Fagocitose

Esquema da fagocitose por pseudópodes

Fagocitose ( do grego antigo, φαγεῖν (phagein), "devorar" , κύτος (kytos), "células") é o processo pelo qual uma célula usa sua membrana plasmática para englobar partículas grandes (≥ 0,5 μm), dando origem a um compartimento interno chamado fagossoma.

Nos sistemas imunológicos de organismos multicelulares, a fagocitose é um dos principais mecanismos usados para remover patógenos e restos celulares. O material ingerido é então digerido no fagossoma. Bactérias, células de tecidos mortos e pequenas partículas minerais são exemplos de objetos que podem ser fagocitados. Alguns protozoários usam a fagocitose como meio de obter nutrientes.

História

A fagocitose foi observada pela primeira vez pelo médico canadense William Osler (1876), e mais tarde estudada e nomeada por Élie Metchnikoff (1880, 1883).

No sistema imunológico

Micrografia eletrônica de varredura de um fagócito (amarelo, direito) fagocitando bacilos de antraz (laranja, à esquerda)

A fagocitose é um dos principais mecanismos da resposta imune inata. É um dos primeiros mecanismos de resposta à infecção e um dos ramos iniciais de uma resposta imune adaptativa . Embora a maioria das células sejam capazes de fagocitar, alguns tipos de células a executam como parte de sua função principal. Estes são chamados de "fagócitos profissionais". A fagocitose é antiga em termos evolutivos, estando presente até em invertebrados .

Células fagocitárias profissionais

Neutrófilos , macrófagos , monócitos , células dendríticas , osteoclastos e eosinófilos podem ser classificados como fagócitos profissionais. Os três primeiros têm o maior papel na resposta imune à maioria das infecções.

O papel dos neutrófilos na resposta imune se dá, em grande parte, pela patrulha da corrente sanguínea seguida de rápida migração para os tecidos em caso de infecção. Após migrar para o tecido, essas células têm efeito microbicida direto por fagocitose. Os neutrófilos são capazes de fagocitar microorganismos opsonizados principalmente através dos receptores Fc e complementam os receptores 1 e 3. O efeito microbicida dos neutrófilos se dá em grande parte devido a um grande repertório de moléculas presentes em grânulos pré-formados. Enzimas e outras moléculas preparadas nestes grânulos são proteases, tais como colagenase , gelatinase ou serina proteases , mieloperoxidase , lactoferrina e proteínas antibióticas. A degranulação destes no fagossoma, acompanhada de alta produção de espécies reativas de oxigênio (burst oxidativo) é altamente microbicida.

Macrófagos iniciam a fagocitose por receptores de manose , receptores sequestradores , receptores Fcγ e receptores de complemento 1, 3 e 4. Os macrófagos são capazes de fagocitar microorganismos diversas vezes sem perder viabilidade, produzindo continuamente novos lisossomos.

Receptores iniciadores

Receptores para fagocitose podem ser divididos em duas categorias. Os receptores opsônicos dependem de opsoninas . Entre estes estão os receptores que reconhecem a parte Fc de anticorpos IgG, e proteínas do sistema complemento depositadas em células. Os receptores não-opsónicos incluem receptores do tipo lectina, receptor de Dectina ou receptores de captação. Algumas vias fagocíticas requerem um segundo sinal de receptores de reconhecimento de padrões (PRRs) ativados por ligação a padrões moleculares associados a patógenos (PAMPS), o que leva à ativação de NF-κB .

Receptores Fcγ

Os receptores Fcγ reconhecem alvos revestidos com IgG. A principal parte reconhecida é o fragmento Fc. Por exemplo, macrófagos humanos possuem receptores o FcγRI , FcγRIIA e FcγRIII . A fagocitose mediada pelo receptores Fcγ em neutrófilos e ativa uma explosão oxidativa microbicida.

Receptores do complemento

Estes receptores atuam no reconhecimento de alvos revestidos pelas proteínas C3b , C4b e C3bi do sistema do complemento plasmático. Nos macrófagos, o CR1 , CR3 e CR4 são responsáveis pelo reconhecimento dos alvos.

Receptores de manose

A manose e outros açúcares associados a patógenos, como a fucose , são reconhecidos pelo receptor de manose. A ingestão mediada pelo receptor de manose é distinta nos mecanismos moleculares do receptor Fcγ ou da fagocitose mediada pelo receptor do complemento.

Fagossoma

O engolfamento do material é facilitado por uma parte do citoesqueleto com capacidade contrátil, chamada de sistema contrátil actina-miosina. A fagocitose do material dá origem ao fagossoma, que se move em direção ao centrossoma do fagócito e é fundido com os lisossomos , formando um fagolisossomo. Progressivamente, o fagolisossomo é acidificado, ativando enzimas degradativas.

A degradação pode ser dependente de oxigênio ou independente de oxigênio.

• A degradação dependente do oxigênio depende do NADPH e da produção de espécies reativas de oxigênio . O peróxido de hidrogênio e a mieloperoxidase ativam um sistema halogenante, que leva à criação de hipoclorito e à destruição de bactérias.
• A degradação independente de oxigênio depende da liberação de grânulos, contendo enzimas proteolíticas, como lisozimas , e proteínas catiônicas, como as defensinas . Outros peptídeos antimicrobianos estão presentes nesses grânulos, incluindo a lactoferrina , que sequestra o ferro, privando microorganismos dess nutriente.

Alguns leucócitos são capazes de gerar cianeto de hidrogênio durante a fagocitose, podendo matar bactérias , fungos e outros patógenos, gerando vários outros produtos químicos tóxicos.

Na apoptose

Após a apoptose , as células que estão morrendo precisam ser absorvidas pelos macrófagos em um processo chamado eferocitose . Uma das características de uma célula apoptótica é a apresentação de uma variedade de moléculas intracelulares na superfície celular, como calreticulina , fosfatidilserina (da camada interna da membrana plasmática), anexina A1 , LDL oxidada e glicanos alterados. Essas moléculas são reconhecidas por receptores de macrófagos, como o receptor de fosfatidilserina ou por receptores extracelulares, como trombospondina 1 , GAS6 e MFGE8 , que se ligam em uma segunda etapa a outros receptores no macrófago, como o CD36. e alfa-v beta-3 integrina. O acúmulo de remanescentes de células apoptóticas que não foram fagocitados corretamente está associada a distúrbios autoimunes.

Trofozoítos de Entamoeba histolytica com eritrócitos ingeridos

Em protistas

Em muitos protistas , a fagocitose é usada como meio de alimentação, fornecendo parte ou toda a sua nutrição. Isso é chamado de nutrição fagotrófica , distinta da nutrição osmotrófica que ocorre por absorção.  

• Em alguns, como a ameba, a fagocitose é executada por pseudópodes que englobam o alvo, assim como nos fagócitos de animais. Em humanos, o amebozoário Entamoeba histolytica é capaz de fagocitar eritrócitos
• O grupo dos protozoários ciliados também se envolvem em fagocitose. Nos ciliados, há uma ranhura ou câmara especializada no processo de fagocitose chamada citostoma.

Como nas células imunológicas fagocíticas, o fagossomo resultante pode ser fundido com lisossomas contendo enzimas digestivas, formando um fagolisossomo. As partículas dos alimentos serão então digeridas e os nutrientes liberados serão difundidos ou transportados para o citosol para uso em outros processos metabólicos.

Organismos mixotróficos podem combinar nutrição fagotrófica e nutrição fototrófica .

Ligações externas

• MeSH Phagocytosis