- ¿Qué es la fagocitosis?
- El papel de la fagocitosis en el cuerpo
- ¿Qué células son capaces de fagocitosis?
- Fagocitosis - tipos
- Fagocitosis - etapas
- Fagocitosis - ¿y ahora qué?
- Formas de evitar la fagocitosis por microorganismos
- Trastornos de fagocitosis
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La fagocitosis es uno de los mecanismos de defensa más básicos y, al mismo tiempo, más efectivos del cuerpo humano. El buen funcionamiento del proceso de fagocitosis es un componente esencial de una respuesta inmune adecuada. Descubra qué es exactamente la fagocitosis, cómo funciona la fagocitosis, por qué es necesaria la fagocitosis y qué efectos pueden tener los trastornos de la fagocitosis.
Fagocitosises la ingestión de patógenos, fragmentos de células muertas y partículas diminutas por células especializadas llamadas fagocitos. La fagocitosis se puede comparar con la "limpieza" a nivel celular: permite que las células se deshagan de elementos innecesarios o peligrosos.
Contenido:
- ¿Qué es la fagocitosis?
- El papel de la fagocitosis en el cuerpo
- ¿Qué células son capaces de fagocitosis?
- Fagocitosis - tipos
- fagocitosis espontánea (nativa)
- fagocitosis facilitada
- Fagocitosis - etapas
- Fagocitosis - ¿y ahora qué?
- Formas de evitar la fagocitosis por microorganismos
- Trastornos de fagocitosis
- Enfermedad granulomatosa crónica
- Equipo Chediak- Higashi
¿Qué es la fagocitosis?
La fagocitosis es un proceso biológico en el que una célula absorbe partículas extrañas. El fenómeno de la fagocitosis es común en muchos organismos vivos: los más primitivos (por ejemplo, los protozoos) utilizan la fagocitosis como una forma de tomar alimento del entorno externo.
En los seres humanos, la capacidad de fagocitar es utilizada principalmente por las células del sistema inmunitario.
La fagocitosis pertenece a los mecanismos de la inmunidad innata, es decir, no específica. El proceso de fagocitosis es por tanto una de las primeras y básicas líneas de defensa de nuestro organismo. Además de su papel en el sistema inmunológico, la fagocitosis es de gran importancia en el mantenimiento de la homeostasis (o equilibrio) de los tejidos.
La fagocitosis permite la eliminación de las células muertas y dañadas del propio organismo, lo que a su vez permite una regeneración y reconstrucción eficientes de todos los tejidos.
La fagocitosis es uno de los tipos de endocitosis, es decir, la transferencia de moléculas del entorno externodentro de la celda. En la fagocitosis, las partículas sólidas son absorbidas: la célula fagocítica primero las rodea con un fragmento de su propia membrana celular y luego lo atrae hacia su interior. Esto crea una vesícula que contiene la partícula absorbida, llamada fagosoma.
El contenido del fagosoma se digiere luego con una variedad de productos químicos y enzimas. Todo el proceso se asemeja a la "comida" de la partícula por la célula, lo que también se refleja en el término fagocitosis.
El nombre proviene del griego phagein que significa "comer, devorar".
La fagocitosis tiene lugar en nuestro cuerpo constantemente: miles de millones de fagocitos "comen" constantemente microorganismos peligrosos, fragmentos de células muertas o partículas innecesarias. Es un proceso común, aunque extremadamente complicado.
El reconocimiento correcto del objetivo por parte de la célula fagocítica y la interacción correcta entre el fagocito y el objetivo del "ataque" requiere la colaboración continua de varias proteínas, moléculas de señalización, anticuerpos y células auxiliares.
El papel de la fagocitosis en el cuerpo
No es difícil adivinar que la aplicación básica del proceso de fagocitosis es la defensa de nuestro cuerpo contra patógenos. La penetración de un agente infeccioso en el cuerpo inicia una cascada de señales para "llamar" a las células fagocíticas al sitio de la infección.
Comienza la inflamación aguda, cuyo papel es neutralizar el patógeno. Los fagocitos fluyen hacia la lesión con la sangre, constituyendo uno de los mecanismos más importantes de la respuesta inmune primaria. En el sitio de la inflamación, los fagocitos "comen" tanto los patógenos como las células dañadas.
En el curso de la infección, nos enfrentamos a otro tipo de fagocitosis muy importante. Es la llamada eferocitosis.
El proceso de eferocitosis consiste en tragar células moribundas a medida que disminuye la inflamación. Una vez que los fagocitos han cumplido su función y eliminado patógenos, se vuelven innecesarios.
Entonces mueren de forma natural, seguido de eferocitosis, significa "limpiar el campo de batalla". Este tipo de fagocitosis reduce la inflamación y permite que el organismo vuelva al estado en el que se encontraba antes de la infección.
