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Fagocito

Agosto 31, 2021

Los fagocitos (o células fagocíticas[1]​) son células presentes en la sangre y otros tejidos animales capaces de captar microorganismos y restos celulares (en general, toda clase de partículas inútiles o nocivas para el organismo) e introducirlos en su interior con el fin de eliminarlos, en un proceso conocido como fagocitosis. Su nombre procede del griego phagein (φάγειν, 'comer'), y -cito, sufijo utilizado con el significado de 'célula', procedente del término kutos (κύτος, 'cavidad, urna').[2]​[3]​ Existen muchos tipos de células capaces de efectuar la fagocitosis; las células del sistema inmune que la realizan son de vital importancia en la defensa del organismo contra las infecciones.[4]​ Están presentes en todos los animales[5]​ y se encuentran muy desarrollados en los vertebrados.[6]​ Un litro de sangre humana contiene alrededor de seis mil millones de estas células.[7]​ Fueron descubiertos en 1882 en larvas de estrellas de mar por Iliá Ilich Méchnikov.[8]​ Debido a este trabajo, Méchnikov fue galardonado con el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1908.[9]​ También se encuentran presentes en especies no animales; de hecho, algunas amebas poseen un comportamiento similar a los macrófagos (un tipo de fagocitos), lo que sugiere que aparecieron en una fase temprana de la evolución.[10]​

Micrografía obtenida mediante microscopía electrónica de barrido de un neutrófilo fagocitando una bacteria productora del carbunco, Bacillus anthracis (en naranja). Se observa la forma bacilar a medio digerir dentro del fagocito de la izquierda (en amarillo).

En sentido genérico, suele llamarse «fagocitos» a las células del sistema inmune con capacidad fagocítica (como los macrófagos). Siendo más precisos, no todos los fagocitos son glóbulos blancos o células inmunitarias: en humanos y otros animales se clasifican en «profesionales» y «no profesionales», dependiendo de su efectividad y de si poseen funciones distintas a la fagocitosis.[11]​ Los fagocitos profesionales incluyen a los neutrófilos, monocitos, macrófagos, células dendríticas y mastocitos[cita requerida]; los fagocitos "no profesionales" incluyen elementos muy numerosos en el cuerpo humano y distintos a los leucocitos, como las células epiteliales, endoteliales, fibroblastos, microglía y células del mesénquima.[12]​ La diferencia fundamental entre los dos tipos es que los profesionales poseen receptores celulares en su superficie que son capaces de distinguir entre sustancias propias y ajenas al cuerpo.[13]​ Esta especificidad es la base del reconocimiento de lo propio frente a lo ajeno, y sustenta la defensa contra las infecciones mediada por el sistema inmune y el remodelado de los tejidos sanos (retirando las células muertas o no funcionales).[14]​

Durante las infecciones, los fagocitos profesionales son atraídos a la zona invadida por patógenos mediante señales químicas procedentes de las bacterias o de otros fagocitos que se encuentran presentes previamente. La atracción, denominada quimiotaxis, se debe a que los receptores celulares presentes en la superficie del fagocito unen ciertas sustancias de los patógenos, lo que les permite reconocerlos y fagocitarlos.[15]​ Algunos fagocitos destruyen a los patógenos mediante especies reactivas del oxígeno y óxido nítrico.[16]​ Tras la fagocitosis, los macrófagos y las células dendríticas son capaces de participar en la presentación de antígeno (la manipulación de parte de las partículas que han fagocitado a fin de exponerlas en su superficie para que otras células del sistema inmune las reconozcan y se activen). Estas partes son «presentadas» a otras células inmunes; algunos de estos macrófagos y células dendríticas se desplazan a un nódulo linfático para efectuar la presentación a un elevado número de células. Este proceso es de vital importancia para generar inmunidad.[17]​ No obstante, algunos patógenos han desarrollado estrategias para evadir esta respuesta.[4]​

Historia

El zoólogo ruso Iliá Ilich Méchnikov (1845-1916) describió por primera vez que unas células especializadas estaban implicadas en la defensa contra infecciones microbianas. En 1882, estudiaba células motiles (de movimiento libre) en las larvas de estrellas de mar con la sospecha de que intervenían en la inmunidad celular. A fin de probar su hipótesis, insertó espinas de mandarino a las larvas. Tras unas horas, observó que las células motiles habían rodeado las púas.[18]​ Méchnikov viajó a Viena y compartió sus resultados con Carl Friedrich Claus, quien sugirió el nombre «fagocito» para estas células.[19]​

Un año más tarde, Méchnikov estudió un crustáceo de agua dulce denominado Daphnia, un minúsculo animal transparente que se podía examinar directamente al microscopio. Descubrió que las esporas fúngicas que atacaban al animal eran destruidas por los fagocitos. Continuó sus observaciones con los leucocitos de los mamíferos y descubrió que la bacteria Bacillus anthracis podía ser absorbida y destruida por estas células en un proceso que bautizó como «fagocitosis».[20]​ Propuso así que los fagocitos servían para la defensa contra organismos invasores.

En 1903, Almroth Wright descubrió que la fagocitosis era reforzada por anticuerpos específicos que denominó opsoninas, del griego opson, condimento.[21]​ Méchnikov fue galardonado junto con Paul Ehrlich con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1908 por sus trabajos sobre los fagocitos y la fagocitosis.[9]​

Aun cuando la importancia de estos descubrimientos fue aceptada a principios del siglo XX, las complicadas relaciones entre los fagocitos y el resto de componentes del sistema inmunitario no serían conocidas hasta la década de 1980.[22]​

Fagocitosis

Artículo principal: Fagocitosis
 
Proceso de fagocitosis. 1: La ausencia de ligando en los receptores fagocíticos no desencadena la fagocitosis. 2: La unión de dicho ligando conduce a la asociación de varios receptores. 3: Se desencadena la fagocitosis y la partícula es incluida en el fagocito.

La fagocitosis es el proceso de captura de partículas en el interior de una célula, ya sean bacterias, parásitos, células apoptóticas; en definitiva, toda clase de partícula extraña.[23]​ Involucra a varios procesos moleculares.[24]​ Se produce cuando estos elementos se unen a receptores de la superficie del fagocito, cambiando su estructura tridimensional e induciendo la inclusión de la partícula en el interior de la célula. En el caso de los neutrófilos humanos, la fagocitosis de bacterias se produce por término medio en nueve minutos.[25]​ Cada célula fagocítica posee un compartimento celular denominado fagosoma (en el que se almacena la partícula a eliminar) cuyo destino celular es la fusión con un lisosoma o gránulo para formar un fagolisosoma; en el caso de los neutrófilos humanos, la fusión sucede en un minuto. El orgánulo generado posee una batería de métodos enzimáticos que produce casi en todos los casos la muerte del elemento fagocitado en cuestión de minutos.[25]​ Las células dendríticas y los macrófagos no son tan efectivos como los neutrófilos y pueden prolongar el proceso hasta varias horas. Los macrófagos son lentos y, frecuentemente, expulsan el material a medio digerir al medio circundante; esta emisión atrae (recluta) a más fagocitos.[26]​ Los elementos fagocitados son muy diversos: algunas técnicas científicas consisten en la inducción de fagocitosis de incluso limaduras de hierro (de esta manera y empleando un imán es posible separar los fagocitos activos del resto de células y otros materiales).[27]​

 
Los macrófagos poseen receptores que favorecen la fagocitosis. En la figura se muestra un macrófago como un círculo sólido, en cuya superficie se encuentra un receptor (figura con forma de Y) que interacciona con una bacteria (representada con un rectángulo).

Cada fagocito posee varios tipos de receptores en su superficie que reconocen las partículas a fagocitar y que desencadenan el proceso de fagocitosis.[4]​ Entre ellos se encuentran las opsoninas, receptores tipo Scavenger y receptores de tipo Toll (TLRs). Las opsoninas activan la fagocitosis de bacterias recubiertas de Ig G o mediante proteínas del complemento (las cuales se activan mediante una cascada enzimática que favorecen la destrucción de elementos extraños en la sangre[28]​). Los receptores tipo Scavenger reconocen una gran diversidad de moléculas de la superficie bacteriana. Los receptores de tipo Toll inducen la respuesta inflamatoria además de la fagocitosis; su nombre deriva de los receptores tipo Toll de Drosophila melanogaster, con quienes guardan cierta homología.[4]​

Modos de acción

 
Diagrama simplificado de la fagocitosis y destrucción de una célula bacteriana.

La función de los fagocitos es destruir microbios o células dañadas;[29]​ el proceso puede realizarse intra o extracelularmente.

Mecanismo intracelular dependiente de oxígeno

Cuando un fagocito actúa sobre un cuerpo extraño, como una bacteria, su consumo de oxígeno aumenta. El incremento en consumo de oxígeno recibe el nombre de estallido oxidativo, y produce especies reactivas del oxígeno con efectos antimicrobianos.[30]​ Los compuestos de oxígeno son tóxicos tanto para el patógeno como para la propia célula, por lo cual se retienen en compartimentos intracelulares. Este método de destruir microbios invasores mediante el uso de moléculas portadoras de especies reactivas de oxígeno recibe el nombre de destrucción intracelular dependiente de oxígeno. Este mecanismo se clasifica en dos tipos.[16]​

  • El primer tipo es la producción dependiente de oxígeno, en concreto del radical superóxido,[4]​ que es una sustancia bactericida rica en oxígeno.[31]​ El superóxido es transformado en presencia de peróxido de hidrógeno en oxígeno singlete, mediante una reacción catalizada por la enzima denominada superóxido dismutasa. Los radicales superóxido también reaccionan con radicales hidroxilo, que contribuyen a la destrucción del microbio invasor.[4]​
  • El segundo tipo implica el uso de la enzima mieloperoxidasa, presente en los gránulos de los neutrófilos.[32]​ Cuando los gránulos se fusionan con un fagosoma, se libera mieloperoxidasa al fagolisosoma, y esta enzima utiliza peróxido de hidrógeno y cloro para generar hipoclorito (la lejía doméstica es hipoclorito sódico diluido). El hipoclorito es extremadamente tóxico para las bacterias.[4]​ La mieloperoxidasa contiene un pigmento hemo, que hace que las secreciones ricas en neutrófilos, como el pus y los esputos infectados, sean de color verde.[33]​

El proceso parece estar controlado por una proteína de la membrana mitocondrial, la UCP2, cuya misión es desacoplar la fosforilación oxidativa al consumo de oxígeno, bajando de esa forma el potencial de membrana y favoreciendo las rutas inversas de esta ruta metabólica, situación que se sabe que favorece la producción de radicales libres de oxígeno. Se ha visto que al menos, cuando los fagocitos consumen activamente células apoptóticas, esta proteína está sobrerregulada[34]​

Mecanismo intracelular independiente de oxígeno

 
Micrografía de pus teñido con una tinción de Gram, mostrando gonococos dentro de un fagocito y la diferencia de tamaños.

