Rosanna Gil Alejo 1-12-0701
CITOQUINAS
Las citoquinas (o citocinas) son un
grupo de proteínas de bajo peso molecular que actúan mediando interacciones
complejas entre células linfoides, células inflamatorias y células
hematopoyéticas.
Sus funciones son muy variadas, se
pueden clasificar en:
- Diferenciación y maduración de células del sistema inmunitario.
-Comunicación entre células del
sistema inmunitario.
- Ejercen funciones efectoras directas.
Muchas de las primeras citoquinas se
descubrieron como señalizadoras entre leucocitos, por lo que se denominaron
interleuquinas; otras eran secretadas por monocitos/macrófagos, por lo que se
llamaron monoquinas. Las quimioquinas (o quimiocinas) son un tipo de citoquinas
de pequeño tamaño, con papeles en la respuesta inflamatoria y la quimiotaxis de
fagocitos.
PROPIEDADES GENERALES DE LAS
CITOQUINAS
Las citoquinas son un grupo de
proteínas secretadas de bajo peso molecular (<30 kDa), producidas durante
las respuestas inmunes natural y específica. Se unen a receptores específicos
de la membrana de las células, iniciando una cascada de transducción
intracelular de señal que altera el patrón de expresión génica.
- Las citoquinas son producidas por múltiples tipos celulares,
principalmente del sistema inmune. Dentro del sistema inmune natural, los
macrófagos son de las células más productoras de citoquinas, mientras que en el
sistema específico lo son las células T colaboradoras.
- La producción de las citoquinas suele ser breve (transitoria), limitada
al lapso de tiempo que dura el estímulo.
- Las citoquinas pueden exhibir una o varias de las siguientes cualidades:
- Pleiotropía (múltiples efectos al actuar sobre diferentes células).
- Redundancia (varias citoquinas pueden ejercer el mismo efecto).
- Sinergismo (dos o más citoquinas producen un efecto que se potencia
mutuamente).
- Antagonismo (inhibición o bloqueo mutuo de sus efectos).
Las citoquinas al unirse a receptores específicos para cada citoquina.
La afinidad de cada receptor hacia su citoquina correspondiente suele ser
bastante alta, del orden de lo femtomolar a lo picomolar.
La acción de las citoquinas se puede clasificar en:
- De tipo autocrino.
- De tipo paracrino.
- En pocas ocasiones, de tipo endocrino
¿Cómo controlan las
citoquinas el sistema inmune?
Regulando (activando o inhibiendo) la
activación, proliferación y diferenciación de varios tipos de células;
regulando la secreción de anticuerpos y de otras citoquinas.
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS
CITOQUINAS
Las citoquinas pertenecen a la
llamada familia de las hematopoyetinas, y tienen una configuración a base de un
conjunto de cuatro hélices alfa, con poca estructura en lámina beta.
Actúan como mensajeros intercelulares
que suelen intervenir en la maduración y amplificación de la respuesta inmune.
Existen muchos tipos de células
productoras de citoquinas, pero las más importante son los linfocitos Th y
los macrófagos.
Principales tipos de respuesta
mediatizados por la acción de las citoquinas:
1. Activación de los mecanismos de inmunidad natural.
2. Activación y proliferación de células B.
3. Intervención en la respuesta celular específica.
4. Intervención en la reacción de inflamación, tanto aguda como crónica.
5. Control de los procesos hematopoyéticos de la médula ósea.
6. Inducción de la curación de las heridas.
RECEPTORES DE MEMBRANA PARA
CITOQUINAS
- Familia de receptores de citoquinas de la superfamilia de las
inmunoglobulinas (Ig).
- Familia de clase I de receptores citoquinas (Hematopoyetinas).
- Familia de clase II de receptores citoquinas (Interferones).
- Familia de receptores de TNF.
- Familia de receptores de quimioquinas.
La mayor parte de los receptores de
citoquinas del sistema inmune pertenecen a la familia clase I. Los receptores
clase I poseen: dos proteínas de membrana; cadena alfa, que es la
subunidad específica de la citoquina, y cadena beta, que es una subunidad transductora
de señal.
La subunidad transductora de señal se
necesita para formar el receptor de alta afinidad, y para transducir la
señal al interior.