Llegados a este punto cabe destacar que la muerte de las células de nuestro organismo es un proceso continuo, no sólo como consecuencia de una infección. Cada célula tiene un tiempo de vida específico, después del cual muere y es reemplazada por una nueva. El proceso de muerte celular programada se llama apoptosis.
La apoptosis es un fenómeno natural que permite que nuestros tejidos se renueven constantemente. que las células moribundaspodrían ser reemplazadas por sus nuevas contrapartes, primero deben limpiarse. Como puedes adivinar fácilmente, esta también es tarea de los fagocitos.
Las células apoptóticas (moribundas) emiten señales especiales en la superficie de sus membranas celulares, lo que les permite ser reconocidas y neutralizadas por los fagocitos.
En este caso, la fagocitosis ocurre sin inflamación. Así vemos que la fagocitosis no es solo un método de defensa contra microorganismos extraños, sino también un proceso que posibilita el desarrollo, remodelación y renovación de todos los tejidos.
¿Qué células son capaces de fagocitosis?
Las células capaces de llevar a cabo la fagocitosis se denominan fagocitos. Dependiendo de la eficiencia y eficacia de la fagocitosis, distinguimos los llamados fagocitos profesionales y no profesionales
Los fagocitos no profesionales se ocupan de la fagocitosis "regularmente"; este proceso no es su tarea principal. A veces, sin embargo, hay partículas/fragmentos de células muertas en las cercanías de estas células que requieren limpieza.
Entonces muestran cierta actividad fagocítica, aunque en comparación con los fagocitos profesionales, es significativamente limitada y menos efectiva. Muchos tipos de células se clasifican como fagocitos no profesionales, incl. células epiteliales, algunas células del tejido conjuntivo y también el endotelio vascular.
Los fagocitos profesionales son las principales células responsables de la fagocitosis en nuestro organismo. Entre ellos, distinguimos principalmente neutrófilos, monocitos y macrófagos. Estas células pertenecen a la familia de los leucocitos, o glóbulos blancos, que realizan principalmente funciones inmunitarias. Los tres tipos de fagocitos profesionales se especializan en la fagocitosis, aunque cada uno la lleva a cabo de forma ligeramente diferente.
Los neutrófilos son las principales células responsables de la formación de la inflamación aguda. Normalmente, los neutrófilos circulan con la sangre por todo el cuerpo. Cuando comienza una infección, estas células se agrupan inmediatamente en el foco de la enfermedad. La fagocitosis mediada por neutrófilos es rápida e intensa: estas células tienen una amplia gama de formas de inactivar los patógenos absorbidos.
Los monocitos, como los neutrófilos, circulan en el torrente sanguíneo, pero pueden abandonar el torrente sanguíneo y colonizar varios tejidos. Los monocitos maduros luego se transforman en macrófagos tisulares. La fagocitosis mediada por macrófagos es menos rápida y mucho más lenta. Los macrófagos son el grupo principal de células que se encuentran en los sitios de inflamación crónica.
Fagocitosis - tipos
La fagocitosis es un proceso complicado que depende deel tipo de célula fagocítica, el objeto fagocítico y muchas moléculas intermediarias. Hay dos vías básicas de fagocitosis:
- fagocitosis espontánea (nativa)
Esta es una fagocitosis de ocurrencia relativamente lenta que rara vez está involucrada en la respuesta antimicrobiana. El papel de la fagocitosis espontánea es eliminar las células muertas y "limpiar" elementos innecesarios dentro de los tejidos. Para iniciar la fagocitosis espontánea, es necesario estimular el llamado "receptores carroñeros" presentes principalmente en los macrófagos. Este tipo de fagocitosis es de naturaleza antiinflamatoria.
- fagocitosis facilitada
La fagocitosis facilitada es mucho más rápida y eficiente que la fagocitosis espontánea. Gracias a esto, es altamente efectivo en la destrucción de patógenos. Para que el proceso de fagocitosis se lleve a cabo de forma tan intensa, es necesario, como su nombre indica, algunas instalaciones.
¿Cómo pueden los fagocitos facilitar su actividad? Uno de los métodos más comunes es el "marcado" especial de los objetos que deben desecharse. Este proceso se llama opsonización
La esencia de la opsonización es la unión de ciertas moléculas a la superficie del microorganismo. Este patógeno "marcado" es atacado y destruido rápidamente por las células alimenticias. Las moléculas que permiten la opsonización se llaman opsoninas. Estos son principalmente anticuerpos y componentes de los llamados sistema de complemento
Las opsoninas reconocen eficazmente los patógenos, los marcan y, por lo tanto, facilitan significativamente el curso del proceso de fagocitosis.