Los fagocitos también pueden matar microbios mediante cuatro métodos independientes de oxígeno, pero de forma más ineficiente. El primero utiliza proteínas con carga eléctrica que dañan la membrana bacteriana. El segundo utiliza lisozimas; estas enzimas destruyen la pared celular bacteriana. El tercero utiliza lactoferrinas presentes en los gránulos de los neutrófilos, que extraen el hierro del medio, metal que es esencial para las bacterias.[35]​ El cuarto tipo utiliza proteasas y enzimas hidrolíticas, que actúan digiriendo las proteínas de bacterias destruidas.[36]​

Mecanismo extracelular

El interferón gamma (antiguamente denominado factor activador de macrófagos) es un promotor de la producción de óxido nítrico por parte de los macrófagos. La fuente de la sustancia puede ser linfocitos T CD4+, linfocitos T CD8+, células NK, linfocitos B, linfocitos TNK, monocitos, macrófagos o células dendríticas.[37]​ El óxido nítrico es liberado por el macrófago y, debido a su toxicidad, mata a los microbios situados cerca del macrófago.[4]​ Los macrófagos activados producen y secretan factores de necrosis tumoral. Esta citoquina (un tipo de molécula señalizadora[38]​) mata las células tumorales y a las infectadas por virus, y ayuda a activar al resto de células del sistema inmunitario.[39]​

En algunas enfermedades, como por ejemplo la rara enfermedad granulomatosa crónica, la eficiencia de los fagocitos queda afectada y las infecciones bacterianas recurrentes se convierten en un problema.[40]​ En esta enfermedad, hay una anomalía que afecta diferentes elementos de la destrucción dependiente de oxígeno. Otros defectos congénitos raros, como por ejemplo el síndrome de Chédiak–Higashi, también están asociados con una destrucción defectuosa de los microbios fagocitados.[41]​

Mecanismo contra virus

Los virus solo pueden reproducirse en el interior de las células, y acceden a ellas utilizando muchos de los receptores implicados en la inmunidad. Una vez en su interior, utilizan la maquinaria biológica de la célula para sus propios fines, obligándola a crear centenares de copias idénticas de ellos mismos. Aun cuando los fagocitos y otros componentes del sistema inmunitario innato pueden controlar los virus hasta un cierto punto, una vez que han penetrado dentro de una célula, la respuesta inmunitaria adaptativa, y más concretamente los linfocitos, son más importantes en la defensa.[42]​ En los lugares de infección vírica, los linfocitos a menudo son mucho más numerosos que el resto de células inmunitarias; así sucede en la meningitis vírica.[43]​ Los fagocitos eliminan a las células infectadas por virus.[44]​

Rol en la apoptosis

Artículo principal: Apoptosis
 
Fagocitos eliminando los fragmentos de células apoptóticas.

En los seres vivos, se produce una muerte continua de células, que se reemplazan por otras. El equilibrio entre la división celular y la muerte celular hace que el número de células permanezca relativamente constante en los adultos.[14]​ Las células pueden morir de dos maneras diferentes: por necrosis o por apoptosis. A diferencia de la necrosis, que a menudo es el resultado de enfermedad o trauma, la apoptosis (o muerte celular programada) es una función normal de las células. El cuerpo debe deshacerse de millones de células muertas o moribundas cada día, y los fagocitos tienen un papel crucial en este proceso, eliminando sus restos.[45]​

Las células moribundas que se encuentran en la fase final de la apoptosis[46]​ presentan moléculas en su superficie que atraen a los fagocitos, como por ejemplo la fosfatidilserina.[47]​ La fosfatidilserina se encuentra normalmente en la superficie citosólica de la membrana plasmática, pero durante la apoptosis realiza un movimiento que la sitúa en la cara externa; este proceso está catalizado por una proteína hipotética denominada escramblasa.[48]​ Estos lípidos señalizan la célula como diana para las células dotadas de los receptores apropiados, como por ejemplo los macrófagos.[49]​ La eliminación de células moribundas mediante los fagocitos se produce de manera ordenada, sin provocar una respuesta inflamatoria, y es por tanto una de las funciones clave de estas células.[50]​

Interacción con otras células

Los fagocitos no se encuentran en un órgano en concreto, sino que se mueven por el cuerpo, interaccionando con otras células (fagocitos o no) del sistema inmunitario. Pueden comunicarse con otras células produciendo sustancias químicas denominadas citoquinas, que atraen a otros fagocitos al lugar de infección o estimulan a los linfocitos no activados.[51]​ Los fagocitos forman parte del sistema inmunitario innato de todos los animales, incluyendo los humanos. La inmunidad innata es muy eficiente, pero no específica, puesto que no discrimina entre los diferentes tipos de invasores.[52]​ El sistema inmunitario adaptativo depende de los linfocitos, que no son fagocitos, pero que producen proteínas protectoras denominadas anticuerpos, que marcan a los invasores para ser destruidos y evitan que los virus infecten células.[53]​ Los fagocitos, y en concreto las células dendríticas y los macrófagos, estimulan la producción de los anticuerpos por parte de los linfocitos mediante un proceso denominado presentación de antígeno.[54]​

Presentación de antígeno

Artículo principal: Presentación de antígeno
 
Esquema de la presentación de péptidos mediada por el MHC-I.

La presentación de antígeno es un proceso en el cual algunos fagocitos redirigen partes del material fagocitado a su superficie celular y lo «presentan» a otras células del sistema inmunitario.[55]​ Existen dos células presentadoras de antígeno «profesionales»: los macrófagos y las células dendríticas.[56]​ Tras su inclusión en el fagocito, las proteínas no propias (los antígenos) son degradados en péptidos en el interior de las células dendríticas y los macrófagos. Estos péptidos se unen a las glicoproteínas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de la célula, que los exponen en la superficie de los fagocitos, dónde pueden ser «presentados» a los linfocitos.[17]​ Los macrófagos maduros no se alejan demasiado del lugar de infección, pero las células dendríticas pueden llegar a los nódulos linfáticos, donde hay millones de linfocitos.[57]​ Esto mejora la inmunidad, puesto que los linfocitos responden allí a los antígenos presentados por las células dendríticas igual que lo harían en el lugar de la infección original.[58]​ Aun así, las células dendríticas no colaboran siempre con los linfocitos, y pueden destruirlos si es necesario, para proteger el cuerpo. Esto ocurre en un proceso denominado tolerancia.[59]​

Tolerancia inmunitaria

Artículo principal: Tolerancia inmunológica

Las células dendríticas también promueven la tolerancia inmunitaria,[60]​ que impide que el cuerpo se ataque a sí mismo. El primer tipo de tolerancia es la tolerancia central: cuando los linfocitos T abandonan el timo por primera vez, las células dendríticas destruyen los linfocitos T portadores de antígenos que podrían hacer que el sistema inmunitario se dañara a sí mismo (esto es, que confundiera lo «propio» con lo «ajeno»). El segundo tipo de tolerancia inmunitaria es la tolerancia periférica. Algunos linfocitos T portadores de antígenos que hacen que ataquen moléculas «propias» esquivan el primer proceso de tolerancia, algunos linfocitos T desarrollan antígenos que atacan a lo «propio» más adelante, y algunos antígenos que atacan a lo «propio» no se encuentran al timo; por esta razón, las células dendríticas limitan la actividad de los linfocitos T que atacan lo «propio» en el exterior del timo; esto se hace o bien destruyéndolos o bien buscando la ayuda de linfocitos T reguladores para desactivar las actividades de los linfocitos T perniciosos.[61]​ Cuando la tolerancia inmunitaria falla pueden aparecer enfermedades autoinmunes.[62]​ Por otro lado, una tolerancia excesiva permite que ciertas infecciones, como en algunos casos de infección por HIV, pasen desapercibidas.[61]​

Fagocitos profesionales

Los fagocitos de los humanos y del resto de vertebrados mandibulados se dividen en grupos «profesionales» y «no profesionales» según la eficiencia de fagocitosis.[11]​ Los fagocitos profesionales son los monocitos, los macrófagos, los neutrófilos, las células dendríticas de los tejidos y los mastocitos.[12]​ Un litro de sangre humana contiene unos 6.000 millones de fagocitos.[7]​

Distribución de los fagocitos profesionales[63]​
Situación mayoritaria Fenotipos
Sangre neutrófilos, monocitos
Médula ósea macrófagos, monocitos células sinusoidales
Tejido óseo osteoclastos
Intestino y placas de Peyer macrófagos
Tejido conectivo histiocitos, macrófagos, monocitos, células dendríticas
Hígado células de Kupffer, monocitos
Pulmón macrófagos autorreplicativos, monocitos, mastocitos, células dendríticas
Sistema linfático macrófagos y monocitos móviles y estáticos; células dendríticas
Sistema nervioso microglía CD4+
Bazo macrófagos y monocitos móviles y estáticos; células sinusoidales
Timo macrófagos y monocitos móviles y estáticos
Piel células de Langerhans residentes, otras células dendríticas, macrófagos, mastocitos

Fisiología

Todos los fagocitos, y especialmente los macrófagos, pueden presentar diferentes grados de actividad. Dependiendo de la presencia o no de patógenos y demás inductores de la respuesta inmunitaria, los fagocitos sufren procesos de activación y de migración al foco de actividad.

Activación

 
Los fagocitos proceden de células madre presentes en la médula ósea. Este esquema muestra la relación entre una célula madre de este tipo y las células sanguíneas que puede producir (ocho diferentes).

Los macrófagos suelen permanecer relativamente inactivos en los tejidos y proliferan lentamente. En este estado de reposo parcial, eliminan células propias muertas y otros residuos no infecciosos, y raramente participan en la presentación de antígenos. Aun así, durante una infección reciben señales químicas (habitualmente interferón gamma) que incrementan la producción de moléculas de MHC de clase II y que los preparan por presentar antígenos. En este estado, los macrófagos son buenos presentadores de antígeno y eliminadores de patógenos. Aun así, si reciben una señal directamente de un invasor, se «hiperactivan», dejan de proliferar y aumenta su capacidad destructiva. Esto incluye un aumento de la velocidad fagocítica; de hecho, algunos crecen lo suficiente como para absorber protozoos invasores.[64]​

En la sangre, los neutrófilos son inactivos, pero fluyen a alta velocidad. Cuando reciben señales de macrófagos situados en un foco de infección, abandonan los vasos sanguíneos. Una vez dentro los tejidos, son activados por citoquinas y llegan al foco ya activados.[65]​

Migración

 
Los neutrófilos se desplazan desde los vasos sanguíneos al foco de infección.