Redundancia: las citoquinas citadas, al tener sendos receptores tienen el mismo
tipo de cadena beta, provocan proliferación y desgranulación de basófilos.
Antagonismo: las tres citoquinas compiten entre sí por la unión de un número
limitado de cadenas beta con las alfa específicas de cada receptor.
La subfamilia de receptores a la que
pertenece el receptor de IL-2 (el llamado IL2-R) consta de tres subunidades:
cadena alfa específica de cada citoquina; dos unidades (cadena beta y
cadena común gc).
IL-2R es la que une IL-2 con mayor
afinidad, el receptor para IL-2, existe una forma monomérica (IL-2R alfa) de baja afinidad, incapaz de
reenviar la señal, y una forma de afinidad intermedia (IL-2Rby).
TRANSDUCCIÓN DE SEÑAL
1. La citoquina provoca la dimerización de las dos subunidades del receptor
(cadenas alfa y beta).
2. Una serie de proteína-quinasas de la familia de JAK se unen a las colas
del receptor, quinasas se activan.
3. Las JAK se autofosforilan.
4. Las JAK fosforilan tirosinas de las colas del receptor.
5. STAT se unen a algunas de las tirosinas fosforiladas de las colas del
receptor, quedando cerca de las JAK.
6. Las JAK fosforilan a las STAT unidas a las colas del receptor.
7. Las STAT pierden la afinidad por las colas del receptor, y forman
dímeros entre sí.
8. Los dímeros de STAT fosforilados emigran al núcleo de la célula.
ANTAGONISTAS
DE CITOQUINAS
La actividad biológica de las
citoquinas está regulada fisiológicamente por dos tipos de antagonistas:
1. Los que provocan el bloqueo del receptor al unirse a éste.
2. Los que inhiben la acción de la citoquina al unirse a ésta.
Como bloqueador de
receptor tenemos el antagonista del receptor IL-1 (IL-1R alfa), que
bloquea la unión de IL-1 alfa o IL-1 beta. Esta ayuda en la regulación de
la intensidad de la respuesta inflamatoria.
Los inhibidores de
citoquinas suelen ser versiones solubles de los respectivos receptores:
IL-2R, IL-4R, IL-7R, IFN-yR, TNF-alfa R, TNF-beta R.
El mejor caracterizado es el sIL-2R,
se libera durante la activación crónica de los linfocitos T. Se puede unir a la
IL-2, impidiendo su interacción con el receptor de membrana, supone un control
sobre el exceso de activación de linfocitos T.
CONSECUENCIAS BIOLÓGICAS DE LA
SECRECIÓN DE CITOQUINAS POR PARTE DE LOS LINFOCITOS Th1 Y Th2
Las células Th1 producen IL-2, IFN-y
e TNF-beta. Son responsables de funciones de inmunidad celular, y responden a
parásitos intracelulares.
Las células Th2 producen IL-4, IL-5,
IL-10 e IL-13. Actúan en la activación de las células B, y responden a
bacterias extracelulares y a helmintos. También son implicadas en reacciones
alérgicas.
El resultado de la respuesta inmune
depende de las células Th1 y Th2: en una respuesta a patógenos intracelulares existe
un aumento de citoquinas de Th1, mientras que en respuestas alérgicas y ante
helmintos es mayor el nivel de las Th2.
REGULACIÓN CRUZADA ENTRE Th1 y
Th2
- El IFN-y secretado por las Th1 inhibe la proliferación de las Th2.
- La IL-10 secretada por las Th2 inhibe la secreción de IL-2 e IFN-y por
parte de las Th1.
Este fenómeno explica que existe una
relación inversa entre la producción de anticuerpos y la hipersensibilidad de
tipo retardado.
Los macrófagos y otras células
presentadoras de antígeno también producen citoquinas. La IL-12 se produce en
macrófagos activados en respuesta a infecciones bacterianas o de protozoos.
Esta citoquina provoca la proliferación de células NK y Th1m, que aumentan la
producción de IFN-y.
Es importante saber, que los
macrófagos se ven inhibidos por IL-4 e IL-10 secretadas por los Th2.