Fagocitosis - etapas
Ya sabemos qué células, cuándo y por qué, se ocupan de la fagocitosis. Así que tratemos de seguir de cerca el curso de este proceso:1. Activación y afluencia de fagocitos al sitio de la infecciónLa penetración del microorganismo en el organismo provoca la estimulación inmediata del sistema inmunitario. Las células en la puerta de la infección comienzan a enviar una señal de una amenaza existente.
Las moléculas mensajeras (principalmente las llamadas citocinas proinflamatorias) se distribuyen por el torrente sanguíneo. De esta forma, los fagocitos "se enteran" de que se han infectado y se activan.
Los fagocitos activados llegan al sitio de la infección con la sangre. La entrada eficiente de fagocitos a la ubicación correcta es posible gracias a los llamados quimiotaxis Es el proceso de movimiento celular dirigido bajo la influencia de señales químicas
Los fagocitos activos también tienen la capacidad de atravesar las paredes de los vasos sanguíneos, creando un infiltrado inflamatorio en el sitio de lainfecciones.
2. Diagnóstico de patógenos
Cuando los fagocitos llegan al sitio de la infección, comienzan a reconocer los patógenos. Este proceso a menudo es facilitado por otras moléculas (ver la sección 4 para la fagocitosis facilitada). Cada fagocito tiene en la superficie de su membrana celular el llamado receptores, o proteínas que permiten el reconocimiento de varias moléculas.
Cuando los receptores encargados de reconocer los microorganismos son estimulados, el fagocito se une estrechamente al blanco de su ataque.
3. Absorción del patógeno
El fagocito "pegado" al patógeno inicia el proceso de su absorción. La membrana celular del fagocito comienza a rodear al patógeno, "trepando" por sus bordes. Esto crea una vesícula que contiene el microorganismo. Esta vesícula, llamada fagosoma, se encuentra ahora dentro de la célula fagocítica. Para neutralizar completamente el microorganismo, es necesario destruir el contenido del fagosoma.
Digestión del contenido del fagosoma
Para que el contenido del fagosoma sea digerido, es necesario llevar enzimas digestivas a su interior. Estas enzimas se almacenan en vesículas especiales llamadas lisosomas.
Por lo tanto, la última etapa de la fagocitosis requiere combinar el contenido de los lisosomas con el contenido del fagosoma; así es como se denomina fagolisosoma.
Las enzimas de los lisosomas pueden descomponer la mayoría de las sustancias químicas complejas, lo que provoca la destrucción del microorganismo. La eliminación del patógeno con la participación de enzimas digestivas se denomina independiente del oxígeno.
Como puede adivinar fácilmente, también hay una eliminación dependiente del oxígeno. Es mucho más rápido y efectivo, pero solo algunos fagocitos pueden hacerlo. La eliminación dependiente de oxígeno ocurre solo en células con la capacidad de generar el llamado "explosión de oxígeno".
Una explosión de oxígeno es una liberación repentina de especies de oxígeno muy activas (por ejemplo, peróxido de hidrógeno), que tiene un fuerte efecto antimicrobiano. Una explosión de oxígeno inicia una serie de reacciones químicas que conducen a la rápida eliminación de patógenos. La destrucción microbiana dependiente del oxígeno es principalmente característica de los neutrófilos.
Fagocitosis - ¿y ahora qué?
El proceso de fagocitosis termina con la digestión del fagosoma dentro de la célula. ¿Qué sucede junto a los escombros de las partículas destruidas? La célula fagocítica se deshace de la mayoría de los productos innecesarios simplemente "arrojándolos" al exterior. Sin embargo, parte del material que queda después de la digestión puede ser muy útil.
Algunos fagocitos también desempeñan otras funciones en el sistema inmunitario. Un buen ejemplohay macrófagos que, además de la fagocitosis, también se ocupan de los llamados presentación de antígenos. La presentación de antígenos se basa en mostrar otros fragmentos de células inmunitarias de microorganismos destruidos.
El macrófago, después de completar la fagocitosis del patógeno, expone una parte del material fagocítico en su superficie, y luego "viaja" con él por todo el cuerpo.
Cada célula del sistema inmunológico que encuentra "aprende" gracias a esto, cómo reconocer un patógeno dado. Este fenómeno es extremadamente importante en la construcción de mecanismos eficientes de defensa antimicrobiana.
También vale la pena saber que el proceso de fagocitosis no siempre termina con la destrucción final del microorganismo. Hay patógenos que pueden sobrevivir dentro de los fagosomas gracias a mecanismos de defensa especialmente desarrollados. Un buen ejemplo son los bacilos de la tuberculosis, que pueden sobrevivir en el interior de los macrófagos durante muchos años.