Cuando se produce una infección, el organismo envía una señal química de socorro para atraerlos al lugar de infección[66]​ Estas señales químicas pueden incluir proteínas de bacterias, péptidos de producidos durante la coagulación, productos del complemento y citoquinas liberadas por los macrófagos sito al tejido cerca del lugar de infección.[4]​ Otro grupo de atrayentes químico son las citoquinas, que reclutan neutrófilos y monocitos de la sangre.[67]​

Para llegar al lugar de infección, los fagocitos abandonan la corriente sanguínea y penetran en los tejidos afectados. Las señales de la infección hacen que las células del endotelio (que tapiza la cara interna de los vasos sanguíneos) produzcan una proteína denominada selectina, a la cual se enganchan los neutrófilos para atravesar la pared. Otras señales denominadas vasodilatadores aflojan las uniones que conectan las células endoteliales, permitiendo que los fagocitos puedan pasar. La quimiotaxis es el proceso por el cual los fagocitos siguen el «rastro» de las citoquinas hasta el punto de infección.[4]​ Los neutrófilos atraviesan órganos cubiertos de células epiteliales hasta el punto de infección, y aun cuando es un componente importante del combate contra la infección, la migración en sí puede causar síntomas parecidos a los de la enfermedad.[68]​ Durante una infección, millones de neutrófilos son reclutados de la sangre, pero mueren tras unos días.[69]​

Tipos

Los fagocitos profesionales incluyen a los neutrófilos, monocitos, macrófagos, células dendríticas y mastocitos.[12]​

Monocitos

Artículo principal: Monocito
 
Monocitos (con núcleo celular lobulado) rodeados de eritrocitos.

Los monocitos se desarrollan en la médula ósea y maduran en la sangre. Cuando están maduros tienen un núcleo grande, liso y lobulado y un citoplasma abundante que contiene gránulos. Ingieren sustancias no propias o peligrosas y presentan antígenos a otras células del sistema inmunitario. Los monocitos se dividen en dos grupos funcionales: un grupo circulando y un grupo marginal que permanece en otros tejidos (aproximadamente el 70 % se encuentra al grupo marginal). La mayoría de monocitos abandona el flujo sanguíneo tras 20-40 horas para dirigirse a los tejidos y los órganos, y en el proceso se transforman en macrófagos[70]​ o células dendríticas, según las señales que reciban.[71]​ Hay unos 500 millones de monocitos en un litro de sangre humana.[7]​

Macrófagos

Artículo principal: Macrófagos

Los macrófagos maduros no viajan demasiado lejos, sino que vigilan las áreas del cuerpo que están expuestas al medio externo. Actúan como basureros, células presentadoras de antígeno o células asesinas, dependiendo de las señales que reciban.[72]​ Derivan de los monocitos, células madre granulocíticas, o simplemente de la división celular de macrófagos preexistentes.[73]​ Los macrófagos humanos tienen un diámetro de unos 21 micrómetros.[74]​

 
Pus de un absceso; este líquido es una mezcla de millones de fagocitos y bacterias.

Este tipo de fagocito no contiene gránulos sino que tiene muchos lisosomas. Los macrófagos se encuentran en cualquier parte del cuerpo, en casi todos los tejidos y órganos (como por ejemplo la microglía del cerebro y los macrófagos de los alvéolos pulmonares), donde permanecen a la espera. La localización de un macrófago puede determinar su medida y apariencia. Los macrófagos provocan inflamación mediante la producción de Interleucina-1, Interleucina-6 y TNF alfa.[75]​ Los macrófagos suelen encontrarse únicamente en los tejidos y raramente entran en el flujo sanguíneo. Se ha estimado la longevidad de los macrófagos tisulares oscila entre cuatro y quince días.[76]​

Los macrófagos pueden activarse para ejecutar funciones que un monocito en reposo no podría llevar a término.[75]​ Los linfocitos T colaboradores (también conocidos como linfocitos T efectores o linfocitos Th), un subgrupo de linfocitos, son los responsables de la activación de los macrófagos. Los linfocitos Th1 activan los macrófagos mediante la señalización con interferón gamma y presentando la proteína CD154.[77]​ Otras señales incluyen el TNF alfa y lipopolisacáridos bacterianos.[75]​ Los linfocitos Th1 pueden atraer otros fagocitos al lugar de infección de varias maneras. Segregan citoquinas que actúan sobre la médula ósea para estimular la producción de monocitos y neutrófilos, y producen algunas de las citoquinas encargadas de la salida de éstos de la corriente sanguínea.[78]​ Los linfocitos Th1 derivan de la diferenciación de linfocitos T CD4+ después de que hayan respondido al antígeno a los tejidos linfáticos secundarios.[75]​ Los macrófagos activados tienen un papel importante en la destrucción de tumores mediante la producción de TNF alfa, IFN gamma, óxido nítrico, compuestos reactivos del oxígeno, proteínas catiónicas y enzimas hidrolíticos.[75]​

Neutrófilos

Artículo principal: Neutrófilo
 
Un neutrófilo mostrando el núcleo multiforme (centro, rodeado de eritrocitos). En su citoplasma los gránulos son visibles gracias a la tinción de Giemsa.

Los neutrófilos suelen encontrarse en la sangre y son el tipo más abundante de fagocitos, representando un 50-60% del total de leucocitos en circulación.[79]​ Un litro de sangre humana contiene unos 5.000 millones de neutrófilos,[7]​ que tienen un diámetro de unos 10 micrómetros[80]​ y solo viven unos cinco días.[39]​ Una vez han recibido las señales apropiadas, tardan unos treinta minutos en abandonar la sangre y llegar al lugar de infección.[81]​ Son fagocitos muy efectivos y rápidamente absorben los invasores cubiertos de anticuerpos y elementos del complemento, así como células dañadas o residuos celulares. Los neutrófilos no vuelven a la sangre; mueren y pasan a formar parte del pus.[81]​ Los neutrófilos maduros son más pequeños que los monocitos, y tienen un núcleo multilobulado que, al microscopio, parece segmentado; no obstante, existe un solo núcleo, y cada parte está conectada mediante filamentos de cromatina; pueden tener entre dos y cinco segmentos. Los neutrófilos no suelen abandonar la médula ósea hasta que maduran, pero durante una infección en neonatos se liberan precursores de los neutrófilos denominados mielocitos y promielocitos.[82]​

Las propiedades proteolíticas y bactericidas de los gránulos intracelulares de los neutrófilos humanos son bien conocidas.[83]​ Los neutrófilos pueden secretar productos que estimulan a los monocitos y macrófagos. Estas secreciones de los gránulos neutrófilos aumentan la fagocitosis y la formación de compuestos reactivos del oxígeno implicados en la destrucción intracelular.[84]​ Las secreciones de los gránulos azurófilos estimulan la fagocitosis de bacterias recubiertas con el anticuerpo IgG.[85]​

Células dendríticas

Artículo principal: Célula dendrítica
 
Una célula dendrítica, que muestra, como su nombre indica, un aspecto estrellado y ramificado.

Las células dendríticas son células presentadoras de antígeno especializadas dotadas de unas largas ramificaciones denominadas «dendritas»,[86]​ que les ayudan a absorber microbios y otros invasores.[87]​[88]​ Las células dendríticas se encuentran en los tejidos que están en contacto con el medio externo; principalmente la piel, la mucosa nasal, los pulmones, el estómago y los intestinos.[89]​ Una vez activadas, maduran y migran a los tejidos linfoides, dónde interactúan con linfocitos T y linfocitos B para iniciar y coordinar la respuesta inmunitaria adaptativa.[90]​

Las células dendríticas maduras activan a los linfocitos T colaboradores y los linfocitos T citotóxicos.[91]​ Los linfocitos T colaboradores activados interactúan con los macrófagos y los linfocitos B para activarlos a su vez. Además, las células dendríticas pueden influir en el tipo de respuesta inmunitaria que se producirá; cuando se desplazan a las áreas linfoides donde se encuentran los linfocitos T, pueden activarlos, lo que redunda en su diferenciación en linfocitos T citotóxicos o linfocitos T colaboradores.[92]​

Mastocitos

Artículo principal: Mastocito

Los mastocitos o células cebadas tienen receptores de tipo Toll e interactúan con las células dendríticas, los linfocitos B y los linfocitos T para ayudar a intermediar las funciones inmunitarias adaptativas. Expresan moléculas de MHC de clase II[cita requerida]y pueden participar en la presentación de antígeno[cita requerida]; aun así, su papel no está demasiado bien comprendido, aunque se sugiere su implicación en procesos alérgicos.[93]​ Los mastocitos pueden fagocitar y destruir bacterias Gram negativas (como Salmonella) y procesar sus antígenos.[94]​ Se especializan en procesar las proteínas de las fimbrias de la superficie bacteriana, que están implicadas en la adhesión a tejidos.[95]​[96]​Además de estas funciones, los mastocitos producen citoquinas que inducen la respuesta inflamatoria.[97]​ Se trata de una parte vital de la destrucción de microbios, puesto que reclutan a nuevos fagocitos.[94]​

Fagocitos no profesionales

Las células dañadas y los elementos no propios también son fagocitados por células que no son fagocitos «profesionales».[98]​Entre estas células destacan las células epiteliales, las endoteliales, los fibroblastos, la microglía y las células del mesénquima. Se las denomina, por tanto, «no profesionales», puesto que su papel fundamental no es la fagocitosis.[99]​ Los fibroblastos, por ejemplo, solo efectúan intentos ineficaces de fagocitosis de elementos no propios.[100]​

Los fagocitos no profesionales están más limitados que los profesionales en cuanto al tipo de partículas que pueden tratar. Esto se debe a su carencia de receptores fagocíticos eficientes, especialmente opsoninas, que reconocen a anticuerpos y elementos del complemento unidos a patógenos.[13]​ Además, la mayoría de fagocitos no profesionales no producen moléculas reactivas de oxígeno en respuesta a la fagocitosis.[101]​

Tipos y localización de los fagocitos no profesionales[63]​
Localización Fenotipos
Sangre, linfa y nódulos linfáticos linfocitos
Sangre, linfa y nódulos linfáticos células NK y linfocitos granulocitos grandes
Piel células epiteliales
Vasos sanguíneos células del endotelio
Tejido conectivo fibroblastos
Sangre eritrocitos

Evasión y resistencia de patógenos

 
Cocos de Staphylococcus aureus. La presencia de cápsulas extracelulares posibilita a las bacterias evadir los sistemas de reconocimiento de lo no propio.