Inflamación
La inflamación es una reacción local
del tejido vascularizado frente a un agente injuriante que provoca daño
tisular. Los componentes de la respuesta inflamatoria son
la microcirculación, las células sanguíneas, el plasma y células del
tejido conectivo. Su misión es localizar, eliminar o en su defecto aislar al
agente injuriante y tejido dañado, permitiendo la posterior reparación por
mecanismos regenerativos o cicatrizales.
Cuando se produce una rotura de la
piel o de las mucosas, los microorganismos pueden pasar del medio externo al
interno.
Como consecuencia de esto, y en un
intento de neutralizar al agente invasor, se produce una reacción en el tejido
conectivo vascularizado que se denomina inflamación.
·
Este complejo proceso produce el
acumuló de fluidos y leucocitos en el espacio extravascular. La inflamación
puede ser originada por factores endógenos (necrosis tisular o rotura ósea) o
factores exógenos como lesiones por agentes mecánicos (corte, etc),
físicos (quemaduras), químicos (corrosivos), biológicos (microorganismos) e
inmunológicos (reacciones de hipersensibilidad). Aunque en algunos casos, como
la hipersensibilidad, la inflamación puede tener consecuencias nocivas, por lo
general es una respuesta protectora que trata de restaurar los tejidos lesionados.
Tras un proceso inflamatorio puede
ocurrir lo siguiente:
-
Resolución con retorno a una
estructura y función normales.
-
Supuración con formación de absceso.
-
Hinchazón con regeneración de tejido
especializado o fibroso formando una cicatriz.
La respuesta inflamatoria está
formada por plasma, células circulantes, vasos sanguíneos y constituyentes
celulares y extracelulares del tejido conectivo. Entre las células circulantes
se incluyen los neutrófilos, monocitos, eosinófilos, linfocitos,basófilos y
plaquetas. Las células del tejido conectivo son los mastocitos, que rodean
los vasos sanguíneos y los fibroblastos. La matriz extracelular está
constituida por proteínas fibrosas estructurales (colágeno, elastina),
glicoproteínas adherentes (fibronectina, laminina, entactina, tenascina y
otras) y proteoglicanos. La membrana basal es un componente especializado de la
matriz extracelular formada por glicoproteínas adhesivas y proteoglicanos.
Los cuatro signos cardinales de la
inflamación fueron descritos por Paracelso, (30 AC al 38 DC) y son:
Rubor (coloración roja).
Tumor (hinchazón).
Calor.
Dolor.
Posteriormente, Galeno
(130-200), añadió un quinto signo: pérdida de función. La coloración y el calor
se deben a un aumento del flujo sanguíneo en el área traumática y a la
constricción de las . Los cambios de la microcirculación son
inducidos por mediadores químicos. Estos mediadores, además, aumentan la
permeabilidad capilar con lo que los líquidos y las células sanguíneas
pasan al espacio extravascular provocando la hinchazón y un aumento de la
presión local que es el que origina el dolor.
Tipos de inflamación
La inflamación según su duración se
divide en aguda y crónica. La aguda es de duración relativamente corta
(minutos, horas o unos pocos días), se inicia muy rápidamente y se caracteriza
por el exudado de fluidos plasmáticos y la migración de leucocitos
predominantemente neutrófilos. La inflamación crónica dura semanas, meses o
incluso años y se caracteriza histológicamente por el infiltrado de linfocitos
y macrófagos con la proliferación de vasos sanguíneos y tejido conectivo.
Inflamación aguda
Los cambios que se producen tras la
lesión tisular se deben a tres procesos:
-
Cambios en el flujo y calibre
vascular, que hacen que aumente el flujo sanguíneo.
Cambios estructurales en los vasos
sanguíneos que aumentan la permeabilidad vascular e inducen la formación de
exudado inflamatorio.
Paso de los leucocitos del espacio
vascular al extravascular alcanzando así el foco de las lesiones. El resultado
de todo ello es el acúmulo de un fluido rico en proteínas, fibrina y
leucocitos. En los primeros 10-15 minutos se produce
una hiperemia por dilatación de arteriolas y vénulas y apertura de
los vasos de pequeño calibre.
Tras esta fase aumenta la
viscosidad de la sangre, lo que reduce la velocidad del flujo sanguíneo. Al
disminuir la presión hidrostática en los capilares, la presión osmótica del
plasma aumenta, y en consecuencia un líquido rico en proteínas sale de los
vasos sanguíneos originando el exudado
inflamatorio.
