- O que é fagocitose?
- O papel da fagocitose no corpo
- Quais células são capazes de fagocitose?
- Fagocitose - tipos
- Fagocitose - estágios
- Fagocitose - e depois?
- Maneiras de evitar a fagocitose por microorganismos
- Distúrbios da fagocitose
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A fagocitose é um dos mecanismos de defesa mais básicos e, ao mesmo tempo, mais eficazes do corpo humano. O bom funcionamento do processo de fagocitose é um componente essencial de uma resposta imune adequada. Descubra o que exatamente é a fagocitose, como funciona a fagocitose, por que a fagocitose é necessária e quais efeitos os distúrbios da fagocitose podem ter?
Fagocitoseé a ingestão de patógenos, fragmentos de células mortas e pequenas partículas por células especializadas chamadas fagócitos. A fagocitose pode ser comparada à "limpeza" no nível celular - ela permite que as células se livrem de elementos desnecessários ou perigosos.
Conteúdo:
- O que é fagocitose?
- O papel da fagocitose no corpo
- Quais células são capazes de fagocitose?
- Fagocitose - tipos
- fagocitose espontânea (nativa)
- fagocitose facilitada
- Fagocitose - estágios
- Fagocitose - e depois?
- Maneiras de evitar a fagocitose por microorganismos
- Distúrbios da fagocitose
- Doença Granulomatosa Crônica
- Chediak team- Higashi
O que é fagocitose?
A fagocitose é um processo biológico no qual uma célula absorve partículas estranhas. O fenômeno da fagocitose é comum em muitos organismos vivos - os mais primitivos (por exemplo, os protozoários) utilizam a fagocitose como forma de retirar alimento do ambiente externo.
Em humanos, a capacidade de fagocitar é usada principalmente pelas células do sistema imunológico.
A fagocitose pertence aos mecanismos da imunidade inata, ou seja, imunidade inespecífica. O processo de fagocitose é, portanto, uma das primeiras e básicas linhas de defesa do nosso corpo. Além de seu papel no sistema imunológico, a fagocitose é de grande importância na manutenção da homeostase (ou equilíbrio) dos tecidos.
A fagocitose permite a remoção de células mortas e danificadas do próprio corpo, o que por sua vez possibilita a regeneração e reconstrução eficiente de todos os tecidos.
A fagocitose é um dos tipos de endocitose, ou seja, a transferência de moléculas do meio externodentro da célula. Na fagocitose, as partículas sólidas são absorvidas: a célula fagocítica primeiro as envolve com um fragmento de sua própria membrana celular e depois as atrai para dentro. Isso cria uma vesícula contendo a partícula absorvida, chamada fagossomo.
O conteúdo do fagossomo é então digerido com uma variedade de produtos químicos e enzimas. Todo o processo se assemelha ao "comer" da partícula pela célula, o que também se reflete no termo fagocitose.
O nome vem do grego phagein que significa "comer, devorar".
A fagocitose ocorre em nosso corpo constantemente - bilhões de fagócitos constantemente "comem" microorganismos perigosos, fragmentos de células mortas ou partículas desnecessárias. É um processo comum, embora extremamente complicado.
O correto reconhecimento do alvo pela célula fagocítica e a correta interação entre o fagócito e o alvo de "ataque" requer a colaboração contínua de várias proteínas, moléculas sinalizadoras, anticorpos e células auxiliares.
O papel da fagocitose no corpo
Não é difícil adivinhar que a aplicação básica do processo de fagocitose é a defesa do nosso organismo contra patógenos. A penetração de um agente infeccioso no organismo inicia uma cascata de sinais para "chamar" as células fagocitárias para o local da infecção.
Começa a inflamação aguda, cujo papel é neutralizar o patógeno. Os fagócitos fluem para a lesão com o sangue, constituindo um dos mecanismos mais importantes da resposta imune primária. No local da inflamação, os fagócitos "comem" tanto os patógenos quanto as células danificadas.
No curso da infecção, estamos lidando com outro tipo muito importante de fagocitose. É a chamada eferocitose.
O processo de eferocitose envolve a deglutição de células mortas à medida que a inflamação diminui. Uma vez que os fagócitos tenham cumprido sua função e eliminado os patógenos, eles se tornam desnecessários.
Então eles morrem naturalmente, seguidos de eferocitose, significa "limpar o campo de batalha". Este tipo de fagocitose reduz a inflamação e permite que o corpo volte ao estado em que estava antes da infecção.