Un patógeno solo puede sobrevivir dentro del organismo al que infecta si soslaya la función del sistema inmune. Las bacterias y protozoos patógenos han desarrollado una serie de métodos de resistir el ataque de los fagocitos, y de hecho muchos pueden sobrevivir y replicarse al interior de células fagocíticas.[102]​[103]​

Evitación del contacto

Una de las maneras que permiten al patógeno evadir la respuesta fagocítica consiste en crecer en lugares en donde no puedan llegar los fagocitos (como por ejemplo la superficie de la piel no rota). Otra estrategia es suprimir la respuesta inflamatoria; sin ella, los fagocitos no pueden responder de manera adecuada. Por otra parte, algunas especies de bacterias pueden interferir en la quimiotaxis de los fagocitos, impidiendo que se recluten en el foco de infección.[102]​ Finalmente, algunas bacterias pueden evitar el contacto con los fagocitos, engañando el sistema inmunitario para que no sea capaz de discernir que se trata de un elemento externo al organismo. Treponema pallidum (la bacteria causante de la sífilis) se esconde de los fagocitos cubriéndose de fibronectina,[104]​ que es producida de forma natural por el cuerpo y resulta esencial durante el proceso de cicatrización.[105]​

Evitación de la absorción

Las bacterias a menudo producen proteínas o glúcidos que las recubren y que interfieren con la fagocitosis; es la denominada cápsula bacteriana,[102]​ como por ejemplo el antígeno K y el antígeno O 075 presentes a la superficie de Escherichia coli,[106]​ así como las cápsulas de exopolisacáridos de Staphylococcus epidermidis.[107]​ Los neumococos producen varios tipos de cápsula que les proporcionan diferentes grados de protección,[108]​ y los estreptococos del grupo A de Lansfield producen proteínas como por ejemplo la proteína M o proteínas de las fimbrias para impedir la absorción. Algunas proteínas obstaculizan la fagocitosis mediada por opsoninas; Staphylococcus aureus produce proteína A para bloquear receptores de anticuerpos, hecho que reduce la eficacia de las opsoninas.[109]​

Supervivencia intracelular

 
Rickettsia, un tipo de bacteria patógena, puede sobrevivir a la fagocitosis. En la imagen se aprecian dos células con multitud de bacterias en su interior.

Algunas bacterias han desarrollado estrategias de supervivencia frente al proceso de fagocitosis, permaneciendo vivas en el interior de las células fagocíticas y por tanto evitando otros ataques procedentes del sistema inmunitario.[110]​ Para penetrar sin peligro al interior del fagocito, expresan proteínas denominadas «invasinas». Una vez dentro de la célula, permanecen en el citoplasma y evitan los productos tóxicos que contienen los fagolisosomas.[111]​ Algunas bacterias evitan que se fusionen un fagosoma y un lisosoma para formar el fagolisosoma.[102]​ Otros patógenos, como por ejemplo Leishmania, crean una vacuola altamente modificada dentro del fagocito que les ayuda a persistir y replicarse.[112]​ Legionella pneumophila produce secreciones que hacen que el fagosoma se fusione con vesículas que no son las que contienen sustancias tóxicas.[113]​ Otras bacterias son capaces de vivir dentro el fagolisosoma. Staphylococcus aureus, por ejemplo, produce las enzimas catalasa y superóxido dismutasa, que descomponen el peróxido de hidrógeno liberado por los fagocitos para matar a las bacterias.[114]​ Las bacterias pueden huir del fagosoma antes de que se forme el fagolisosoma: Listeria monocytogenes puede crear un agujero en la pared del fagosoma utilizando una enzima denominada listeriolisina O y fosfolipasa C.[115]​

Destrucción del fagocito

Las bacterias han desarrollado varias maneras de matar fagocitos.[109]​ Son ejemplos las citolisinas, que forman poros en la membrana celular del fagocito; las estreptolisinas y leucocidinas, que hacen que los gránulos de los neutrófilos se rompan y liberen sustancias tóxicas,[116]​[117]​y las exotoxinas, que reducen el suministro de ATP del fagocito, que lo consume durante la fagocitosis. Cuando una bacteria ha sido ingerida, puede destruir al fagocito mediante la liberación de toxinas que se mueven por el fagosoma o la membrana fagolisosómica para atacar otras partes de la célula.[102]​

Alteración de la señalización celular

 
Células de Leishmania tropica en un macrófago.

Algunas estrategias de supervivencia a menudo implican la alteración de la ruta de las citoquinas u otras vías de señalización celular para evitar que los fagocitos respondan a la invasión.[118]​Los protozoos parásitos de Toxoplasma gondii, Trypanosoma cruzi y Leishmania infectan macrófagos, y cada uno de ellos tiene su manera de vencerlos. Algunas especies de Leishmania alteran la señalización del macrófago infectado, impiden la producción de citoquinas y moléculas microbicidas (óxido nítrico y especies reactivas del oxígeno) y comprometen la presentación de antígeno.[119]​

Daños al hospedador

Los macrófagos o los neutrófilos, en particular, tienen un papel esencial en el proceso inflamatorio, liberando proteínas y mediadores de bajo peso molecular que controlan las infecciones pero también pueden dañar tejidos del hospedador. En general, los fagocitos intentan destruir a los patógenos absorbiéndolos y sometiéndolos a una batería de sustancias tóxicas dentro del fagolisosoma. Si un fagocito no consigue absorber su objetivo, estos agentes tóxicos pueden ser liberados al medio (una acción conocida como «fagocitosis frustrada»). Como estos agentes también son tóxicos para las células huésped, pueden causar graves daños a células y tejidos sanos.[20]​

Cuando los neutrófilos liberan el contenido de sus gránulos (compuestos reactivos del oxígeno y proteasas) en el riñón, el contenido degrada la matriz extracelular de sus células y puede causar daños a las células del glomérulo, afectando a la capacidad de filtrar la sangre. Además, los productos de las fosfolipasas (como los leucotrienos) agravan los daños. Esta liberación de sustancias promueve la quimiotaxis de más neutrófilos al lugar de infección y las células glomerulares pueden ser dañadas aún más por las moléculas de adhesión durante la migración de los neutrófilos. Los daños causados a las células glomerulares pueden provocar fallo renal.[120]​

Los neutrófilos también tienen un papel clave en el desarrollo de la mayoría de formas de lesión pulmonar aguda.[121]​ En este caso, los neutrófilos activados liberan el contenido de sus gránulos tóxicos al interior del pulmón. No obstante, el tratamiento mediante una reducción del número de neutrófilos disminuye los efectos de la lesión pulmonar aguda, pero no es un método eficaz dado que aumenta su susceptibilidad a las infecciones.[122]​ Los daños de los neutrófilos pueden contribuir a disfunciones y lesiones hepáticas en respuesta a la liberación de endotoxinas producidas por bacterias, sepsis, trauma, hepatitis alcohólica, isquemia y choque hipovolémico causado por hemorragia aguda.[123]​

Las sustancias liberadas por los macrófagos también pueden dañar tejidos del huésped. El TNF-α es una sustancia liberada por los macrófagos que hace que la sangre de los vasos sanguíneos pequeños coagule para evitar que se extienda una infección.[124]​ Aun así, si una infección bacteriana se extiende a través de la sangre, se libera TNF-α a los órganos vitales, hecho que puede provocar vasodilatación y una reducción del volumen de plasma; a su vez, esto puede conducir a un choque séptico. Durante un choque séptico, la liberación de TNF-α causa un bloqueo de los pequeños vasos que suministran sangre a los órganos vitales, y los órganos pueden fallar. El choque séptico puede conducir a la muerte.[15]​

Origen evolutivo

La fagocitosis es un proceso común en Biología y probablemente apareció en un momento temprano del evolución,[125]​ surgiendo por vez primera en eucariotas unicelulares.[126]​ Las amebas son protistas unicelulares que se separaron del árbol que conduce a los metazoos poco después de la divergencia con las plantas, pero comparten muchas funciones específicas con los fagocitos de mamíferos.[126]​ Dictyostelium discoideum, por ejemplo, es una ameba que vive en el suelo y se alimenta de bacterias. Como los fagocitos animales, absorbe bacterias mediante fagocitosis, principalmente mediante receptores de tipo Toll, y tiene otras funciones biológicas que también se dan en los macrófagos.[127]​ D. discoideum es social y, cuando le carece alimento, forma agregaciones multicelulares. Este organismo produce finalmente una fructificación con esporas que son resistentes a las amenazas ambientales. Antes de la formación de las estructuras, las células pueden migrar como organismos parecidos a una babosa durante unos días. Durante este tiempo, la exposición a toxinas o patógenos bacterianos puede comprometer la supervivencia de las amebas, limitando la producción de esporas. Algunas de las amebas absorben bacterias y toxinas mientras circulan dentro de la estructura multicelular, y finalmente mueren. Son genéticamente idénticas a las otras amebas, y su sacrificio para proteger las otras de las bacterias es parecido al sacrificio de células fagocíticas en el sistema inmune de vertebrados. Esta función inmunitaria innata en las amebas sociales sugiere que un mecanismo de alimentación celular muy antiguo podría haber sido adaptado con fines defensivos mucho antes de la diversificación de los animales.[128]​ Aun así, no se ha demostrado una descendencia común con la de los fagocitos de mamíferos. Los fagocitos existen en muchísimos animales,[5]​ desde las esponjas marinas hasta los vertebrados inferiores y superiores, pasando por los insectos.[129]​[130]​ La capacidad de las amebas de distinguir entre lo propio y lo ajeno es una capacidad esencial que se encuentra en la base del sistema inmunitario de muchas especies.[10]​

Véase también

Citas

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Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Fagocito.
  • Phagocytes in National Library of Medicine - Medical Subject Headings (en inglés)
  •   Datos: Q107647
  •   Multimedia: Phagocytes

