A fagocitose é um dos mecanismos de defesa mais básicos e, ao mesmo tempo, mais eficazes do corpo humano. O funcionamento adequado do processo de fagocitose é um componente essencial de uma resposta imunológica adequada. Descubra o que exatamente é a fagocitose, como funciona a fagocitose, por que a fagocitose é necessária e quais os efeitos que os distúrbios da fagocitose podem ter?
A fagocitose é a ingestão de patógenos, fragmentos de células mortas e partículas minúsculas por células especializadas chamadas fagócitos. A fagocitose pode ser comparada à "limpeza" no nível celular - permite que as células se livrem de elementos desnecessários ou perigosos.
Índice:
- O que é fagocitose?
- O papel da fagocitose no corpo
- Quais células têm a capacidade de fagocitar?
- Fagocitose - tipos
- fagocitose espontânea (chamada nativa)
- fagocitose facilitada
- Fagocitose - estágios
- Fagocitose - e o que vem a seguir?
- Maneiras de evitar a fagocitose por microrganismos
- Distúrbios de fagocitose
- Doença Granulomatosa Crônica
- Síndrome de Chediak-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, protozoários) usam a fagocitose como uma forma de retirar alimentos do ambiente externo.
Em humanos, a capacidade de fagocitar é usada principalmente pelas células do sistema imunológico.
A fagocitose pertence aos mecanismos de imunidade inata ou não específica. 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) do tecido.
A fagocitose permite a remoção de células mortas e danificadas do próprio corpo, o que por sua vez permite a regeneração e reconstrução eficientes de todos os tecidos.
A fagocitose é um tipo de endocitose, ou seja, a transferência de moléculas do ambiente externo para o interior 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 o puxa para dentro. Isso cria uma vesícula contendo uma partícula absorvida, chamada de fagossoma.
O conteúdo do fagossomo é então digerido com uma variedade de produtos químicos e enzimas. Todo o processo lembra o "comer" da partícula pela célula, o que também se reflete no termo fagocitose.
O nome vem do grego fago, que significa "comer, devorar".
A fagocitose ocorre em nosso corpo o tempo todo - bilhões de fagócitos estão constantemente "comendo" microorganismos perigosos, fragmentos de células mortas ou partículas desnecessárias. É um processo comum, embora extremamente complicado.
O reconhecimento correto do alvo pela célula fagocítica e a interação adequada entre o fagócito e o alvo de "ataque" requerem a colaboração contínua de uma variedade de proteínas, moléculas de sinalização, 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 corpo contra os patógenos. A penetração de um agente infeccioso no corpo inicia uma cascata de sinais para "chamar" as células fagocíticas para o local da infecção.
Começa a inflamação aguda, cujo papel é neutralizar o patógeno. Os fagócitos fluem com o sangue para a lesão, constituindo um dos mecanismos mais importantes da resposta imune primária. No local da inflamação, os fagócitos "comem" os patógenos e as células danificadas por eles.
No curso da infecção, ocorre outro tipo muito importante de fagocitose. É a chamada eferocitose.
O processo de eferocitose envolve engolir as células que estão morrendo à medida que a inflamação diminui. Depois que os fagócitos cumprem sua função e eliminam os patógenos, eles se tornam desnecessários.
Então eles morrem naturalmente, seguido de eferocitose, ou seja, "limpar o campo de batalha". Este tipo de fagocitose reduz a inflamação e permite que o corpo volte ao seu estado anterior à infecção.
Nesse ponto, vale ressaltar que a morte das células em nosso corpo é um processo que ocorre constantemente, não apenas em decorrência de infecção. Cada célula tem uma vida útil específica, após a qual morre e é substituída por uma nova. O processo de morte celular programada é denominado apoptose.
A apoptose é um fenômeno natural que permite que nossos tecidos se renovem constantemente. Para que as células mortas sejam substituídas por suas novas contrapartes, elas devem primeiro ser limpas. Como você pode facilmente adivinhar, essa também é tarefa dos fagócitos.
Células apoptóticas (morrendo) emitem sinais especiais na superfície de suas membranas celulares, que permitem seu reconhecimento e neutralização por fagócitos.
Nesse 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 permite o desenvolvimento, remodelação e renovação de todos os tecidos.
Quais células têm a capacidade de fagocitar?
As células capazes de realizar a fagocitose são chamadas de fagócitos. Dependendo da eficiência e eficácia da fagocitose, podemos distinguir os chamados fagócitos profissionais e não profissionais.
Os fagócitos não profissionais lidam com a fagocitose de forma "ocasional" - este processo não é sua tarefa principal. Às vezes, no entanto, existem partículas / fragmentos de células mortas nas proximidades dessas células que precisam de limpeza.
Então, eles mostram uma certa atividade fagocítica, 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, bem como 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 são especializados em fagocitose, embora cada um a execute de maneira um pouco diferente.
Os neutrófilos são as principais células responsáveis pelo desenvolvimento da inflamação aguda. Em circunstâncias normais, 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 os patógenos absorvidos.