Inflamación crónica
Si la inflamación dura semanas o
meses se considera crónica, y tiene dos características importantes:
-
El infiltrado celular está compuesto
sobre todo por macrófagos, linfocitos y células plasmáticas.
-
La reacción inflamatoria es más
productiva que exudativa, es decir, que la formación de tejido fibroso
prevalece sobre el exudado de líquidos.
La inflamación crónica puede
producirse por diversas causas:
-
Progresión de una inflamación aguda.
-
Episodios recurrentes de inflamación
aguda.
-
Inflamación crónica desde el comienzo
asociada frecuentemente a infecciones intracelulares (tuberculosis,
lepra, etc).
-
Microscópicamente la inflamación
crónica se caracteriza por la presencia de macrófagos y sus derivados
(células epitelioides y gigantes), linfocitos, células plasmáticas,
neutrófilos,eosinófilos y fibroblastos.
Inflamación
crónica granulomatosa
Algunas formas de inflamación crónica
tienen una histología peculiar que consiste en el acúmulo de macrófagos
modificados llamados epitelioidesformando unos agregados nodulares
llamadosgranulomas. Las células epitelioides reciben ese nombre
porque se asemejan a células epiteliales. Tienen un núcleo vesicular y
abundante citoplasmaeosinófilo y segregan el enzima convertidor deangiotensina (Kininasa II),
la fosfatasa ácida ymucopolisacáridos. Además, los macrófagos pueden fusionarse
por efecto del IFN-gamma y formar células gigantes que contienen hasta 100
núcleos.
Mecanismos
que intervienen en la inflamación. Migración leucocitaria
Inicialmente, en la inflamación aguda
se acumulan predominantemente los leucocitos neutrófilos
polimorfo nucleares y en las fases tardías, los monocitos y macrófagos.
Hay tres fases para el reclutamiento de las células en la región dañada, es
decir, la extravasación o salida de las células desde la luz del vaso al
espacio intersticial. En el capítulo dedicado al estudio de las moléculas de
adhesión se analiza la función de las mismas en los procesos de migración
leucocitaria.
Normalmente las células ocupan la
parte central del torrente sanguíneo teniendo muy poco contacto con el
endotelio. Al aumentar la permeabilidad vascular, el flujo sanguíneo se
enlentece, lo que permite a los leucocitos acercarse al endotelio vascular.
Este proceso se denomina marginación y se debe a los
cambios hemodinámicos producidos en la inflamación (Figura 2). Los
leucocitos escapan del torrente circulatorio mediante un
movimientoameboide activo.
Cuando los leucocitos entran en
contacto con la célula endotelial, proyectan pseudópodos y migran por la
superficie hasta que detectan una unión celular interendotelial. Durante
su paso desde la luz vascular al tejido extravascular, el leucocito rompe las
uniones interendoteliales y la membrana basal probablemente a través
de la secreción decolagenasa. El tipo de leucocito que migra depende mucho del
tiempo que dura la inflamación y del tipo de estimulo.
En la mayoría de los casos, en la
inflamación aguda los neutrófilos son las células predominantes durante las
primeras 24 horas. Estas células empiezan a acumularse en los primeros
minutos tras la lesión, mientras que los monocitos y macrófagos se acumulan más
tarde, tras 24 horas. Después de la extravasación, los leucocitos migran en los
tejidos a los lugares donde se ha producido la lesión mediante el proceso
de quimiotaxis.
Células que intervienen en la inflamación
En la inflamación intervienen
multitud de células pero entre ellas destacan
los granulocitos neutrófilos y los fagocitos mononucleares. La
vida de los neutrófilos es muy corta, sólo de 3 a 4 días. Algunos de los
productos de los gránulos son bactericidas, mientras que otros son capaces de
degradar la matriz proteica extracelular (Tabla 1).
Muchos de los neutrófilos mueren en
los lugares de inflamación liberando los enzimas que pueden dañar las células o
las proteínas de la matriz extracelular. Los
fagocitos mononucleares se diferencian en prácticamente todos los
tejidos del organismo de distinta manera, según el tejido que ocupan, dando
lugar a macrófagos. Los macrófagos tienen una producción autocrina de
factores de crecimiento tales como el GM-CSF o el M-CSF que hacen que
proliferen localmente en los tejidos. Para llevar a cabo sus funciones, los
macrófagos necesitan ser activados por el IFN-gama.
