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Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD)Facultad De Ciencias De La SaludInmunologia General (BAN-218)
Presentación
Nombres: Matriculas:
Roberto Coste CI-3165 Nora Elisa CI-9612 Yasmin Rodríguez DA-5858
Joel Coste DA-6616 Yaira Green CI-7048
Tema de exposición:Fagocitosis
Secc: 18
Prof.: Beris Feliz
Índice
Introducción
Antecedentes de la Fagocitosis
Concepto de Fagocitosis
Células Fagocíticas
Mecanismo de la fagocitosis
Tipos de fagocitosis
Fagocitos Mononucleares (Monocitos-Macrófagos).
Introducción
En este trabajo hemos recopilado, redactado e investigado todo lo concerniente al tema de exposición del grupo no.1 la Fagocitosis.
Podemos decir que la Fagocitosis es un mecanismo básico de defensa presente en la mayoría de las especies. En los mamíferos esta a cargo de las células especializadas principalmente los polimorfonucleares, neutrófilos y los macrófagos.
Estos están distribuidos estratégicamente en los tejidos, cada uno de los cuales se presentan en situaciones diferentes pero siempre determinados a realizar la misma función, la de defender el organismo frente a agentes extraños.
Otro aspecto a desarrollar dentro del mismo contexto es el mecanismo de la fagocitosis que plantea las principales operaciones de defensa frente a agentes extraños y los fagotitos mononucleares compuestos por macrófagos y monocitos.
A continuación La fagocitosis…
Antecedentes de la fagocitosis
El zoólogo ruso Ilya Ilyich Mechnikov (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. Mechnikov viajó a Viena y compartió sus resultados con Carl Friedrich Claus, quien sugirió el nombre «fagocito» para estas células.
Un año más tarde, Mechnikov 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». 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. Mechnikov fue galardonado junto con Paul Ehrlich con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1908 por sus trabajos sobre los fagocitos y la fagocitosis.
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 del 1980.
La Fagocitosis
Los fagocitos son los leucocitos (glóbulos blancos) que fagocitan partículas extrañas, como bacterias y células apoptóticas. Su nombre procede del griego phagein, comer, y el sufijo -cito procedente del término kutos, célula. Se trata de elementos esenciales en el sistema inmune, que defienden al organismo contra infecciones.
Los fagocitos son importantes en todo el mundo animal y se encuentran muy desarrollados en vertebrados.
Un litro de sangre humana contiene alrededor de seis mil millones de estas células. Fueron descubiertos en 1882 por Ilya Ilyich Mechnikov mientras analizaba larvas de estrellas de mar; debido a este trabajo, Mechnikov fue galardonado con el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1908.
Se encuentran presentes en muchas especies; algunas amebas poseen un comportamiento similar a los macrófagos (un tipo de fagocitos), lo que sugiere que aparecieron temprano en la evolución.
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 humanos y otros animales, los fagocitos se clasifican en «profesionales» y «no profesionales», dependiendo de su efectividad y de si poseen funciones distintas a la simple fagocitosis. Los profesionales incluyen a los neutrófilos, monocitos, macrófagos, células dendríticas y mastocitos.
La diferencia fundamental entre los dos tipos se debe a que los profesionales poseen receptores en su superficie que son capaces de distinguir entre sustancias propias y ajenas al cuerpo.
Son esenciales en la lucha contra las infecciones así como en el remodelado de los tejidos sanos, retirando las células muertas o no funcionales.
Durante las infecciones, los fagocitos son atraídos a la zona invadida por patógenos mediante señales químicas. Éstas proceden de las bacterias o de fagocitos que se encontraban presentes en la zona.
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 fagocitarlos.
Algunos fagocitos destruyen a los patógenos mediante especies reactivas del oxígeno y óxido nítrico. Tras la fagocitosis, los macrófagos y las células dendríticas son capaces de participar en la presentación de antígeno, un proceso que incluye el movimiento de partes del patógeno fagocitado a la superficie del fagocito.
Estas partes son «presentadas» a otras células inmunes; algunos, incluso 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. No obstante, algunos patógenos han desarrollado estrategias para evadir esta respuesta.
En base a esto podemos describir que:
La Fagocitosis es la función por la cual las células especializadas localizan, identifican e introducen al citoplasma celular, agentes patógenos y una vez formada la vacuola fagocitaría, excretan en ella las distintas enzimas que llevan a la muerte o desintegración del antigeno.
