Fasi e funzioni di fagocitosi

Cos'è la fagocitosi?

La fagocitosi è il processo in cui le cellule "catturano" diverse sostanze e molecole dal mezzo che le circonda grazie alla formazione di invaginazioni della membrana plasmatica, che forma 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 ha a che fare con l'ingestione liquida e le piccole molecole, mentre l'endocitosi mediata dal recettore implica l'unione di molecole specifiche per la membrana che ricevono proteine. La fagocitosi è considerata una forma di cibo, in quanto è correlata all'ingestione di grandi molecole, altre cellule o "resti" di altre cellule.

Fagocitosi di un batterio (fonte: Grahamcolm at English Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Negli organismi multicellulari come piante, animali e funghi, non tutte le cellule hanno la capacità di fagociti elementi esterni, il che significa che ci sono alcune cellule specializzate a questo scopo, che sono note come "cellule fagocitiche".

Le cellule fagocitiche sono distribuite da tutti i tessuti corporei ed esercitano diverse funzioni. I macrofagi sono un buon esempio di cellule fagocitiche appartenenti al sistema immunitario, la cui funzione è di difenderci dai microrganismi che entrano nel nostro corpo.

Fagocitosi / foto recuperata da fagosiosi77.Blogspot.com

Il processo di fagocitosi non avrebbe senso nelle cellule eucariotiche senza l'esistenza di un ornaul intracellulare.

La fagocitosi è anche nota come "eterofagia" (ingestione di composti extracellulari), poiché differisce dall'autofagia, che è il processo normale che si svolge nei lisosomi praticamente di tutte le cellule eucariotiche.

Fase di fagocitosi

Una volta che il macrofago inghiotte un virus (1-3), lo fa a pezzi con lisosomi (4.5) che vengono quindi rilasciati dalla cellula come rifiuto (6). Foto recuperata da: AskAbiologo.al suo.Edu.

Negli organismi eucarioti più elevati, le principali cellule fagocitiche derivano da un precursore comune che ha la sua origine nel midollo osseo. Queste cellule sono note come "globuli bianchi" e sono leucociti polimorfonucleari (neutrofili), monociti e macrofagi.

Il processo di fagocitosi può essere analizzato come una serie di passaggi o stadi sequenziali, che consistono in (1) il riconoscimento del materiale che è fagocitario, (2) nella formazione di fagosoma, che è una specie di cistifellea intracellulare e (3 ) Nella formazione del fagolisosoma, un evento che termina con la "digestione".

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Fase di riconoscimento

La fagocitosi non è un processo semplice. Tra le molte altre cose, implica il riconoscimento di segnali specifici e l'unione di particelle o organismi a recettori specifici situati sulla faccia esterna della membrana plasmatica delle cellule fagocitiche.

Questo processo iniziale può essere considerato come una sorta di "neutralizzazione", specialmente quando si tratta di fagocitosi mediata da alcune cellule del sistema immunitario, che sono responsabili dell'eliminazione delle cellule invasive.

Pertanto, la superficie della membrana plasmatica delle cellule fagocitiche (o degli organismi unicellulari che il fagocitano) è dotata di una batteria di recettori in grado di riconoscere specifiche molecole (ligandi) che si trovano sulla superficie delle cellule invasive o loro sono tipici delle particelle di cibo.

Questi recettori, che sono generalmente proteine ​​di membrana completa con estensioni extracellulari, si legano ai loro ligandi, che innesca una serie di eventi di segnalazione interni che inviano un messaggio che si traduce come "c'è cibo all'esterno".

Fase di formazione di fagosoma

Processo di fagocitosi

Una volta che la cellula che sta fagocitando una particella alimentare o altre cellule "estranee" riceve il messaggio inviato dalla superficie, nella membrana plasmatica c'è un'invaginazione, il che significa che la cellula "avvolge" il materiale da essere fagociti che lo circonda membrana.

In questa fase si osserva come la membrana si estende sull'altra cellula e questa estensione è talvolta nota come "pseudopode". Quando gli estremi dello pseudopode sono raccolti racchiudendo l'elemento estraneo, si forma una "cistifellea" interna.