Neste ponto vale ress altar que a morte das células do nosso corpo é um processo contínuo, não apenas como resultado da infecção. Cada célula tem um tempo de vida específico, após o qual morre e é substituída por uma nova. O processo de morte celular programada é chamado de apoptose.
A apoptose é um fenômeno natural que permite que nossos tecidos se renovem constantemente. Que células morrendopodem ser substituídos por seus novos homólogos, eles devem primeiro ser limpos. Como você pode facilmente adivinhar, essa também é a tarefa dos fagócitos.
Células apoptóticas (morrendo) emitem sinais especiais na superfície de suas membranas celulares, permitindo que sejam reconhecidas e neutralizadas pelos fagócitos.
Neste caso, a fagocitose ocorre sem inflamação. Assim vemos que a fagocitose não é apenas um método de defesa contra microrganismos estranhos, mas também um processo que possibilita o desenvolvimento, remodelação e renovação de todos os tecidos.
Quais células são capazes de fagocitose?
As células capazes de realizar a fagocitose são chamadas de fagócitos. Dependendo da eficiência e eficácia da fagocitose, distinguimos os chamados fagócitos profissionais e não profissionais.
Os fagócitos não profissionais lidam com a fagocitose "regularmente" - esse processo não é sua tarefa principal. Às vezes, porém, existem partículas/fragmentos de células mortas nas proximidades dessas células que requerem limpeza.
Então eles mostram alguma atividade fagocitária, embora em comparação com os fagócitos profissionais, seja significativamente limitada e menos eficaz. Muitos tipos de células são classificados como fagócitos não profissionais, incl. células epiteliais, algumas células do tecido conjuntivo e também o endotélio vascular.
Os fagócitos profissionais são as principais células responsáveis pela fagocitose em nosso corpo. Entre eles, distinguimos principalmente neutrófilos, monócitos e macrófagos. Essas células pertencem à família dos leucócitos, ou glóbulos brancos, que desempenham principalmente funções imunológicas. Todos os três tipos de fagócitos profissionais se especializam em fagocitose, embora cada um a realize de forma ligeiramente diferente.
Os neutrófilos são as principais células responsáveis pela formação da inflamação aguda. Normalmente, os neutrófilos circulam com o sangue por todo o corpo. Quando uma infecção começa, essas células imediatamente se agrupam no foco da doença. A fagocitose mediada por neutrófilos é rápida e intensa: essas células têm uma ampla gama de maneiras de inativar patógenos absorvidos.
Os monócitos, como os neutrófilos, circulam na corrente sanguínea, mas podem sair da corrente sanguínea e colonizar vários tecidos. Os monócitos maduros então se transformam em macrófagos teciduais. A fagocitose mediada por macrófagos é menos rápida e muito mais lenta. Os macrófagos são o principal conjunto de células encontradas em locais de inflamação crônica.
Fagocitose - tipos
A fagocitose é um processo complicado que depende deo tipo de célula fagocítica, o objeto fagocitário e muitas moléculas intermediárias. Existem duas vias básicas de fagocitose:
- fagocitose espontânea (nativa)
Esta é uma fagocitose de ocorrência relativamente lenta que raramente está envolvida na resposta antimicrobiana. O papel da fagocitose espontânea é remover células mortas e "limpar" elementos desnecessários dentro dos tecidos. Para iniciar a fagocitose espontânea, é necessário estimular a chamada "receptores de eliminação" presentes principalmente em macrófagos. Este tipo de fagocitose é de natureza anti-inflamatória.
- fagocitose facilitada
A fagocitose facilitada é muito mais rápida e eficiente que a fagocitose espontânea. Graças a isso, é altamente eficaz na destruição de patógenos. Para que o processo de fagocitose ocorra de forma tão intensa, é necessário - como o nome sugere - algumas facilidades.
Como os fagócitos podem facilitar sua atividade? Um dos métodos mais comuns é a "marcação" especial de objetos que devem ser descartados. Esse processo é chamado de opsonização.
A essência da opsonização é a fixação de certas moléculas na superfície do microrganismo. Este patógeno "marcado" é rapidamente alvo e destruído pelas células alimentares. As moléculas que permitem a opsonização são chamadas de opsoninas. Estes são principalmente anticorpos e componentes dos chamados sistema de complemento.
As opsoninas reconhecem eficientemente os patógenos, marcam-nos e assim facilitam significativamente o curso do processo de fagocitose.
Fagocitose - estágios
Já sabemos quais células, quando e por quê, lidam com a fagocitose. Então vamos tentar acompanhar de perto o curso desse processo:1. Ativação e influxo de fagócitos para o local da infecçãoA penetração do microrganismo no organismo provoca a estimulação imediata do sistema imunológico. As células no portal da infecção começam a enviar um sinal de uma ameaça existente.