Si un agente agresor vence la barreras naturales de la inmunidad natural, un segundo mecanismo de defensa entra en actividad, la fagocitosis. Esta función la cumplen los polimorfos nucleares neutrófilos o granulocitos y los macrófagos, derivados de los monocitos, células de gran motilidad que patrullan continuamente el organismo.
Por otra parte células fagocitarías fijas, en el ámbito de los pulmones, hígado, bazo, medula y ganglios linfáticos, complementan las acciones de las primeras.
La actividad del macrófago como célula fagocítica es característica, y aun en reposo la membrana plasmática se encuentra en movimiento constante.
La célula toma de manera continua material del medio externo por endocitosis, mediante la invaginación de la membrana plasmática; la mayor parte de esta es después de invaginada por un proceso de exocitosis. Estos procesos de endo-exocitosis permiten transportan material a través de la célula.
Células Fagocíticas
Existen 2 variedades principales de células fagocíticas en el cuerpo de los mamíferos, que fueron reconocidas por Metchnikoff a comienzos del siglo como responsables del atrapamiento y digestión de microorganismos, fueron denominadas micropagos y macrófagos.
Los macrófagos incluyen las células del sistema retículoendotelial, y son fijos o migratorios.
Los macrófagos fijos revisten el endotelio de los capilares y de los senos de órganos tales como bazo, medula ósea, ganglios linfáticos.
Los macrófagos migratorios viajan por los tejidos y ayudan a reparar las lesiones destruyendo y absorbiendo los materiales de los vasos sanguíneos.
Los macrófagos incluyen los leucocitos polimorfos nucleares de la sangre, de ellos los neutrófilos son los que poseen mayor actividad fagocítica: los eosinófilos y basófilos la tienen mucho menor.
Los macrófagos derivan de los monolitos de la medula ósea, las cuales tras diferenciarse a monocitos sanguíneos acaban asentados en los tejidos como macrófagos maduros; ahí constituyen el llamado sistema retículo endotelial.
Se encuentra en todo el tejido conectivo y alrededor de la membrana baal de los pequeños vasos sanguíneos y están particularmente concentrados en el pulmón (macrófagos alveolares), en el hígado las células de Kupffer)
y bordeando los sinusoides del bazo y de la medula de los ganglios linfáticos, donde se encuentran estratégicamente situados para servir de filtro de material extraño.
Imagen de las células Fagocíticas
Modos de acción
La función de los fagocitos es destruir microbios o células dañadas; [21] el proceso puede realizarse intra o extracelularmente.
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 a los gránulos de los neutrófilos, que extraen el hierro del medio, metal que es esencial para las bacterias.
El cuarto tipo utiliza proteasas y enzimas hidrolíticas, que actúan digiriendo las proteínas de bacterias destruidas.
Diagrama simplificado de la fagocitosis y destrucción de una célula bacteriana.
Reconocimiento y unión de partículas por fagocitos
A pesar de que la fagocitosis de partículas fue demostrada por Haeckel en 1862 y que los macrófagos y micrófagos fueron descriptor por Metchnikoff en 1892, el rol de los factores séricos que intervienen en este proceso fue puesto en evidencia recién en 1904 cuando Wright y Douglas determinaron que dichas sustancias eran fundamentales para una óptima ingestión.
Etapas de la fagocitosis
1- Quimiotáxis
Es la etapa de movilización y reclutamiento de células fagocíticas por medio de interacciones celulares a la zona o tejido lesionado. El fagocito se adhiere a la superficie del endotelio previamente activado por citoquinas, a través de uniones moleculares de baja afinidad entre receptores en el fagocito y selectinas presentes en el endotelio.
En un punto específico, determinado por la presencia y activación de quimioquinas, los fagocitos movilizados establecen interacciones intercelulares de gran afinidad con el endotelio por medio de integrinas y otros ligandos endoteliales. En especial las moléculas endoteliales LFA-a, CR3 y VLA-4 se adhieren a ligandos específicos sobre los fagocitos, entre ellos VCAM-1 e ICAM-1.
Los fagocitos atraídos por gradientes de concentración de las quimioquinas, atraviesan entonces el epitelio vascular hacia el foco de infección patógena.
