucariotiche senza l'esistenza di un tipo di organello intracellulare chiamato lisosoma, poiché è lì che i nutrienti del materiale che le cellule fagocitano vengono "elaborati" o "digeriti".
La fagocitosi è anche nota come "eterofagia" (ingestione di composti extracellulari), poiché differisce dall '"autofagia", che è il normale processo che avviene nei lisosomi di quasi tutte le cellule eucariotiche.
fasi
Una volta che il macrofago inghiotte un virus (1-3), lo rompe in pezzi con enzimi lisosomiali (4,5) che vengono poi rilasciati dalla cellula come rifiuti innocui (6). Foto recuperata da: askabiologist.asu.edu.
Negli organismi eucarioti superiori, le principali cellule fagocitiche derivano da un precursore comune originario del midollo osseo. Queste cellule sono note come "globuli bianchi" e sono leucociti polimorfonucleati (neutrofili), monociti e macrofagi.
Il processo di fagocitosi può essere analizzato come una serie di passaggi o fasi sequenziali, che consistono in (1) il riconoscimento del materiale che è fagocitato, (2) nella formazione del fagosoma, che è una sorta di vescicola intracellulare, e (3 ) nella formazione del fagolisosoma, evento che si conclude con la “digestione”.
Fase di riconoscimento
La fagocitosi non è un processo semplice. Tra molte altre cose, implica il riconoscimento di segnali specifici e il legame di particelle o organismi a specifici recettori situati sulla faccia esterna della membrana plasmatica delle cellule fagocitiche.
Questo processo iniziale può essere considerato come una sorta di "neutralizzazione", soprattutto quando si tratta di fagocitosi mediata da alcune cellule del sistema immunitario, responsabili dell'eliminazione delle cellule invasori.
Pertanto, la superficie della membrana plasmatica delle cellule fagocitiche (o di organismi unicellulari che fagocitici) è dotata di una batteria di recettori in grado di riconoscere specifiche molecole (ligandi) presenti sulla superficie di cellule invasori o che sono tipici delle particelle di cibo.
Questi recettori, che sono generalmente proteine di membrana integrali con estensioni extracellulari, si legano ai loro ligandi, innescando una serie di eventi di segnalazione interni che inviano un messaggio che si traduce come "c'è cibo fuori".
Fase di formazione dei fagosomi
Una volta che la cellula che sta inghiottendo una particella di cibo o altra cellula “estranea” riceve il messaggio inviato dalla superficie, si verifica un'invaginazione nella membrana plasmatica, il che significa che la cellula “inghiotte” il materiale da fagocitare, circondandolo con la propria membrana. .
In questa fase si osserva come la membrana si diffonde sull'altra cellula e questa estensione è talvolta nota come "pseudopodo". Quando le estremità dello pseudopodo si uniscono, racchiudendo l'elemento estraneo, si forma una "vescicola" interna chiamata fagosoma.
Formazione dei fagolisosomi e fase di digestione
I fagosomi che contengono gli elementi fagocitati sono vescicole intracellulari ricoperte da una membrana. Questi hanno la capacità di fondersi con altri organelli intracellulari: i lisosomi.
La fusione tra fagosomi e lisosomi dà origine ai fagolisosomi , che corrispondono agli organelli composti dove avviene la "digestione" o "disintegrazione" dei composti fagocitati (siano essi cellule intere, parti di esse o altre molecole extracellulari).
Poiché i lisosomi sono gli organelli responsabili della degradazione di materiale intracellulare carente o di scarto, sono dotati di diversi enzimi idrolitici e proteolitici che danno loro la capacità di disintegrare (in frammenti più piccoli) le particelle contenute nei fagosomi con cui sono fondersi.
Il materiale risultante da questa degradazione fagolisosomiale può essere definitivamente eliminato come materiale di scarto dalle cellule fagocitiche oppure può essere utilizzato come “building block” per la sintesi di nuovi composti intracellulari.
Caratteristiche
La fagocitosi ha molte funzioni importanti negli organismi eucarioti. Nei protozoi e in altri esseri unicellulari, ad esempio, questo processo è essenziale per l'alimentazione, poiché la maggior parte del cibo viene ingerito in questo modo.
Fagocitosi in un'ameba (Fonte: Miklos tramite Wikimedia Commons)
In molti organismi multicellulari, invece, la fagocitosi è essenziale per la difesa specifica e aspecifica, cioè per l'immunità innata e l'immunità adattativa.
Ha funzioni primarie nella "distruzione" di microrganismi patogeni invasori come batteri, parassiti, ecc., Ed è anche coinvolto nel ristabilimento di condizioni normali nei siti in cui si è verificata l'infezione o l'infiammazione, cioè è importante per il riparazione delle ferite.
Anche in ambito immunologico, la fagocitosi è essenziale per i processi di presentazione dell'antigene e attivazione di specifici linfociti del sistema immunitario (cellule B e cellule T), che partecipano alla difesa dell'organismo da agenti estranei o estranei.
La fagocitosi è anche coinvolta nell'eliminazione e nel "riciclaggio" delle cellule del corpo che attraversano eventi apoptotici, in modo che i loro componenti possano essere riutilizzati o diretti alla formazione di nuove molecole intracellulari o organelli.
È un fatto curioso che i macrofagi nel corpo umano siano responsabili dell'ingestione quotidiana di oltre 100 milioni di eritrociti che si consumano o non funzionano correttamente nel flusso sanguigno.
Cellule del sistema immunitario che eseguono la fagocitosi
Le cellule del sistema immunitario che eseguono la fagocitosi possono anche utilizzare molti meccanismi per distruggere i patogeni, come ad esempio:
Radicali dell'ossigeno
Sono molecole altamente reattive che reagiscono con proteine, lipidi e altre molecole biologiche. Durante lo stress fisiologico, la quantità di radicali dell'ossigeno in una cellula può aumentare notevolmente, causando stress ossidativo, che può distruggere le strutture cellulari.
Monossido di azoto
È una sostanza reattiva, simile ai radicali dell'ossigeno, che reagisce con il superossido per creare altre molecole che danneggiano varie molecole biologiche.
Proteine antimicrobiche
Sono proteine che danneggiano o uccidono specificamente i batteri. Esempi di proteine antimicrobiche includono le proteasi, che uccidono vari batteri distruggendo le proteine essenziali, e il lisozima, che attacca le pareti cellulari dei batteri gram-positivi.
Peptidi antimicrobici
I peptidi antimicrobici sono simili alle proteine antimicrobiche in quanto attaccano e uccidono i batteri. Alcuni peptidi antimicrobici, come le defensine, attaccano le membrane delle cellule batteriche.
Legare le proteine
Le proteine leganti sono spesso attori importanti nel sistema immunitario innato perché si legano in modo competitivo a proteine o ioni che altrimenti sarebbero stati benefici per i batteri o la replicazione virale.
Riferimenti
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