Agosto 31, 2021
fagocito, fagocitos, células, fagocíticas, células, presentes, sangre, otros, tejidos, animales, capaces, captar, microorganismos, restos, celulares, general, toda, clase, partículas, inútiles, nocivas, para, organismo, introducirlos, interior, eliminarlos, pr. Los fagocitos o celulas fagociticas 1 son celulas presentes en la sangre y otros tejidos animales capaces de captar microorganismos y restos celulares en general toda clase de particulas inutiles o nocivas para el organismo e introducirlos en su interior con el fin de eliminarlos en un proceso conocido como fagocitosis Su nombre procede del griego phagein fagein comer y cito sufijo utilizado con el significado de celula procedente del termino kutos kytos cavidad urna 2 3 Existen muchos tipos de celulas capaces de efectuar la fagocitosis las celulas del sistema inmune que la realizan son de vital importancia en la defensa del organismo contra las infecciones 4 Estan presentes en todos los animales 5 y se encuentran muy desarrollados en los vertebrados 6 Un litro de sangre humana contiene alrededor de seis mil millones de estas celulas 7 Fueron descubiertos en 1882 en larvas de estrellas de mar por Ilia Ilich Mechnikov 8 Debido a este trabajo Mechnikov fue galardonado con el Premio Nobel en Fisiologia o Medicina en 1908 9 Tambien se encuentran presentes en especies no animales de hecho algunas amebas poseen un comportamiento similar a los macrofagos un tipo de fagocitos lo que sugiere que aparecieron en una fase temprana de la evolucion 10 Micrografia obtenida mediante microscopia electronica de barrido de un neutrofilo fagocitando una bacteria productora del carbunco Bacillus anthracis en naranja Se observa la forma bacilar a medio digerir dentro del fagocito de la izquierda en amarillo En sentido generico suele llamarse fagocitos a las celulas del sistema inmune con capacidad fagocitica como los macrofagos Siendo mas precisos no todos los fagocitos son globulos blancos o celulas inmunitarias en humanos y otros animales se clasifican en profesionales y no profesionales dependiendo de su efectividad y de si poseen funciones distintas a la fagocitosis 11 Los fagocitos profesionales incluyen a los neutrofilos monocitos macrofagos celulas dendriticas y mastocitos cita requerida los fagocitos no profesionales incluyen elementos muy numerosos en el cuerpo humano y distintos a los leucocitos como las celulas epiteliales endoteliales fibroblastos microglia y celulas del mesenquima 12 La diferencia fundamental entre los dos tipos es que los profesionales poseen receptores celulares en su superficie que son capaces de distinguir entre sustancias propias y ajenas al cuerpo 13 Esta especificidad es la base del reconocimiento de lo propio frente a lo ajeno y sustenta la defensa contra las infecciones mediada por el sistema inmune y el remodelado de los tejidos sanos retirando las celulas muertas o no funcionales 14 Durante las infecciones los fagocitos profesionales son atraidos a la zona invadida por patogenos mediante senales quimicas procedentes de las bacterias o de otros fagocitos que se encuentran presentes previamente La atraccion denominada quimiotaxis se debe a que los receptores celulares presentes en la superficie del fagocito unen ciertas sustancias de los patogenos lo que les permite reconocerlos y fagocitarlos 15 Algunos fagocitos destruyen a los patogenos mediante especies reactivas del oxigeno y oxido nitrico 16 Tras la fagocitosis los macrofagos y las celulas dendriticas son capaces de participar en la presentacion de antigeno la manipulacion de parte de las particulas que han fagocitado a fin de exponerlas en su superficie para que otras celulas del sistema inmune las reconozcan y se activen Estas partes son presentadas a otras celulas inmunes algunos de estos macrofagos y celulas dendriticas se desplazan a un nodulo linfatico para efectuar la presentacion a un elevado numero de celulas Este proceso es de vital importancia para generar inmunidad 17 No obstante algunos patogenos han desarrollado estrategias para evadir esta respuesta 4 Indice 1 Historia 2 Fagocitosis 3 Modos de accion 3 1 Mecanismo intracelular dependiente de oxigeno 3 2 Mecanismo intracelular independiente de oxigeno 3 3 Mecanismo extracelular 3 4 Mecanismo contra virus 4 Rol en la apoptosis 5 Interaccion con otras celulas 5 1 Presentacion de antigeno 5 2 Tolerancia inmunitaria 6 Fagocitos profesionales 6 1 Fisiologia 6 1 1 Activacion 6 1 2 Migracion 6 2 Tipos 6 2 1 Monocitos 6 2 2 Macrofagos 6 2 3 Neutrofilos 6 2 4 Celulas dendriticas 6 2 5 Mastocitos 7 Fagocitos no profesionales 8 Evasion y resistencia de patogenos 8 1 Evitacion del contacto 8 2 Evitacion de la absorcion 8 3 Supervivencia intracelular 8 4 Destruccion del fagocito 8 5 Alteracion de la senalizacion celular 9 Danos al hospedador 10 Origen evolutivo 11 Vease tambien 12 Citas 13 Bibliografia 13 1 Bibliografia en ingles 14 Enlaces externosHistoria EditarEl zoologo ruso Ilia Ilich Mechnikov 1845 1916 describio por primera vez que unas celulas especializadas estaban implicadas en la defensa contra infecciones microbianas En 1882 estudiaba celulas motiles de movimiento libre en las larvas de estrellas de mar con la sospecha de que intervenian en la inmunidad celular A fin de probar su hipotesis inserto espinas de mandarino a las larvas Tras unas horas observo que las celulas motiles habian rodeado las puas 18 Mechnikov viajo a Viena y compartio sus resultados con Carl Friedrich Claus quien sugirio el nombre fagocito para estas celulas 19 Un ano mas tarde Mechnikov estudio un crustaceo de agua dulce denominado Daphnia un minusculo animal transparente que se podia examinar directamente al microscopio Descubrio que las esporas fungicas que atacaban al animal eran destruidas por los fagocitos Continuo sus observaciones con los leucocitos de los mamiferos y descubrio que la bacteria Bacillus anthracis podia ser absorbida y destruida por estas celulas en un proceso que bautizo como fagocitosis 20 Propuso asi que los fagocitos servian para la defensa contra organismos invasores En 1903 Almroth Wright descubrio que la fagocitosis era reforzada por anticuerpos especificos que denomino opsoninas del griego opson condimento 21 Mechnikov fue galardonado junto con Paul Ehrlich con el Premio Nobel de Fisiologia o Medicina en 1908 por sus trabajos sobre los fagocitos y la fagocitosis 9 Aun cuando la importancia de estos descubrimientos fue aceptada a principios del siglo XX las complicadas relaciones entre los fagocitos y el resto de componentes del sistema inmunitario no serian conocidas hasta la decada de 1980 22 Fagocitosis EditarArticulo principal Fagocitosis Proceso de fagocitosis 1 La ausencia de ligando en los receptores fagociticos no desencadena la fagocitosis 2 La union de dicho ligando conduce a la asociacion de varios receptores 3 Se desencadena la fagocitosis y la particula es incluida en el fagocito La fagocitosis es el proceso de captura de particulas en el interior de una celula ya sean bacterias parasitos celulas apoptoticas en definitiva toda clase de particula extrana 23 Involucra a varios procesos moleculares 24 Se produce cuando estos elementos se unen a receptores de la superficie del fagocito cambiando su estructura tridimensional e induciendo la inclusion de la particula en el interior de la celula En el caso de los neutrofilos humanos la fagocitosis de bacterias se produce por termino medio en nueve minutos 25 Cada celula fagocitica posee un compartimento celular denominado fagosoma en el que se almacena la particula a eliminar cuyo destino celular es la fusion con un lisosoma o granulo para formar un fagolisosoma en el caso de los neutrofilos humanos la fusion sucede en un minuto El organulo generado posee una bateria de metodos enzimaticos que produce casi en todos los casos la muerte del elemento fagocitado en cuestion de minutos 25 Las celulas dendriticas y los macrofagos no son tan efectivos como los neutrofilos y pueden prolongar el proceso hasta varias horas Los macrofagos son lentos y frecuentemente expulsan el material a medio digerir al medio circundante esta emision atrae recluta a mas fagocitos 26 Los elementos fagocitados son muy diversos algunas tecnicas cientificas consisten en la induccion de fagocitosis de incluso limaduras de hierro de esta manera y empleando un iman es posible separar los fagocitos activos del resto de celulas y otros materiales 27 Los macrofagos poseen receptores que favorecen la fagocitosis En la figura se muestra un macrofago como un circulo solido en cuya superficie se encuentra un receptor figura con forma de Y que interacciona con una bacteria representada con un rectangulo Cada fagocito posee varios tipos de receptores en su superficie que reconocen las particulas a fagocitar y que desencadenan el proceso de fagocitosis 4 Entre ellos se encuentran las opsoninas receptores tipo Scavenger y receptores de tipo Toll TLRs Las opsoninas activan la fagocitosis de bacterias recubiertas de Ig G o mediante proteinas del complemento las cuales se activan mediante una cascada enzimatica que favorecen la destruccion de elementos extranos en la sangre 28 Los receptores tipo Scavenger reconocen una gran diversidad de moleculas de la superficie bacteriana Los receptores de tipo Toll inducen la respuesta inflamatoria ademas de la fagocitosis su nombre deriva de los receptores tipo Toll de Drosophila melanogaster con quienes guardan cierta homologia 4 Modos de accion Editar Diagrama simplificado de la fagocitosis y destruccion de una celula bacteriana La funcion de los fagocitos es destruir microbios o celulas danadas 29 el proceso puede realizarse intra o extracelularmente Mecanismo intracelular dependiente de oxigeno Editar Cuando un fagocito actua sobre un cuerpo extrano como una bacteria su consumo de oxigeno aumenta El incremento en consumo de oxigeno recibe el nombre de estallido oxidativo y produce especies reactivas del oxigeno con efectos antimicrobianos 30 Los compuestos de oxigeno son toxicos tanto para el patogeno como para la propia celula por lo cual se retienen en compartimentos intracelulares Este metodo de destruir microbios invasores mediante el uso de moleculas portadoras de especies reactivas de oxigeno recibe el nombre de destruccion intracelular dependiente de oxigeno Este mecanismo se clasifica en dos tipos 16 El primer tipo es la produccion dependiente de oxigeno en concreto del radical superoxido 4 que es una sustancia bactericida rica en oxigeno 31 El superoxido es transformado en presencia de peroxido de hidrogeno en oxigeno singlete mediante una reaccion catalizada por la enzima denominada superoxido dismutasa Los radicales superoxido tambien reaccionan con radicales hidroxilo que contribuyen a la destruccion del microbio invasor 4 El segundo