2- Opsonización
La opsonización se consigue recubriendo las partículas con anticuerpos específicos de la clase IgG, con o sin complemento. Debido a que los fagocitos tienen receptores de membrana para el fragmento Fc. de IgG, reconocen a estas partículas recubiertas por los anticuerpos.
La IgM no tiene capacidad de opsonizar, pero su unión a las partículas induce la activación del sistema de complemento. Esto lleva a que el componente C3b se deposite sobre las partículas, las cuales son reconocidas por los receptores de los fagocitos para el fragmento C3b.
A pesar que el reconocimiento de partículas recubiertas con IgG y/o C3b vía los receptores Fcg y C3b, es el principal mecanismo de ingestión de partículas extrañas, llamado “fagocitosis inmune”, existen otros factores que median o ejercen su influencia sobre este proceso.
3- Adherencia
Receptores específicos sobre la membrana de los fagocitos permiten la adherencia sobre los microorganismos, ya sea a productos microbianos específicos o sobre opsoninas del sistema inmune del hospedador.
Receptores de membrana presentes en las células fagocíticas:
Receptor de manosa. Este receptor tiene afinidad por los componentes de manosa presentes en las glucoproteínas y glucolípidos de las paredes celulares bacterianas.
Scavenger. Estos receptores se unen directamente a microorganismos y a moleculas de LDL modificadas.
CD14. Es un ligando con preferencia específica al lipopolisacárido presente en ciertas bacterias y está asociado a un receptor tipo Toll.
Transmembrana de 7 helices alfa. Es un receptor recientemente descubierto, cuya función está asociada a señales de quimioquinas y ciertos péptidos microbianos.
Receptores para los fragmentos Fc de los anticuerpos opsonizantes IgG2 e IgG3.
4- Ingestión
La unión a receptores de adherencia promueve señales de comunicación intracelular que resultan en la invaginación de la membrana del fagocito rodeando al receptor y su ligando patogénico. Al rodear por completo al complejo receptor-molécula, la membrana se une en sus extremos y libera al interior de la célula un fagosoma. Esto puede ocurrir en mas de un punto de la membrana celular.
5- Digestión
Los fagocitos cuentan con variados mecanismos microbicidas, los cuales se activan al fusionarse el fagosoma con un lisosoma intracelular. Las enzimas del lisosoma se liberan dentro del fagolisosoma recién formado actuando sobre su contenido. Otros componentes tóxicos usados en la digestión de microorganismos son los intermediarios reactivos del O2 y el óxido nítrico.
¿Qué ocurre luego de la fagocitosis?
El macrófago luego de fagocitar al antígeno lo transporta a los ganglios linfáticos. Allí presenta fragmentos del antígeno a los linfocitos T, que produce la formación de linfocitos T citotóxicos, que pueden destruir directamente las células infectadas y de linfocitos T helper, que facilitan el desarrollo de los linfocitos B.
Los linfocitos T citotóxicos presentan en su superficie unas moléculas receptoras semejantes a los anticuerpos, mediante las cuales se unen específicamente a los antígenos de la membrana de las células. El linfocito inyecta sus enzimas en el interior de la célula y provoca su degradación.
Los linfocitos B se activan ante la presencia del antígeno y se encargan de elaborar anticuerpos específicos. Sin embargo, no empiezan a producir anticuerpos hasta que no reciben la "señal" de los linfocitos T helper. Finalmente, superada la infección, otro tipo de linfocitos T supresores se encargan de detener las reacciones inmunitarias.
En este incidente llamado "fagocitosis", un macrófago extiende una de sus prolongaciones para rodear y tragarse un gran número de bacterias. A continuación, la célula macrófago descompone y destruye al enemigo por medio de potentes materiales químicos. En otras palabras, la célula macrófago se "traga" al enemigo, lo digiere y usa los materiales liberados.
En este incidente llamado "fagocitosis", un macrófago extiende una de sus prolongaciones para rodear y tragarse un gran número de bacterias. A continuación, la célula macrófago descompone y destruye al enemigo por medio de potentes materiales químicos.
En otras palabras, la célula macrófago se "traga" al enemigo, lo digiere y usa los materiales liberados.