As moléculas mensageiras (principalmente as chamadas citocinas pró-inflamatórias) estão espalhadas pela corrente sanguínea. Dessa forma, os fagócitos "descobrem" que foram infectados e são ativados.
Os fagócitos ativados atingem o local da infecção com o sangue. O influxo eficiente de fagócitos para o local correto é possível graças ao chamado quimiotaxia. É o processo de movimento celular direcionado sob a influência de sinais químicos.
Os fagócitos ativos também têm a capacidade de atravessar as paredes dos vasos sanguíneos, criando um infiltrado inflamatório no local dainfecções.
2. Diagnóstico do patógeno
Quando os fagócitos atingem o local da infecção, eles começam a reconhecer os patógenos. Este processo é muitas vezes facilitado por outras moléculas (ver secção 4 para fagocitose facilitada). Cada fagócito tem na superfície de sua membrana celular os chamados receptores, ou proteínas que permitem o reconhecimento de várias moléculas.
Quando os receptores responsáveis pelo reconhecimento dos microrganismos são estimulados, o fagócito se liga intimamente ao alvo de seu ataque.
3. Absorção do patógeno
O fagócito "preso" ao patógeno inicia o processo de sua absorção. A membrana da célula fagocitária começa a cercar o patógeno, "subindo" suas bordas. Isso cria uma vesícula contendo o microrganismo. Essa vesícula, chamada fagossomo, está agora dentro da célula fagocítica. Para neutralizar totalmente o microrganismo, é necessário destruir o conteúdo do fagossomo.
Digestão do conteúdo do fagossomo
Para que o conteúdo do fagossomo seja digerido, é necessário levar enzimas digestivas ao seu interior. Tais enzimas são armazenadas em vesículas especiais chamadas lisossomos.
O último estágio da fagocitose requer, portanto, combinar o conteúdo dos lisossomos com o conteúdo do fagossomo - é assim que o chamado fagolisossoma.
As enzimas nos lisossomos podem quebrar a maioria das substâncias químicas complexas, resultando na destruição do microrganismo. A eliminação do patógeno com a participação de enzimas digestivas é chamada de independente de oxigênio.
Como você pode facilmente adivinhar, há também uma eliminação dependente de oxigênio. É muito mais rápido e eficaz, mas apenas alguns fagócitos podem fazê-lo. A eliminação dependente de oxigênio ocorre apenas em células com capacidade de gerar os chamados "explosão de oxigênio".
Uma explosão de oxigênio é uma liberação repentina de espécies de oxigênio muito ativas (por exemplo, peróxido de hidrogênio), que tem um forte efeito antimicrobiano. Uma explosão de oxigênio inicia uma série de reações químicas que levam à rápida eliminação de patógenos. A destruição microbiana dependente de oxigênio é principalmente característica dos neutrófilos.
Fagocitose - e depois?
O processo de fagocitose termina com a digestão do fagossomo dentro da célula. O que acontece ao lado dos detritos das partículas destruídas? A célula fagocítica se livra da maioria dos produtos desnecessários simplesmente "jogando" fora. No entanto, parte do material que sobra após a digestão pode ser muito útil.
Alguns fagócitos também desempenham outros papéis no sistema imunológico. Um bom exemploexistem macrófagos que, além da fagocitose, também lidam com os chamados apresentação de antígenos. A apresentação do antígeno é baseada na exibição de outros fragmentos de células imunes de microrganismos destruídos.
O macrófago, após completada a fagocitose do patógeno, expõe uma parte do material fagocítico em sua superfície, e então "viaja" com ele por todo o corpo.
Cada célula do sistema imunológico que ele encontra "aprende" graças a isso, como reconhecer um determinado patógeno. Esse fenômeno é extremamente importante na construção de mecanismos eficientes de defesa antimicrobiana.
Também vale a pena saber que o processo de fagocitose nem sempre termina com a destruição final do microrganismo. Existem patógenos que podem sobreviver dentro dos fagossomos graças a mecanismos de defesa especialmente desenvolvidos. Um bom exemplo são os bacilos da tuberculose, que podem sobreviver no interior dos macrófagos por muitos anos.