tipo implica el uso de la enzima mieloperoxidasa presente en los granulos de los neutrofilos 32 Cuando los granulos se fusionan con un fagosoma se libera mieloperoxidasa al fagolisosoma y esta enzima utiliza peroxido de hidrogeno y cloro para generar hipoclorito la lejia domestica es hipoclorito sodico diluido El hipoclorito es extremadamente toxico para las bacterias 4 La mieloperoxidasa contiene un pigmento hemo que hace que las secreciones ricas en neutrofilos como el pus y los esputos infectados sean de color verde 33 El proceso parece estar controlado por una proteina de la membrana mitocondrial la UCP2 cuya mision es desacoplar la fosforilacion oxidativa al consumo de oxigeno bajando de esa forma el potencial de membrana y favoreciendo las rutas inversas de esta ruta metabolica situacion que se sabe que favorece la produccion de radicales libres de oxigeno Se ha visto que al menos cuando los fagocitos consumen activamente celulas apoptoticas esta proteina esta sobrerregulada 34 Mecanismo intracelular independiente de oxigeno Editar Micrografia de pus tenido con una tincion de Gram mostrando gonococos dentro de un fagocito y la diferencia de tamanos Los fagocitos tambien pueden matar microbios mediante cuatro metodos independientes de oxigeno pero de forma mas ineficiente El primero utiliza proteinas con carga electrica que danan la membrana bacteriana El segundo utiliza lisozimas estas enzimas destruyen la pared celular bacteriana El tercero utiliza lactoferrinas presentes en los granulos de los neutrofilos que extraen el hierro del medio metal que es esencial para las bacterias 35 El cuarto tipo utiliza proteasas y enzimas hidroliticas que actuan digiriendo las proteinas de bacterias destruidas 36 Mecanismo extracelular Editar El interferon gamma antiguamente denominado factor activador de macrofagos es un promotor de la produccion de oxido nitrico por parte de los macrofagos La fuente de la sustancia puede ser linfocitos T CD4 linfocitos T CD8 celulas NK linfocitos B linfocitos TNK monocitos macrofagos o celulas dendriticas 37 El oxido nitrico es liberado por el macrofago y debido a su toxicidad mata a los microbios situados cerca del macrofago 4 Los macrofagos activados producen y secretan factores de necrosis tumoral Esta citoquina un tipo de molecula senalizadora 38 mata las celulas tumorales y a las infectadas por virus y ayuda a activar al resto de celulas del sistema inmunitario 39 En algunas enfermedades como por ejemplo la rara enfermedad granulomatosa cronica la eficiencia de los fagocitos queda afectada y las infecciones bacterianas recurrentes se convierten en un problema 40 En esta enfermedad hay una anomalia que afecta diferentes elementos de la destruccion dependiente de oxigeno Otros defectos congenitos raros como por ejemplo el sindrome de Chediak Higashi tambien estan asociados con una destruccion defectuosa de los microbios fagocitados 41 Mecanismo contra virus Editar Los virus solo pueden reproducirse en el interior de las celulas y acceden a ellas utilizando muchos de los receptores implicados en la inmunidad Una vez en su interior utilizan la maquinaria biologica de la celula para sus propios fines obligandola a crear centenares de copias identicas de ellos mismos Aun cuando los fagocitos y otros componentes del sistema inmunitario innato pueden controlar los virus hasta un cierto punto una vez que han penetrado dentro de una celula la respuesta inmunitaria adaptativa y mas concretamente los linfocitos son mas importantes en la defensa 42 En los lugares de infeccion virica los linfocitos a menudo son mucho mas numerosos que el resto de celulas inmunitarias asi sucede en la meningitis virica 43 Los fagocitos eliminan a las celulas infectadas por virus 44 Rol en la apoptosis EditarArticulo principal Apoptosis Fagocitos eliminando los fragmentos de celulas apoptoticas En los seres vivos se produce una muerte continua de celulas que se reemplazan por otras El equilibrio entre la division celular y la muerte celular hace que el numero de celulas permanezca relativamente constante en los adultos 14 Las celulas pueden morir de dos maneras diferentes por necrosis o por apoptosis A diferencia de la necrosis que a menudo es el resultado de enfermedad o trauma la apoptosis o muerte celular programada es una funcion normal de las celulas El cuerpo debe deshacerse de millones de celulas muertas o moribundas cada dia y los fagocitos tienen un papel crucial en este proceso eliminando sus restos 45 Las celulas moribundas que se encuentran en la fase final de la apoptosis 46 presentan moleculas en su superficie que atraen a los fagocitos como por ejemplo la fosfatidilserina 47 La fosfatidilserina se encuentra normalmente en la superficie citosolica de la membrana plasmatica pero durante la apoptosis realiza un movimiento que la situa en la cara externa este proceso esta catalizado por una proteina hipotetica denominada escramblasa 48 Estos lipidos senalizan la celula como diana para las celulas dotadas de los receptores apropiados como por ejemplo los macrofagos 49 La eliminacion de celulas moribundas mediante los fagocitos se produce de manera ordenada sin provocar una respuesta inflamatoria y es por tanto una de las funciones clave de estas celulas 50 Interaccion con otras celulas EditarLos fagocitos no se encuentran en un organo en concreto sino que se mueven por el cuerpo interaccionando con otras celulas fagocitos o no del sistema inmunitario Pueden comunicarse con otras celulas produciendo sustancias quimicas denominadas citoquinas que atraen a otros fagocitos al lugar de infeccion o estimulan a los linfocitos no activados 51 Los fagocitos forman parte del sistema inmunitario innato de todos los animales incluyendo los humanos La inmunidad innata es muy eficiente pero no especifica puesto que no discrimina entre los diferentes tipos de invasores 52 El sistema inmunitario adaptativo depende de los linfocitos que no son fagocitos pero que producen proteinas protectoras denominadas anticuerpos que marcan a los invasores para ser destruidos y evitan que los virus infecten celulas 53 Los fagocitos y en concreto las celulas dendriticas y los macrofagos estimulan la produccion de los anticuerpos por parte de los linfocitos mediante un proceso denominado presentacion de antigeno 54 Presentacion de antigeno Editar Articulo principal Presentacion de antigeno Esquema de la presentacion de peptidos mediada por el MHC I La presentacion de antigeno es un proceso en el cual algunos fagocitos redirigen partes del material fagocitado a su superficie celular y lo presentan a otras celulas del sistema inmunitario 55 Existen dos celulas presentadoras de antigeno profesionales los macrofagos y las celulas dendriticas 56 Tras su inclusion en el fagocito las proteinas no propias los antigenos son degradados en peptidos en el interior de las celulas dendriticas y los macrofagos Estos peptidos se unen a las glicoproteinas del complejo mayor de histocompatibilidad MHC de la celula que los exponen en la superficie de los fagocitos donde pueden ser presentados a los linfocitos 17 Los macrofagos maduros no se alejan demasiado del lugar de infeccion pero las celulas dendriticas pueden llegar a los nodulos linfaticos donde hay millones de linfocitos 57 Esto mejora la inmunidad puesto que los linfocitos responden alli a los antigenos presentados por las celulas dendriticas igual que lo harian en el lugar de la infeccion original 58 Aun asi las celulas dendriticas no colaboran siempre con los linfocitos y pueden destruirlos si es necesario para proteger el cuerpo Esto ocurre en un proceso denominado tolerancia 59 Tolerancia inmunitaria Editar Articulo principal Tolerancia inmunologica Las celulas dendriticas tambien promueven la tolerancia inmunitaria 60 que impide que el cuerpo se ataque a si mismo El primer tipo de tolerancia es la tolerancia central cuando los linfocitos T abandonan el timo por primera vez las celulas dendriticas destruyen los linfocitos T portadores de antigenos que podrian hacer que el sistema inmunitario se danara a si mismo esto es que confundiera lo propio con lo ajeno El segundo tipo de tolerancia inmunitaria es la tolerancia periferica Algunos linfocitos T portadores de antigenos que hacen que ataquen moleculas propias esquivan el primer proceso de tolerancia algunos linfocitos T desarrollan antigenos que atacan a lo propio mas adelante y algunos antigenos que atacan a lo propio no se encuentran al timo por esta razon las celulas dendriticas limitan la actividad de los linfocitos T que atacan lo propio en el exterior del timo esto se hace o bien destruyendolos o bien buscando la ayuda de linfocitos T reguladores para desactivar las actividades de los linfocitos T perniciosos 61 Cuando la tolerancia inmunitaria falla pueden aparecer enfermedades autoinmunes 62 Por otro lado una tolerancia excesiva permite que ciertas infecciones como en algunos casos de infeccion por HIV pasen desapercibidas 61 Fagocitos profesionales EditarLos fagocitos de los humanos y del resto de vertebrados mandibulados se dividen en grupos profesionales y no profesionales segun la eficiencia de fagocitosis 11 Los fagocitos profesionales son los monocitos los macrofagos los neutrofilos las celulas dendriticas de los tejidos y los mastocitos 12 Un litro de sangre humana contiene unos 6 000 millones de fagocitos 7 Distribucion de los fagocitos profesionales 63 Situacion mayoritaria FenotiposSangre neutrofilos monocitosMedula osea macrofagos monocitos celulas sinusoidalesTejido oseo osteoclastosIntestino y placas de Peyer macrofagosTejido conectivo histiocitos macrofagos monocitos celulas dendriticasHigado celulas de Kupffer monocitosPulmon macrofagos autorreplicativos monocitos mastocitos celulas dendriticasSistema linfatico macrofagos y monocitos moviles y estaticos celulas dendriticasSistema nervioso microglia CD4 Bazo macrofagos y monocitos moviles y estaticos celulas sinusoidalesTimo macrofagos y monocitos moviles y estaticosPiel celulas de Langerhans residentes otras celulas dendriticas macrofagos mastocitosFisiologia Editar Todos los fagocitos y especialmente los macrofagos pueden presentar diferentes grados de actividad Dependiendo de la presencia o no de patogenos y demas inductores de la respuesta inmunitaria los fagocitos sufren procesos de activacion y de migracion al foco de actividad Activacion Editar Los fagocitos proceden de celulas madre presentes en la medula osea Este esquema muestra la relacion entre una celula madre de este tipo y las celulas sanguineas que puede producir ocho diferentes Los macrofagos suelen permanecer relativamente inactivos en los tejidos y proliferan lentamente En este estado de reposo parcial eliminan celulas propias muertas y otros residuos no infecciosos y raramente participan en