EL PROCESO DE FAGOCITOSIS
Se dividen en:1. Quimiotaxis
2. Respuesta quimiotactica
3. Reconocimiento del Antígeno
4. Ingestión
5. Degranulación
6. Muerte y digestión del antígeno.
QUIMIOTAXIS: Es para atraer PMN y macrófagos al sitio de la lesión o agresión. Estas sustancias quimiotacticas son producidas por:
-Productos bacterianos-Sistemas de quininas producidas por tejidos -Sistemas de fibrinólisis
-El tejido produce la molécula quimioatrayentte de macrófagos (MCP-1) y la molécula quimioatrayente de PMN (NCP o IL8)
-Los macrófagos y linfocitos que están en el sitio de lesión producen IL-1, IFN Gamma y FNT.
Todas estas sustancias inducen la expresión de seletinas, integrinas e ICAM, que organizan el movimiento de los PMN y macrofagos hacia el tejido agredido.
RESPUESTA QUIMIOTÁCTICA: La selectinas inducen en los leucocitos el rodaje sobre los endotelios por atracción eléctrica.
La interacción integrina-ICAM actúa una adenilciclasa que a su vez activa el AMPc (Tranduccion de la señal), y este activa la condensación submembrana de moléculas de actina, la interacción actina-miosina y polimerización de tubulina, El resultado es un movimiento unidireccional a través del endotelio hacia el epicentro de la lesión en el tejido.
RECONOCIMIENTO DEL ANTIGENO: Hay más de 40 receptores diferentes que reconocen moléculas que son factores del complemento, Inmunoglobulinas y lectinas.
A estos mecanismos de acercamiento se le llama OPSONIZACIÓN. En el proceso de fagocitosis estos receptores llamados opsoninas, se organizan en el amedopio o parte central de la célula fagocítica, en los cuales hay receptores para el fagocito, para el complemento y para las lectinas.
A) RECEPTORES PARA FC
-Macrófagos: Tienen receptores FcI, FcII, FcIII- Neutrófilos: Tienen FcII y FcI estimulador por el interferon gamma.-Eosinófilos: FcII-Plaquetas: Fc II
B) RECEPTORES PARA EL COMPLEMENTO
Tiene receptores tipo CR1 y CCR2
C) RECEPTORES PARA LECTINAS
Se usan en la fagocitosis no inmunitaria o inespecífica. Son receptores que reconocen monosacáridos del neumocystis carini, fimbrias de la E. Coli y Klebsiella neumoniae.
INGESTION: Una vez se hace el contacto por medio de receptores, se produce un proceso de adherencia en la cual la célula fagocitas rodea por
completo al germen o célula. El germen queda en una vacuola interna, la enzima NAD pasa de la membrana a la vacuola, se reduce a NADH y activa el proceso de destrucción del germen.
DEGRANULACIÓN: Los lisosomas del fagocito se adhieren al fagosoma y vierten los gránulos al interior del fagosoma. Esta fusión de membrana está mediada por el calcio.
MUERTE Y DIGESTIÓN DEL ANTÍGENO: Se conoces mecanismos como: O2 dependientes, O2 independientes y el oxido nítrico.
NADH + 02 2 O2- H2O2 Halógeno M.P.O H2O2
Hipoalógeno(Superoxido) (Peróxido de H+)
Estos procesos producen decarboxilación de los aminoácidos el germen (Bactericida)
Otro proceso bioquímico:L – arginina NO2 + NO3 SINTETAZA NO
(nitritos) (Nitratos)
El NO interfiere el metabolismo del hierro del germen.Muchos microorganismos evaden ser destruidos por lo macrófagos de una o más de las siguientes maneras.
1. Impiden ser fagocitados2. Inactivan NAD3. Bloquean de granulación de lisosomas4. Desactivan radicales del O2
Tipos de fagocitosis
El contacto entre células fagocíticas y partículas suspendidas en un medio liquido, depende del azar y se modifica por la agitación.
El contacto sobre un substrato sólido se establece por migración ameboidea del fagocito, que puede ser al azar o dirigida por atracción quimiotactica hacia sustancias que se difunden desde la partícula.
Se distinguen 3 tipos principales de fagocitosis:
Fagocitosis Espontánea: participan pocos fagotitos y se ingiere un número muy pequeño de bacterias, no se necesita ni anticuerpos, ni complementos.
Fagocitosis Normal: se produce fagocitosis intensas, puede intervenir el complemento, el anticuerpo o ambos.
Fagocitosis Inmune: tiene lugar una fagocitosis muy activa; se necesita anticuerpo específico y el complemento acelera el proceso.