Maneiras de evitar a fagocitose por microorganismos
A fagocitose como forma de eliminar "oponentes biológicos" é um mecanismo muito antigo. Por esta razão, alguns microrganismos conseguiram desenvolver formas de evitar ou sobreviver à fagocitose. Aqui estão seus exemplos:
- matando fagócitos
A maneira mais fácil de evitar a fagocitose parece ser neutralizar a célula que a causa. Alguns microrganismos têm a capacidade de produzir substâncias que danificam irreversivelmente os fagócitos. Um exemplo desse patógeno é o staphylococcus aureus (do latimStaphylococcus aureus ), que produz toxinas que, ao destruir a membrana celular dos fagócitos, causam sua morte.
- extinção da resposta inflamatória
A inflamação no portal da infecção facilita a transmissão de um sinal de infecção. Graças a isso, é possível a ativação e a chegada de fagócitos ao local correto. Existem patógenos que podem se mascarar de forma a não serem reconhecidos pelo sistema imunológico do hospedeiro e evitar causar inflamação.
- evitando a opsonização
Opsonização, ou "rotulagem" especial de patógenos, é uma das formas mais eficazes de facilitar a fagocitose. Não é de admirar que os micróbios tentem evitá-lo. Algumas cepas de estafilococos podem destruir as opsoninas ou escondê-las em sua superfície.
- evitando o reconhecimento de fagócitos
Para que o processo de fagocitose se inicie, é necessário reconhecer a nocividade de um dado microrganismo pelo fagócito. Alguns patógenos, como espiroquetasTreponema pallidumcausandoA sífilis pode anexar antígenos semelhantes às células hospedeiras à sua superfície. O sistema imunológico então os reconhece como seus, o que permite que os patógenos evitem a fagocitose.
- bloqueio da produção de fagossomos
Um dos principais estágios da fagocitose é envolver o microrganismo atacado com uma vesícula, que é então absorvida pela célula. Na natureza, no entanto, existem muitas maneiras de evitá-lo. Alguns micróbios produzem substâncias que quebram a parede do fagossomo. Um mecanismo diferente é usado pelo bastão de óleo azul ( Pseudomonas aeruginosa ). Essa bactéria produz um revestimento escorregadio (biofilme) ao seu redor, impedindo a formação dessa bolha.
- sobrevivência dentro do fagócito
O fagolisossomo torna-se o habitat final dos patógenos durante a fagocitose. Seu ambiente é extremamente hostil; está cheio de enzimas e substâncias assassinas. No entanto, os microrganismos podem desenvolver mecanismos que lhes permitem sobreviver mesmo em condições tão difíceis. Um exemplo é a tuberculose ( Mycobacterium tuberculosis ). Esta bactéria desenvolveu uma membrana celular especial com um teor de lipídios muito alto que não é afetado por enzimas digestivas padrão.
- escapa do fagossomo
Por incrível que pareça escapar do fagossomo, existem de fato micróbios que desenvolveram um mecanismo de defesa tão inteligente. A Listeria monocytogenes produz substâncias capazes de destruir a parede do fagossomo. Além disso, esse patógeno, depois de escapar do fagossomo, pode se multiplicar dentro do fagócito e também ir além de seus limites.
Distúrbios da fagocitose
Um processo de fagocitose bem executado é de fundamental importância para o bom funcionamento do sistema imunológico. Distúrbios em alguns estágios da fagocitose estão subjacentes às doenças de imunodeficiência. Exemplos de tais doenças são:
- Doença Granulomatosa Crônica
A causa da doença granulomatosa crônica é um distúrbio de fagocitose no estágio de geração de uma explosão de oxigênio. A f alta de uma enzima apropriada (a chamada NADPH oxidase) impede a formação de espécies reativas de oxigênio, o que, por sua vez, não permite a eliminação rápida e eficaz dos microrganismos.
O dano à enzima tem um fundo genético, portanto ainda não existe um tratamento causal da doença. No curso da doença granulomatosa crônica, infecções frequentes, abscessos e granulomas se desenvolvem devido ao sistema de eliminação intracelular inadequado.patógenos.
- Chediak-Higashi Team
Na síndrome de Chediak-Higashi, há um defeito na fagocitose no estágio de conexão fagossomo-lisossomo. Uma mutação genética de uma das proteínas impede a transferência de enzimas digestivas para a vesícula que contém o patógeno, impedindo sua eliminação.
Além de um comprometimento significativo da imunidade, albinismo e distúrbios no funcionamento do sistema nervoso também são característicos da síndrome de Chediak-Higashi.
Sobre o autor
Krzysztof BialazitaEstudante de medicina do Collegium Medicum em Cracóvia, entrando aos poucos no mundo dos constantes desafios do trabalho do médico. Ela está particularmente interessada em ginecologia e obstetrícia, pediatria e medicina do estilo de vida. Amante de línguas estrangeiras, viagens e caminhadas na montanha.
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