Moléculas que intervienen en la
inflamación
Además de las células directamente
implicadas en la inflamación, como son los neutrófilos, macrófagos y
linfocitos, los basófilos, mastocitos, plaquetas y células
endoteliales también producen mediadores químicos (Tabla 2). Hay dos tipos, los
mediadores tisulares y los mediadores plasmáticos de la inflamación.
Mediadores tisulares de la
inflamación. La activación de los mastocitos, basófilos y
plaquetas estimula el metabolismo del ácido araquidónico con la
consiguiente síntesis de prostaglandinas,leucotrienos y tromboxanos.
La histamina y la serotonina,
segregadas pormastocitos, basófilos y plaquetas, producen
vasodilatación y aumentan la permeabilidad vascular. El PAF es un
complejo lisofosfolípido -acetilado que induce la
agregación plaquetaria y ladegranulación. Además, aumenta la
permeabilidad vascular, induce la adhesión leucocitaria y estimula la síntesis
de derivados del ácido araquidónico.
Estos derivados incluyen las
prostaglandinas y losleucotrienos. El ácido araquidónico es un
ácido graso derivado del ácido linoleico que se encuentra en la
membrana celular y bajo estimulación puede ser liberado al exterior de la
célula por unafosfolipasa (Figura 5). El óxido nítrico se produce por las
células endoteliales, macrófagos y neuronas del cerebro.
Mediadores plasmáticos de la
inflamación. El factor XII de la coagulación (Factor Hageman) se activa
por superficies extrañas cargadas negativamente, tales como la membrana basal,
enzimas proteolíticos o lipopolisacáridos. Una vez activado, el factor XII
puede activar el sistema de la coagulación, el de la fibrinolisis y
el de las kininas-kalicreína.
Manifestaciones sistémicas de la inflamación
Las manifestaciones sistémicas se
conocen de forma colectiva como respuesta de la fase aguda (acutephase response).
Al llegar un agente que produzca una lesión hay un ajuste rápido en la
composición de las proteínas plasmáticas y la concentración de algunas aumenta,
mientras que la de otras disminuye.
Una de las que aumenta es la proteína
C reactiva, que funciona como opsonina de bacterias, la alfa-2-macroglobulina y
otras antiproteinasas, el fibrinógeno del sistema de la coagulación y
elamiloide sérico A, cuya función se desconoce. La albúmina y
la transferrina disminuyen. La mayoría de estos cambios se producen
por alteraciones en la síntesis de estas proteínas por los hepatocitos. La
inflamación produce fiebre a través de pirógenos externos (endotoxina
generalmente) que estimulan la producción de pirógenos endógenos como la IL-1 o
el TNF.
Estas citocinas actúan
sobre el hipotálamo anterior, donde se encuentra el termostato central del
organismo e inducen la producción de PGE2 que hace aumentar la temperatura
corporal. Además, en la sangre periférica se puede observar una leucocitosis,
es decir, un aumento del número de leucocitos (dos o tres veces). Este aumento
se debe sobre todo a los neutrófilos, entre los que aparecen algunas formas
inmaduras (cayados).
Reparación de la inflamación
En la inflamación se produce una
destrucción de las células del parénquima y de las del estroma. El tejido
lesionado se repara mediante tejido conectivo que va a producir la fibrosis y
la escarificación. En este proceso intervienen los componentes
siguientes:
-
Formación de nuevos vasos sanguíneos
(angiogénesis).
-
Migración y proliferación de
fibroblastos.
-
Depósito de matriz extra celular
-
Maduración y organización del tejido
fibroso (remodelación). El proceso de reparación empieza a las 24 horas tras la
lesión. Los fibroblastos y las células del endotelio vascular comienzan a
proliferar formando el tejido de granulación.
Agentes inflamatorios
Agentes físicos: radiaciones, frío,
calor, ultravioletas.
Agentes químicos: venenos, toxinas.
Traumatismos y cuerpos extraños.
Alteraciones vasculares: como por
ejemplo las que producen isquemia.