Formas de evitar la fagocitosis por microorganismos
La fagocitosis como forma de eliminar a los "oponentes biológicos" es un mecanismo muy antiguo. Por esta razón, algunos microorganismos han logrado desarrollar formas de evitar o sobrevivir a la fagocitosis. Aquí están sus ejemplos:
- matando fagocitos
La forma más sencilla de evitar la fagocitosis parece ser neutralizar la célula que la provoca. Algunos microorganismos tienen la capacidad de producir sustancias que dañan irreversiblemente a los fagocitos. Un ejemplo de tal patógeno es el staphylococcus aureus (del latínStaphylococcus aureus ), que produce toxinas que, al destruir la membrana celular de los fagocitos, provocan su muerte.
- extinción de la respuesta inflamatoria
La inflamación en la puerta de la infección facilita la transmisión de una señal de infección. Gracias a ella es posible la activación y llegada de los fagocitos al lugar correcto. Hay patógenos que pueden enmascararse de tal manera que no sean reconocidos por el sistema inmunitario del huésped y evitar causar inflamación.
- evitar la opsonización
La opsonización, o "etiquetado" especial de patógenos, es una de las formas más efectivas de facilitar la fagocitosis. No es de extrañar que los microbios traten de evitarlo. Algunas cepas de estafilococos pueden destruir las opsoninas o esconderlas en su superficie.
- evitar el reconocimiento de fagocitos
Para que comience el proceso de fagocitosis, es necesario que el fagocito reconozca la nocividad de un determinado microorganismo. Algunos patógenos, como las espiroquetasTreponema pallidumque causanLa sífilis puede unir antígenos similares a las células huésped a su superficie. El sistema inmunitario los reconoce como propios, lo que permite que los patógenos eviten la fagocitosis.
- bloqueo de la producción de fagosomas
Una de las etapas clave de la fagocitosis es rodear al microorganismo atacado con una vesícula, que luego es absorbida por la célula. En la naturaleza, sin embargo, hay muchas formas de evitarlo. Algunos microbios producen sustancias que rompen la pared del fagosoma. La barra de aceite azul utiliza un mecanismo diferente ( Pseudomonas aeruginosa ). Esta bacteria produce una capa resbaladiza (biopelícula) a su alrededor, evitando la formación de esta burbuja.
- supervivencia dentro del fagocito
El fagolisosoma se convierte en el hábitat final de los patógenos durante la fagocitosis. Su entorno es extremadamente hostil; está lleno de enzimas y sustancias asesinas. Sin embargo, los microorganismos pueden desarrollar mecanismos que les permitan sobrevivir incluso en condiciones tan difíciles. Un ejemplo es la tuberculosis ( Mycobacterium tuberculosis ). Esta bacteria ha desarrollado una membrana celular especial con un contenido muy alto de lípidos que no se ve afectada por las enzimas digestivas estándar.
- escapar del fagosoma
Por increíble que parezca escapar del fagosoma, de hecho hay microbios que han desarrollado un mecanismo de defensa tan inteligente. Listeria monocytogenes produce sustancias capaces de destruir la pared del fagosoma. Además, este patógeno, tras escapar del fagosoma, puede multiplicarse en el interior del fagocito, y también ir más allá de sus límites.
Trastornos de fagocitosis
Un proceso de fagocitosis que se desarrolla correctamente es de fundamental importancia para el buen funcionamiento del sistema inmunitario. Las alteraciones en algunas etapas de la fagocitosis subyacen a las enfermedades de inmunodeficiencia. Ejemplos de tales enfermedades son:
- Enfermedad granulomatosa crónica
La causa de la enfermedad granulomatosa crónica es un trastorno de la fagocitosis en la etapa de generación de un estallido de oxígeno. La f alta de una enzima adecuada (la denominada NADPH oxidasa) impide la formación de especies reactivas de oxígeno, lo que, a su vez, no permite una eliminación rápida y eficaz de los microorganismos.
El daño a la enzima tiene antecedentes genéticos, por lo que aún no existe un tratamiento causal de la enfermedad. En el curso de la enfermedad granulomatosa crónica, se desarrollan infecciones frecuentes, abscesos y granulomas debido al inadecuado sistema de eliminación intracelular.patógenos.
- Equipo Chediak- Higashi
En el síndrome de Chediak-Higashi, hay un defecto en la fagocitosis en la etapa de conexión fagosoma-lisosoma. Una mutación genética de una de las proteínas impide la transferencia de enzimas digestivas a la vesícula que contiene el patógeno, impidiendo así su eliminación.
Además de un deterioro significativo de la inmunidad, el albinismo y las alteraciones en el funcionamiento del sistema nervioso también son característicos del síndrome de Chediak-Higashi.
Sobre el Autor
Krzysztof BialazitaEstudiante de medicina en el Collegium Medicum de Cracovia, entrando poco a poco en el mundo de constantes desafíos del trabajo del médico. Está particularmente interesada en ginecología y obstetricia, pediatría y medicina del estilo de vida. Amante de las lenguas extranjeras, los viajes y el senderismo por la montaña.
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