Fase di formazione di fagolisosoma e digestione

Il fagi. Questi hanno la capacità di fondersi con altri organelli intracellulari: lisosomi.

Confronto tra fagocitosi ed esocitosi. Fonte: Bioestudiant19, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

La fusione tra fagosomi e lisosomi provoca fagolisosomi, che corrispondono agli organelli composti in cui si verificano "digestione" o "disintegrazione" di composti fagocitati (che si verificano cellule intere, parti di esse o altre molecole extracellulari)).

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Poiché i lisosomi sono gli organelli incaricati della degradazione di materiale intracellulare povero o di rifiuti, questi sono dotati di diversi enzimi idrolitici e proteolitici che danno loro la capacità di disintegrare (in frammenti più piccoli).

Il materiale risultante da questa degradazione fagolisomiale può essere definitivamente eliminato come materiale di scarto dalle cellule fagocitiche o può essere usato come "blocco di costruzione" per la sintesi di nuovi composti intracellulari.

Funzioni

La fagocitosi ha molte funzioni importanti negli organismi eucariotici. Nei protozoi e in altri esseri unicellulari, ad esempio, questo processo è essenziale per la nutrizione, poiché la maggior parte degli alimenti viene ingerita in questo modo.

Fagocitosi in un ameba

In molti organismi multicellulari, d'altra parte, la fagocitosi è essenziale per la difesa specifica e non specifica, cioè per l'immunità innata e l'immunità adattiva.

Ha funzioni primarie nella "distruzione" di microrganismi invasori patogeni come batteri, parassiti, ecc., Ed è anche coinvolto nel ripristino di condizioni normali nei siti in cui si è verificata infezione o infiammazione, cioè è importante per la riparazione delle ferite.

Anche nel contesto immunitario, la fagocitosi è essenziale per i processi di presentazione degli antigeni e l'attivazione dei linfociti specifici del sistema immunitario (cellule B e cellule T), che partecipano alla difesa del corpo contro agenti strani o stranieri.

La fagocitosi è anche coinvolta nell'eliminazione e nel "riciclaggio" delle cellule del corpo che passano attraverso eventi apoptotici, in modo che i loro componenti possano essere riutilizzati o rivolti alla formazione di nuove molecole o organelli intracellulari.

Come un fatto curioso, i macrofagi del corpo umano sono responsabili dell'ingestione giornaliera di oltre 100 milioni di eritrociti che indossano o che funzionano in modo errato nel flusso sanguigno.

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Cellule del sistema immunitario che eseguono fagocitosi

Schema di fagocitosi semplificata. Fonte: phagocytosis_in_three_steps.PNG: Graham Colm Talk.Grahamcolm at in.WikipediaDerivative Work: Retama, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Le cellule del sistema immunitario eseguite dalla fagocitosi possono anche usare molti meccanismi per distruggere i patogeni, come ad esempio:

Radicali di ossigeno

Sono molecole altamente reattive che reagiscono con proteine, lipidi e altre molecole biologiche. Durante lo stress fisiologico, la quantità di radicali di ossigeno in una cellula può aumentare drasticamente, causando stress ossidativo, che può distruggere le strutture cellulari.

Monossido di azoto

È una sostanza reattiva, simile ai radicali dell'ossigeno, che reagisce con superossido per creare altre molecole che danneggiano diverse molecole biologiche.

Proteine ​​antimicrobiche

Sono proteine ​​che danneggiano o uccidono in particolare i batteri. Esempi di proteine ​​antimicrobiche includono proteasi, che uccidono diversi batteri che distruggono le proteine ​​essenziali e la morbidezza, che attacca le pareti cellulari dei batteri Gram positivi.

Peptidi antimicrobici

I peptidi antimicrobici sono simili alle proteine ​​antimicrobiche in cui attaccano e uccidono i batteri. Alcuni peptidi antimicrobici, come le difese, attaccano le membrane delle cellule batteriche.

Proteine ​​dell'Unione

Le proteine ​​dell'Unione sono spesso attori importanti nel sistema immunitario innato perché proteine ​​o ioni che altrimenti sarebbero stati benefici per i batteri o la replicazione virale si legano in modo competitivo.

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