la presentacion de antigenos Aun asi durante una infeccion reciben senales quimicas habitualmente interferon gamma que incrementan la produccion de moleculas de MHC de clase II y que los preparan por presentar antigenos En este estado los macrofagos son buenos presentadores de antigeno y eliminadores de patogenos Aun asi si reciben una senal directamente de un invasor se hiperactivan dejan de proliferar y aumenta su capacidad destructiva Esto incluye un aumento de la velocidad fagocitica de hecho algunos crecen lo suficiente como para absorber protozoos invasores 64 En la sangre los neutrofilos son inactivos pero fluyen a alta velocidad Cuando reciben senales de macrofagos situados en un foco de infeccion abandonan los vasos sanguineos Una vez dentro los tejidos son activados por citoquinas y llegan al foco ya activados 65 Migracion Editar Los neutrofilos se desplazan desde los vasos sanguineos al foco de infeccion Cuando se produce una infeccion el organismo envia una senal quimica de socorro para atraerlos al lugar de infeccion 66 Estas senales quimicas pueden incluir proteinas de bacterias peptidos de producidos durante la coagulacion productos del complemento y citoquinas liberadas por los macrofagos sito al tejido cerca del lugar de infeccion 4 Otro grupo de atrayentes quimico son las citoquinas que reclutan neutrofilos y monocitos de la sangre 67 Para llegar al lugar de infeccion los fagocitos abandonan la corriente sanguinea y penetran en los tejidos afectados Las senales de la infeccion hacen que las celulas del endotelio que tapiza la cara interna de los vasos sanguineos produzcan una proteina denominada selectina a la cual se enganchan los neutrofilos para atravesar la pared Otras senales denominadas vasodilatadores aflojan las uniones que conectan las celulas endoteliales permitiendo que los fagocitos puedan pasar La quimiotaxis es el proceso por el cual los fagocitos siguen el rastro de las citoquinas hasta el punto de infeccion 4 Los neutrofilos atraviesan organos cubiertos de celulas epiteliales hasta el punto de infeccion y aun cuando es un componente importante del combate contra la infeccion la migracion en si puede causar sintomas parecidos a los de la enfermedad 68 Durante una infeccion millones de neutrofilos son reclutados de la sangre pero mueren tras unos dias 69 Tipos Editar Los fagocitos profesionales incluyen a los neutrofilos monocitos macrofagos celulas dendriticas y mastocitos 12 Monocitos Editar Articulo principal Monocito Monocitos con nucleo celular lobulado rodeados de eritrocitos Los monocitos se desarrollan en la medula osea y maduran en la sangre Cuando estan maduros tienen un nucleo grande liso y lobulado y un citoplasma abundante que contiene granulos Ingieren sustancias no propias o peligrosas y presentan antigenos a otras celulas del sistema inmunitario Los monocitos se dividen en dos grupos funcionales un grupo circulando y un grupo marginal que permanece en otros tejidos aproximadamente el 70 se encuentra al grupo marginal La mayoria de monocitos abandona el flujo sanguineo tras 20 40 horas para dirigirse a los tejidos y los organos y en el proceso se transforman en macrofagos 70 o celulas dendriticas segun las senales que reciban 71 Hay unos 500 millones de monocitos en un litro de sangre humana 7 Macrofagos Editar Articulo principal Macrofagos Los macrofagos maduros no viajan demasiado lejos sino que vigilan las areas del cuerpo que estan expuestas al medio externo Actuan como basureros celulas presentadoras de antigeno o celulas asesinas dependiendo de las senales que reciban 72 Derivan de los monocitos celulas madre granulociticas o simplemente de la division celular de macrofagos preexistentes 73 Los macrofagos humanos tienen un diametro de unos 21 micrometros 74 Pus de un absceso este liquido es una mezcla de millones de fagocitos y bacterias Este tipo de fagocito no contiene granulos sino que tiene muchos lisosomas Los macrofagos se encuentran en cualquier parte del cuerpo en casi todos los tejidos y organos como por ejemplo la microglia del cerebro y los macrofagos de los alveolos pulmonares donde permanecen a la espera La localizacion de un macrofago puede determinar su medida y apariencia Los macrofagos provocan inflamacion mediante la produccion de Interleucina 1 Interleucina 6 y TNF alfa 75 Los macrofagos suelen encontrarse unicamente en los tejidos y raramente entran en el flujo sanguineo Se ha estimado la longevidad de los macrofagos tisulares oscila entre cuatro y quince dias 76 Los macrofagos pueden activarse para ejecutar funciones que un monocito en reposo no podria llevar a termino 75 Los linfocitos T colaboradores tambien conocidos como linfocitos T efectores o linfocitos Th un subgrupo de linfocitos son los responsables de la activacion de los macrofagos Los linfocitos Th1 activan los macrofagos mediante la senalizacion con interferon gamma y presentando la proteina CD154 77 Otras senales incluyen el TNF alfa y lipopolisacaridos bacterianos 75 Los linfocitos Th1 pueden atraer otros fagocitos al lugar de infeccion de varias maneras Segregan citoquinas que actuan sobre la medula osea para estimular la produccion de monocitos y neutrofilos y producen algunas de las citoquinas encargadas de la salida de estos de la corriente sanguinea 78 Los linfocitos Th1 derivan de la diferenciacion de linfocitos T CD4 despues de que hayan respondido al antigeno a los tejidos linfaticos secundarios 75 Los macrofagos activados tienen un papel importante en la destruccion de tumores mediante la produccion de TNF alfa IFN gamma oxido nitrico compuestos reactivos del oxigeno proteinas cationicas y enzimas hidroliticos 75 Neutrofilos Editar Articulo principal Neutrofilo Un neutrofilo mostrando el nucleo multiforme centro rodeado de eritrocitos En su citoplasma los granulos son visibles gracias a la tincion de Giemsa Los neutrofilos suelen encontrarse en la sangre y son el tipo mas abundante de fagocitos representando un 50 60 del total de leucocitos en circulacion 79 Un litro de sangre humana contiene unos 5 000 millones de neutrofilos 7 que tienen un diametro de unos 10 micrometros 80 y solo viven unos cinco dias 39 Una vez han recibido las senales apropiadas tardan unos treinta minutos en abandonar la sangre y llegar al lugar de infeccion 81 Son fagocitos muy efectivos y rapidamente absorben los invasores cubiertos de anticuerpos y elementos del complemento asi como celulas danadas o residuos celulares Los neutrofilos no vuelven a la sangre mueren y pasan a formar parte del pus 81 Los neutrofilos maduros son mas pequenos que los monocitos y tienen un nucleo multilobulado que al microscopio parece segmentado no obstante existe un solo nucleo y cada parte esta conectada mediante filamentos de cromatina pueden tener entre dos y cinco segmentos Los neutrofilos no suelen abandonar la medula osea hasta que maduran pero durante una infeccion en neonatos se liberan precursores de los neutrofilos denominados mielocitos y promielocitos 82 Las propiedades proteoliticas y bactericidas de los granulos intracelulares de los neutrofilos humanos son bien conocidas 83 Los neutrofilos pueden secretar productos que estimulan a los monocitos y macrofagos Estas secreciones de los granulos neutrofilos aumentan la fagocitosis y la formacion de compuestos reactivos del oxigeno implicados en la destruccion intracelular 84 Las secreciones de los granulos azurofilos estimulan la fagocitosis de bacterias recubiertas con el anticuerpo IgG 85 Celulas dendriticas Editar Articulo principal Celula dendritica Una celula dendritica que muestra como su nombre indica un aspecto estrellado y ramificado Las celulas dendriticas son celulas presentadoras de antigeno especializadas dotadas de unas largas ramificaciones denominadas dendritas 86 que les ayudan a absorber microbios y otros invasores 87 88 Las celulas dendriticas se encuentran en los tejidos que estan en contacto con el medio externo principalmente la piel la mucosa nasal los pulmones el estomago y los intestinos 89 Una vez activadas maduran y migran a los tejidos linfoides donde interactuan con linfocitos T y linfocitos B para iniciar y coordinar la respuesta inmunitaria adaptativa 90 Las celulas dendriticas maduras activan a los linfocitos T colaboradores y los linfocitos T citotoxicos 91 Los linfocitos T colaboradores activados interactuan con los macrofagos y los linfocitos B para activarlos a su vez Ademas las celulas dendriticas pueden influir en el tipo de respuesta inmunitaria que se producira cuando se desplazan a las areas linfoides donde se encuentran los linfocitos T pueden activarlos lo que redunda en su diferenciacion en linfocitos T citotoxicos o linfocitos T colaboradores 92 Mastocitos Editar Articulo principal Mastocito Los mastocitos o celulas cebadas tienen receptores de tipo Toll e interactuan con las celulas dendriticas los linfocitos B y los linfocitos T para ayudar a intermediar las funciones inmunitarias adaptativas Expresan moleculas de MHC de clase II cita requerida y pueden participar en la presentacion de antigeno cita requerida aun asi su papel no esta demasiado bien comprendido aunque se sugiere su implicacion en procesos alergicos 93 Los mastocitos pueden fagocitar y destruir bacterias Gram negativas como Salmonella y procesar sus antigenos 94 Se especializan en procesar las proteinas de las fimbrias de la superficie bacteriana que estan implicadas en la adhesion a tejidos 95 96 Ademas de estas funciones los mastocitos producen citoquinas que inducen la respuesta inflamatoria 97 Se trata de una parte vital de la destruccion de microbios puesto que reclutan a nuevos fagocitos 94 Fagocitos no profesionales EditarLas celulas danadas y los elementos no propios tambien son fagocitados por celulas que no son fagocitos profesionales 98 Entre estas celulas destacan las celulas epiteliales las endoteliales los fibroblastos la microglia y las celulas del mesenquima Se las denomina por tanto no profesionales puesto que su papel fundamental no es la fagocitosis 99 Los fibroblastos por ejemplo solo efectuan intentos ineficaces de fagocitosis de elementos no propios 100 Los fagocitos no profesionales estan mas limitados que los profesionales en cuanto al tipo de particulas que pueden tratar Esto se debe a su carencia de receptores fagociticos eficientes especialmente opsoninas que reconocen a anticuerpos y elementos del complemento unidos a patogenos 13 Ademas la mayoria de fagocitos no profesionales no producen moleculas reactivas de oxigeno en respuesta a la fagocitosis 101 Tipos y localizacion de los fagocitos no profesionales 63 Localizacion FenotiposSangre linfa y nodulos linfaticos linfocitosSangre linfa y nodulos linfaticos celulas NK y linfocitos granulocitos grandesPiel celulas epitelialesVasos sanguineos celulas del