Dependiendo de las características
temporales de la inflamación definimos dos tipos de respuesta, inflamación
aguda e inflamación crónica
Fagocitosis
La fagocitosis es un tipo
de endocitosis por
el cual algunas células(fagocitos y protistas)
rodean con su membrana citoplasmática partículas
sólidas y las introducen al interior celular. Esto se produce gracias a la
emisión de pseudópodos alrededor de la partícula o microorganismo hasta
englobarla completamente y formar alrededor de él una vesícula, llamada fagosoma, la cual
fusionan posteriormente conlisosomas para degradar el antígeno fagocitado.
Es uno de los medios de transporte
grueso que utilizan para su defensa algunas células de
los organismos pluricelulares.
En organismos multicelulares, este proceso lo llevan a cabo células
especializadas, casi siempre con el fin de defender al conjunto del organismo
frente a potenciales invasores perjudiciales.
En muchos organismos
superiores, la fagocitosis es tanto un medio de defensa ante microorganismos invasores
como de eliminación (e incluso reciclaje) de tejidos muertos. Puede tratarse de
un antígeno, célula
apoptótica, restos celulares, microorganismos y sustancias de un
tamaño generalmente mayor a 0,5 nm.
Etapas de
la fagocitosis en el sistema inmunológico
Quimiotaxis:
Se inicia con la adherencia de
células al endotelio vascular. Las células irán al lugar de la amenaza. Estas
son células
especializadas, que pueden ser macrófagos o linfocitos.
Los mismos serán estimulados para que produzcan citoquinas (IL-1, TNF, IFN). Es todo lo que
se encuentra aquí activado por las citocinas,
a través de uniones moleculares de baja afinidad entre receptores en el
leucocito y selectinas sobre la superficie endotelial (selectina E y selectina P, por ejemplo).
El flujo sanguíneo laminar empuja a
los leucocitos así adheridos en dirección de la corriente sanguínea. El
fagocito se despega de las interacciones corriente-arriba y sus ligandos de
membrana se unen a nuevas selectinas corriente-abajo. El resultado es un
movimiento neto a lo largo de la superficie endotelial. Otras moléculas que
participan en esta movilización son las moléculas de adhesión vascular (VCAM-1) presentes en el endotelio, cuyos
ligandos correspondientes muestran preferencia por los linfocitos T y
eosinófilos.
En un punto específico, determinado
por la presencia y activación de quimiocinas,
los fagocitos movilizados establecen interacciones intercelulares de gran
afinidad con el endotelio por medio de integrinas y
otros ligandos endoteliales. En especial las moléculas endoteliales LFA-a, CR3 y VLA-4 se adhieren a ligandos
específicos sobre los fagocitos, entre ellos VCAM-1 e ICAM-1. La expresión de estos ligandos
sobre la superficie del fagocito es regulada por proteínas inflamatorias,
como el TNF y
la IL-1.
Es en ese punto de movilización lenta
cuando los fagocitos, atraídos por gradientes de concentración de las
quimiocinas, atraviesan el epitelio vascular hacia el foco de infección patógena.
Adherencia
· Otros
receptores sobre la membrana de los leucocitos y otros
fagocitos actúan como mecanismos de adherencia sobre los microorganismos, sea a
productos microbianos específicos o sobre opsoninas del sistema inmune
del hospedador.
· Receptor
de manosa.
Este receptor tiene afinidad por los componentes de manosa presentes en
las glucoproteínas y glucolípidos de
las paredes celulares microbianos.
· Scavenger.
Estos receptores se unen directamente a microorganismos y
a moléculas de LDL modificadas.
· CD14. Es un ligando con
preferencia específica al lipopolisacárido presente en ciertas bacterias y
está asociado a un receptor tipo Toll.
· Transmembrana
de 7 hélices alfa. Es un receptor recientemente descubierto, cuya función está
asociada a señales de quimiocinas y ciertos péptidosmicrobianos.
· Receptores
para los fragmentos Fc de los anticuerpos opsonizantes IgG2 e IgG3.
