FAGOSOMA: CARATTERISTICHE, FORMAZIONE E FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

Un fagosoma, noto anche come vescicola endocitica, è una vescicola formata come invaginazione della membrana plasmatica per racchiudere una particella fagocitica o un microrganismo. La fagocitosi è l'unico metodo di alimentazione per alcuni protisti ed è utilizzata anche a questo scopo da alcuni metazoi inferiori.

Nella maggior parte degli animali, tuttavia, la funzione fagocitica di alcune cellule viene mantenuta, ma queste cessano di avere una funzione nutritiva per diventare un meccanismo di protezione aspecifico contro i patogeni, nonché per l'eliminazione di cellule morte o senescenti.

Illustrazione di base della fagocitosi. Tratto e modificato da: GrahamColm su Wikipedia in inglese.

Il fagosoma, formato durante la fagocitosi, si fonderà quindi in un lisosoma, per dare origine a un fagolisosoma. In questo avviene la digestione del materiale ingerito. In questo modo, il corpo può catturare e uccidere i batteri. Tuttavia, alcuni di questi sono in grado di sopravvivere e persino di prosperare all'interno dei fagosomi.

caratteristiche

Affinché i fagosomi si formino, i patogeni o le opsonine devono legarsi a un recettore transmembrana, che viene distribuito in modo casuale sulla superficie delle cellule dei fagociti.

Le opsonine sono molecole che fungono da etichette, come gli anticorpi, che si legheranno agli agenti patogeni e regoleranno il processo di fagocitosi.

Poiché il fagosoma si forma come invaginazione della membrana plasmatica, la sua membrana avrà la stessa composizione di base del doppio strato lipidico.

I fagosomi hanno proteine ​​legate alla membrana per reclutare e fondersi con i lisosomi per formare fagolisosomi maturi

Formazione

La fagocitosi è un processo sequenziale che comprende diverse fasi quali: chemiotassi, adesione, endocitosi, formazione del fagosoma, formazione del fagolisosoma, acidificazione del fagolisosoma, formazione di metaboliti reattivi dell'ossigeno, attivazione delle idrolasi lisosomiali, rilascio del materiale digerito, formazione del corpo residuo e infine esocitosi.

Endocitosi e fagosoma

L'endocitosi è il meccanismo attraverso il quale particelle o microrganismi passano dall'esterno all'interno delle cellule. Questo processo può essere ottimizzato dall'opsinizzazione delle particelle e generalmente avviene attraverso i recettori situati nelle regioni rivestite di clatrina della membrana.

Il processo coinvolge l'inaginazione della membrana plasmatica, dando origine al vacuolo fagocitico. L'adesione delle particelle o dei microrganismi alla membrana provoca la polimerizzazione dell'actina e anche la formazione di pseudopodi. Questi pseudopodi circonderanno il materiale da ingerire e si fonderanno dietro di esso.

Durante questo processo, la partecipazione di diverse proteine ​​è importante come la chinasi C, la fosfoinositide 3-chinasi e la fosfolipasi C.Quando l'inaginazione finisce per chiudersi, si forma una vescicola o fagosoma che si separa dalla membrana e si sposta verso il all'interno della cella.

phagolysosome

Poco dopo la formazione del fagosoma, si verifica la depolimerizzazione dell'actina F, inizialmente associata al fagosoma. La membrana di questa cellula diventa accessibile ai primi endosomi.

Quindi, il fagosoma si muove lungo i microtubuli del citoscheletro, mentre attraversa una serie di eventi di fusione e fissione, in cui sono coinvolte varie proteine ​​come le annessine e le GTPasi rap7, rap5 e rap1.

Questi eventi fanno maturare la membrana del fagosoma e il suo contenuto e possono fondersi con gli endosomi tardivi e successivamente con i lisosomi per formare il fagolisosoma.

La velocità con cui il fagosoma e il lisosoma si fondono dipende dalla natura della particella ingerita, ma generalmente occorrono 30 minuti per farlo. Quella fusione non richiede necessariamente che le membrane si uniscano completamente affinché il fagolisosoma si formi.

In alcuni casi, la giunzione tra il fagosoma e il lisosoma si ottiene attraverso stretti ponti acquosi. Questi ponti consentono solo lo scambio limitato del contenuto di entrambe le strutture.

Corpo residuo

Una volta avvenuta l'idrolisi della particella o del microrganismo, le molecole risultanti verranno rilasciate nel citosol della cellula e il materiale di scarto rimarrà contenuto all'interno della vescicola, che diventa un corpo residuo.

Successivamente questo materiale di scarto verrà rilasciato all'esterno della cellula attraverso una procedura chiamata esocitosi.

Caratteristiche

Eliminazione degli agenti patogeni

I fagosomi noti come macrofagi e neutrofili sono chiamati fagociti professionali e sono le cellule responsabili della maggior parte della cattura e dell'eliminazione dei patogeni. Questi due tipi di cellule hanno metodi diversi per abbattere i batteri.

I neutrofili producono ossigeno tossico, nonché derivati ​​del cloro per uccidere i batteri, oltre a utilizzare proteasi e peptidi antimicrobici. I macrofagi, da parte loro, dipendono maggiormente dall'acidificazione dei fagolisosomi, nonché dall'uso di enzimi proteolitici e glicolitici per distruggere i patogeni.

Infiammazione

Il processo di formazione dei fagosomi è correlato ai processi infiammatori attraverso molecole di segnalazione comuni. La PI-3 chinasi e la fosfolipasi C, ad esempio, partecipano alla formazione dei fagosomi e sono anche componenti importanti della risposta immunitaria innata.

Queste proteine ​​inducono la produzione di citochine pro-infiammatorie in un processo strettamente regolato la cui risposta infiammatoria dipenderà dal tipo di particella che è racchiusa nel fagosoma.

Presentazione degli antigeni

Le cellule dendritiche immature sono in grado di fagocitosi di elementi patogeni. I fagosomi di queste cellule degradano solo parzialmente i patogeni fagocitati.

Come risultato di questa degradazione parziale, risultano frammenti proteici di dimensioni adeguate per il riconoscimento batterico specifico. Questi frammenti sono mirati al complesso principale di istocompatibilità e vengono utilizzati per attivare le cellule T per la risposta immunitaria.

Nutrizione

Molti protisti usano la fagocitosi come meccanismo di alimentazione. In alcuni casi, questo è anche il loro unico meccanismo per ottenere sostanze nutritive. In questi casi, il tempo che intercorre tra l'inghiottire la particella di cibo e la sua digestione all'interno del fagosoma è molto più breve di quello utilizzato dai fagociti professionisti.

Le fasi della fagocitosi nell'ameba. Tratto e modificato da: Miklos.

Eliminazione delle cellule

I fagosomi sono responsabili dell'eliminazione delle cellule vecchie e apoptotiche come meccanismo per raggiungere l'omeostasi dei tessuti. Ad esempio, i globuli rossi hanno uno dei più alti tassi di turnover nel corpo. Pertanto, gli eritrociti senescenti vengono fagocitati dai macrofagi situati nel fegato e nella milza.

Riferimenti

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