endotelioTejido conectivo fibroblastosSangre eritrocitosEvasion y resistencia de patogenos Editar Cocos de Staphylococcus aureus La presencia de capsulas extracelulares posibilita a las bacterias evadir los sistemas de reconocimiento de lo no propio Un patogeno solo puede sobrevivir dentro del organismo al que infecta si soslaya la funcion del sistema inmune Las bacterias y protozoos patogenos han desarrollado una serie de metodos de resistir el ataque de los fagocitos y de hecho muchos pueden sobrevivir y replicarse al interior de celulas fagociticas 102 103 Evitacion del contacto Editar Una de las maneras que permiten al patogeno evadir la respuesta fagocitica consiste en crecer en lugares en donde no puedan llegar los fagocitos como por ejemplo la superficie de la piel no rota Otra estrategia es suprimir la respuesta inflamatoria sin ella los fagocitos no pueden responder de manera adecuada Por otra parte algunas especies de bacterias pueden interferir en la quimiotaxis de los fagocitos impidiendo que se recluten en el foco de infeccion 102 Finalmente algunas bacterias pueden evitar el contacto con los fagocitos enganando el sistema inmunitario para que no sea capaz de discernir que se trata de un elemento externo al organismo Treponema pallidum la bacteria causante de la sifilis se esconde de los fagocitos cubriendose de fibronectina 104 que es producida de forma natural por el cuerpo y resulta esencial durante el proceso de cicatrizacion 105 Evitacion de la absorcion Editar Las bacterias a menudo producen proteinas o glucidos que las recubren y que interfieren con la fagocitosis es la denominada capsula bacteriana 102 como por ejemplo el antigeno K y el antigeno O 075 presentes a la superficie de Escherichia coli 106 asi como las capsulas de exopolisacaridos de Staphylococcus epidermidis 107 Los neumococos producen varios tipos de capsula que les proporcionan diferentes grados de proteccion 108 y los estreptococos del grupo A de Lansfield producen proteinas como por ejemplo la proteina M o proteinas de las fimbrias para impedir la absorcion Algunas proteinas obstaculizan la fagocitosis mediada por opsoninas Staphylococcus aureus produce proteina A para bloquear receptores de anticuerpos hecho que reduce la eficacia de las opsoninas 109 Supervivencia intracelular Editar Rickettsia un tipo de bacteria patogena puede sobrevivir a la fagocitosis En la imagen se aprecian dos celulas con multitud de bacterias en su interior Algunas bacterias han desarrollado estrategias de supervivencia frente al proceso de fagocitosis permaneciendo vivas en el interior de las celulas fagociticas y por tanto evitando otros ataques procedentes del sistema inmunitario 110 Para penetrar sin peligro al interior del fagocito expresan proteinas denominadas invasinas Una vez dentro de la celula permanecen en el citoplasma y evitan los productos toxicos que contienen los fagolisosomas 111 Algunas bacterias evitan que se fusionen un fagosoma y un lisosoma para formar el fagolisosoma 102 Otros patogenos como por ejemplo Leishmania crean una vacuola altamente modificada dentro del fagocito que les ayuda a persistir y replicarse 112 Legionella pneumophila produce secreciones que hacen que el fagosoma se fusione con vesiculas que no son las que contienen sustancias toxicas 113 Otras bacterias son capaces de vivir dentro el fagolisosoma Staphylococcus aureus por ejemplo produce las enzimas catalasa y superoxido dismutasa que descomponen el peroxido de hidrogeno liberado por los fagocitos para matar a las bacterias 114 Las bacterias pueden huir del fagosoma antes de que se forme el fagolisosoma Listeria monocytogenes puede crear un agujero en la pared del fagosoma utilizando una enzima denominada listeriolisina O y fosfolipasa C 115 Destruccion del fagocito Editar Las bacterias han desarrollado varias maneras de matar fagocitos 109 Son ejemplos las citolisinas que forman poros en la membrana celular del fagocito las estreptolisinas y leucocidinas que hacen que los granulos de los neutrofilos se rompan y liberen sustancias toxicas 116 117 y las exotoxinas que reducen el suministro de ATP del fagocito que lo consume durante la fagocitosis Cuando una bacteria ha sido ingerida puede destruir al fagocito mediante la liberacion de toxinas que se mueven por el fagosoma o la membrana fagolisosomica para atacar otras partes de la celula 102 Alteracion de la senalizacion celular Editar Celulas de Leishmania tropica en un macrofago Algunas estrategias de supervivencia a menudo implican la alteracion de la ruta de las citoquinas u otras vias de senalizacion celular para evitar que los fagocitos respondan a la invasion 118 Los protozoos parasitos de Toxoplasma gondii Trypanosoma cruzi y Leishmania infectan macrofagos y cada uno de ellos tiene su manera de vencerlos Algunas especies deLeishmania alteran la senalizacion del macrofago infectado impiden la produccion de citoquinas y moleculas microbicidas oxido nitrico y especies reactivas del oxigeno y comprometen la presentacion de antigeno 119 Danos al hospedador EditarLos macrofagos o los neutrofilos en particular tienen un papel esencial en el proceso inflamatorio liberando proteinas y mediadores de bajo peso molecular que controlan las infecciones pero tambien pueden danar tejidos del hospedador En general los fagocitos intentan destruir a los patogenos absorbiendolos y sometiendolos a una bateria de sustancias toxicas dentro del fagolisosoma Si un fagocito no consigue absorber su objetivo estos agentes toxicos pueden ser liberados al medio una accion conocida como fagocitosis frustrada Como estos agentes tambien son toxicos para las celulas huesped pueden causar graves danos a celulas y tejidos sanos 20 Cuando los neutrofilos liberan el contenido de sus granulos compuestos reactivos del oxigeno y proteasas en el rinon el contenido degrada la matriz extracelular de sus celulas y puede causar danos a las celulas del glomerulo afectando a la capacidad de filtrar la sangre Ademas los productos de las fosfolipasas como los leucotrienos agravan los danos Esta liberacion de sustancias promueve la quimiotaxis de mas neutrofilos al lugar de infeccion y las celulas glomerulares pueden ser danadas aun mas por las moleculas de adhesion durante la migracion de los neutrofilos Los danos causados a las celulas glomerulares pueden provocar fallo renal 120 Los neutrofilos tambien tienen un papel clave en el desarrollo de la mayoria de formas de lesion pulmonar aguda 121 En este caso los neutrofilos activados liberan el contenido de sus granulos toxicos al interior del pulmon No obstante el tratamiento mediante una reduccion del numero de neutrofilos disminuye los efectos de la lesion pulmonar aguda pero no es un metodo eficaz dado que aumenta su susceptibilidad a las infecciones 122 Los danos de los neutrofilos pueden contribuir a disfunciones y lesiones hepaticas en respuesta a la liberacion de endotoxinas producidas por bacterias sepsis trauma hepatitis alcoholica isquemia y choque hipovolemico causado por hemorragia aguda 123 Las sustancias liberadas por los macrofagos tambien pueden danar tejidos del huesped El TNF a es una sustancia liberada por los macrofagos que hace que la sangre de los vasos sanguineos pequenos coagule para evitar que se extienda una infeccion 124 Aun asi si una infeccion bacteriana se extiende a traves de la sangre se libera TNF a a los organos vitales hecho que puede provocar vasodilatacion y una reduccion del volumen de plasma a su vez esto puede conducir a un choque septico Durante un choque septico la liberacion de TNF a causa un bloqueo de los pequenos vasos que suministran sangre a los organos vitales y los organos pueden fallar El choque septico puede conducir a la muerte 15 Origen evolutivo EditarLa fagocitosis es un proceso comun en Biologia y probablemente aparecio en un momento temprano del evolucion 125 surgiendo por vez primera en eucariotas unicelulares 126 Las amebas son protistas unicelulares que se separaron del arbol que conduce a los metazoos poco despues de la divergencia con las plantas pero comparten muchas funciones especificas con los fagocitos de mamiferos 126 Dictyostelium discoideum por ejemplo es una ameba que vive en el suelo y se alimenta de bacterias Como los fagocitos animales absorbe bacterias mediante fagocitosis principalmente mediante receptores de tipo Toll y tiene otras funciones biologicas que tambien se dan en los macrofagos 127 D discoideum es social y cuando le carece alimento forma agregaciones multicelulares Este organismo produce finalmente una fructificacion con esporas que son resistentes a las amenazas ambientales Antes de la formacion de las estructuras las celulas pueden migrar como organismos parecidos a una babosa durante unos dias Durante este tiempo la exposicion a toxinas o patogenos bacterianos puede comprometer la supervivencia de las amebas limitando la produccion de esporas Algunas de las amebas absorben bacterias y toxinas mientras circulan dentro de la estructura multicelular y finalmente mueren Son geneticamente identicas a las otras amebas y su sacrificio para proteger las otras de las bacterias es parecido al sacrificio de celulas fagociticas en el sistema inmune de vertebrados Esta funcion inmunitaria innata en las amebas sociales sugiere que un mecanismo de alimentacion celular muy antiguo podria haber sido adaptado con fines defensivos mucho antes de la diversificacion de los animales 128 Aun asi no se ha demostrado una descendencia comun con la de los fagocitos de mamiferos Los fagocitos existen en muchisimos animales 5 desde las esponjas marinas hasta los vertebrados inferiores y superiores pasando por los insectos 129 130 La capacidad de las amebas de distinguir entre lo propio y lo ajeno es una capacidad esencial que se encuentra en la base del sistema inmunitario de muchas especies 10 Vease tambien EditarSistema fagocitico mononuclear Inmunocomplejo Receptor de reconocimiento de patrones Hemaglutinina filamentosa Diapedesis Citas Editar Curso de Introduccion a la Inmunologia Porcina Segunda Edicion JM Sanchez Vizcaino apps sanidadanimal info Consultado el 22 de octubre de 2020 Little C Fowler H W Coulson J 1983 The Shorter Oxford English Dictionary Oxford University Press Guild Publishing pp 1566 67 kytos Diccionario Manual Griego griego clasico espanol Vox Spes 1996 kytos eos oys to cavidad urna escudo coraza piel cuerpo copa a b c d e f g h i j Mayer Gene 2006 Immunology Chapter One Innate non specific Immunity Microbiology and Immunology On Line Textbook USC School of Medicine Archivado desde el original el 7 de octubre de 2008 Consultado el 12 de noviembre de 2008 a b Delves et al 2006 p 250 Delves et al 2006 p 251 a b c d Hoffbrand Pettit y Moss 2005 p 331 Ilya 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