Ingestión
La unión a receptores de adherencia
promueve señales de comunicación intracelular que resultan en
la evaginación de la membrana del fagocito rodeando al receptor y su
ligando patogénico. Al rodear por completo al complejo receptor:
molécula, la membrana se une en sus extremos y libera al interior de la célula
un fagosoma. Esto puede ocurrir en más de un punto de la membrana celular.
Digestión
Una vez que el fagosoma está en el
citoplasma comienza la desintegración del mismo, proceso que se realiza por
mecanismos dependientes o independientes de oxígeno. El primero se da tras
activarse rutas metabólicas que consumen oxígeno, lo cual produce la liberación
de radicales libres del oxígeno, que son
tóxicos para los microorganismos. En el segundo caso es donde intervienen los
lisosomas, los cuales se unen al fagosoma conformando un fagolisosoma, y liberando enzimas
hidrolíticas que destruirán al antígeno.
Excreción
En el proceso de digestión queda una
vesícula que contiene desechos (o el mismo antígeno, ya que no siempre puede
ser desintegrado), por lo que debe estar fuera de la célula para no traer
futuros inconvenientes. La forma de deshacerse de estos residuos es mediante
la exocitosis.
Un ejemplo de esto se da cuando
esputamos o tosemos, dado que lo que estamos haciendo en verdad es deshacernos
de células que contienen un antígeno que no pueden degradar. Dichas células son
los macrófagos alveolares, que
al entrar una partícula exógena y no poder degradarla se vuelven una amenaza
para el organismo, por lo que es conveniente deshacerse de ella en algunos
casos no muy estrictos. Es la traducción de partículas como: bacterias, virus,
desechos, etc...
Estrategias de Fagocitosis
Los organismos que se alimentan por
fagocitosis, poseen dos estrategias según el tipo de alimento que consuman. Los
tamaños y características de las vacuolas formadas dependen de si la presa esta
viva o no. Cuando capturan presas vivas usan fagocitosis por CIRCUNFLUENCIA,
mientras que con las inertes usan fagocitosis por CIRCUNVALACION.
Fagocitosis
Ellie Metchnikoff, en 1880, descubrió
que la función de las células fagociticas era esencial para la supervivencia de
todas las especies del reino animal. En los organismos unicelulares como los
protozoarios, la función fagocitica es el único medio por el cual estos
organismos adquieren alimento.
La función fagocitica de estas
células se mejora a lo largo de la evolución y se mantiene en los animales más
evolucionados, aunque aquí la función de los fagocitos deja de ser preponderantemente
nutricional para construirse en un eficiente mecanismo de protección no
específico contra agentes infecciosos y de eliminación de células muertas o
seniles. Cada etapa del proceso fagocitico (la migración, el reconocimiento de
lo que puede y debe ingerirse, la endocitosis y la destrucción de partículas)
se descubre cada vez más complicada; día a día se identifican más componentes
moleculares y se establecen más interacciones y rutas metabólicas. Ahora
tenemos una mejor idea de cómo se reconocen las partículas que deben eliminarse
y de los mecanismos subsecuentes que llevan a su destrucción.
En este artículo, se hace una
revisión concisa del proceso de la fagocitosis y se enfatiza su importancia
como mecanismo de protección en los vertebrados, señalando, aunque de manera
somera, aquellos aspectos que en la actualidad son objeto de mayor estudio,
incluyendo estructura celular, la existencia y función de las proteínas de
adhesión, los receptores para endocitosis, las proteínas G, las cascadas de
señalización, la maduración de los fagosomas, y la generación de los
metabolitos tóxicos del oxígeno y el nitrógeno.
La destrucción del microrganismo en
los lisosomas secundarios de los fagocitos se produce por dos tipos de
mecanismo:
v Mecanismo dependiente de
oxigeno: se activa una ruta metabólica (hexosa monofosfato) que consume
grandes cantidades de oxígeno, lo que a su vez produce grandes cantidades de
radicales tóxicos antimicrobianos (como el O2, H2O2, OH, 02), que a su vez
puede reaccionar para dar otras sustancias toxicas, como hipocloritos y
cloruros. Estas sustancias provocan una intensa halogenacion que afecta muchas
bacterias y virus.
v Mecanismo independientes
de oxigeno: liberación de enzimas hidroliticas: lisozima, proteínas,
catiónicas, proteasas etc., que ejecutan un efecto bactericida o
bacteriostático.