Fagocitos Mononucleares (Monocitos-Macrófagos).
Los fagotitos mononucleares, llamados así por su función de fagocitar y por poseer un solo núcleo. Tienen la capacidad de fijar el antigeno-anticuerpo; existiendo evidencia de que pequeñas cantidades de antigeno unidas a la superficie del macrófago son importantes en la fase de inducción de la respuesta inmunitaria.
Estas células están relacionadas principalmente con el control de los microorganismos capaces de sobrevivir a la resistencia intracelular y contra los cuales los neutrófilos resultan ineficaces.
Los monocitos son formas circulantes inmaduras de macrófagos de tejidos maduros, pueden servir como un sistema de reguardo para los neutrófilos en las infecciones agudas, pero fagocitan con menor eficiencia y carecen de muchos de los potentes sistemas bactericidas del neutrófilo.
Los macrófagos son mucho más importantes en las infecciones crónicas.
Los linfocitos sensibilizados pueden aumentar la actividad bactericida de los macrófagos por contacto directo de célula con células, o mediante la intervención de mediadores solubles o de linfocinas. Los macrófagos pueden procesar a los antigenos microbianos ingeridos o adsorbidos como mecanicismo preparatorio a la sensibilización de los linfocitos.
Los fagotitos mononucleares incluyen los monocitos circulantes en la sangre periférica, los promonocitos, las células precursoras en la medula ósea y los macrófagos histicos.
Para la producción optima de anticuerpos de inmunidad mediada por células, se requiere la interacción de linfocitos T y B con los macrófagos, es decir la interacción entre estas tres células garantiza el funcionamiento adecuado del sistema inmunológico.
La transmisión de la información de los macrófagos y los linfocitos ocurre por contacto directo y así en el corte histológico de ganglios linfáticos o de nódulos linfoides que están en actividad inmunológica
importante, se observan con frecuencia grupos de linfocitos y de células plasmáticas alrededor de los macrófagos a los cuales se adhieren íntimamente de membrana a membrana. En este contacto, el macrófago pasa al linfocito moléculas de radicales antigénico unido a partículas de RNA-mensajero originadas en su núcleo. Este complejo antigeno-RNA, inicia en el linfocito las reacciones necesarias para hacerlo inmunologicamente activo.
Conclusión
Hemos concluido satisfactoriamente el trabajo de investigación mostrando el mecanismo de la fagocitosis y los subtemas que le conciernen a la misma. Y en base a los conocimientos ya obtenidos hemos ocluido en las sgtes conclusiones:
El zoólogo ruso Ilya Ilyich Mechnikov (1845-1916) describió por primera vez que unas células especializadas estaban implicadas en la defensa contra infecciones microbianas.
En 1903, Almroth Wright descubrió que la fagocitosis era reforzada por anticuerpos específicos que denominó opsoninas, del griego opson, condimento. Mechnikov fue galardonado junto con Paul Ehrlich con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1908 por sus trabajos sobre los fagocitos y la fagocitosis.
Los fagocitos son los leucocitos (glóbulos blancos) que fagocitan partículas extrañas, como bacterias y células apoptóticas.
Durante las infecciones, los fagocitos son atraídos a la zona invadida por patógenos mediante señales químicas. Éstas proceden de las bacterias o de fagocitos que se encontraban presentes en la zona.
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 fagocitarlos.
La Fagocitosis es la función por la cual las células especializadas localizan, identifican e introducen al citoplasma celular, agentes patógenos y una vez formada la vacuola fagocitaría, excretan en
ella las distintas enzimas que llevan a la muerte o desintegración del antigeno.
Los macrófagos derivan de los monolitos de la medula ósea, las cuales tras diferenciarse a monocitos sanguíneos acaban asentados en los tejidos como macrófagos maduros; ahí constituyen el llamado sistema retículo endotelial.
La función de los fagocitos es destruir microbios o células dañadas; [21] el proceso puede realizarse intra o extracelularmente.
El proceso de la fagocitosis se dividen en: Quimiotaxis, Respuesta quimiotactica, Reconocimiento del Antígeno, Ingestión, Degranulación, Muerte y digestión del antígeno.
Los macrófagos son mucho más importantes en las infecciones crónicas.
Bibliografía
Compendio de inmunológia General…………….Pág. 25-29Lic. Margarita Tamayo
Inmunologia General……………………………Pág. 69-77William Rojas
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