Os monócitos, como os neutrófilos, circulam na corrente sanguínea, no entanto, eles podem deixar a corrente sanguínea e colonizar vários tecidos. Os monócitos maduros então se transformam em macrófagos de tecido. A fagocitose mediada por macrófagos é menos rápida e muito mais lenta. Os macrófagos são o principal pool de células encontradas em locais de inflamação crônica.
Fagocitose - tipos
A fagocitose é um processo complicado que depende do tipo de célula fagocítica, do objeto que está sendo fagocitado e de muitas moléculas intermediárias. Existem duas vias básicas de fagocitose:
- fagocitose espontânea (chamada nativa)
É uma fagocitose de ocorrência relativamente lenta que raramente está envolvida na resposta antimicrobiana. O papel da fagocitose espontânea é remover as células mortas e "limpar" os elementos desnecessários dos tecidos. Para iniciar a fagocitose espontânea, é necessário estimular a chamada "receptores necrófagos" principalmente presentes em macrófagos. Este tipo de fagocitose é de natureza antiinflamatória.
- fagocitose facilitada
A fagocitose facilitada é muito mais rápida e eficiente do que a fagocitose espontânea. Como resultado, é altamente eficaz na destruição de patógenos. Para que o processo de fagocitose aconteça de forma tão intensa, são necessárias - como o nome sugere - algumas instalações.
Como os fagócitos podem facilitar sua atividade? Um dos métodos mais comuns é a "marcação" especial de objetos que devem ser descartados. Este processo é denominado opsonização.
A essência da opsonização é a fixação de certas moléculas à superfície do microorganismo. Esse patógeno "marcado" é rapidamente atacado e destruído pelas células alimentares. As moléculas que permitem a opsonização são chamadas de opsoninas. Estes são principalmente anticorpos e componentes dos chamados o sistema de complemento.
As oponinas reconhecem os patógenos com eficiência, marcam-nos e, assim, facilitam significativamente o curso do processo de fagocitose.
Fagocitose - estágios
Já sabemos quais células, quando e por que, estão envolvidas na fagocitose. Então, vamos tentar acompanhar de perto este processo:
1. Ativação e influxo de fagócitos para o local da infecção
A penetração do microrganismo no corpo provoca a estimulação imediata do sistema imunológico. As células na porta 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. Desta forma, os fagócitos "aprendem" que foram infectados e ativados.
Os fagócitos ativados chegam ao local da infecção com o sangue. O influxo eficiente de fagócitos para o local correto é possível graças ao chamado quimiotaxia. É um 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 da infecção.
2. Reconhecimento do patógeno
Quando os fagócitos chegam ao local da infecção, eles começam a reconhecer os patógenos. Este processo é frequentemente facilitado por outras moléculas (consulte a seção 4 para fagocitose facilitada). Cada fagócito tem na superfície de sua membrana celular o chamado receptores, i.e. proteínas que permitem o reconhecimento de várias moléculas.
Quando os receptores responsáveis pelo reconhecimento de 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 celular do fagócito começa a envolver o patógeno, "escalando" suas bordas. Isso cria uma vesícula contendo o microorganismo. Essa vesícula, chamada de fagossomo, agora está dentro da célula fagocítica. Para tornar o microrganismo totalmente inofensivo, é necessário destruir o conteúdo do fagossoma.
Digestão do conteúdo do fagossomo
Para que o conteúdo do fagossomo seja digerido, é necessário enviar enzimas digestivas para o seu interior. Essas enzimas são armazenadas em vesículas especiais chamadas lisossomas.
O último estágio da fagocitose, portanto, requer a combinação do conteúdo dos lisossomos com o conteúdo do fagossomo - é assim que o chamado fagolisossomo.
As enzimas nos lisossomos podem quebrar a maioria dos produtos químicos complexos, destruindo o microorganismo. A eliminação de um patógeno com a participação de enzimas digestivas é chamada de independente de oxigênio.
Como você pode facilmente adivinhar, também há eliminação dependente de oxigênio. É muito mais rápido e eficaz, mas apenas alguns fagócitos podem fazer isso. A eliminação dependente de oxigênio ocorre apenas em células capazes de gerar os chamados "explosão de oxigênio".
Uma explosão de oxigênio é uma liberação repentina de espécies de oxigênio altamente reativas (por exemplo, peróxido de hidrogênio), que tem um forte efeito antimicrobiano. Uma explosão de oxigênio dá início a uma série de reações químicas que levam à rápida eliminação de patógenos. A destruição de micróbios dependente de oxigênio é característica principalmente de neutrófilos.
Fagocitose - e o que vem a seguir?
O processo de fagocitose termina com a digestão do conteúdo 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" para fora. No entanto, parte do material que sobrou após a digestão pode ser muito útil.
Alguns fagócitos também desempenham outras funções no sistema imunológico. Um bom exemplo são os 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 do sistema imunológico de microrganismos destruídos.
Após o fim da fagocitose do patógeno, o macrófago expõe parte do material fagocitado em sua superfície e, a seguir, "viaja" com ele por todo o corpo.
Cada célula do sistema imunológico que encontra "aprende" como reconhecer um patógeno específico. Este fenômeno é extremamente importante na construção de mecanismos eficientes de defesa antimicrobiana.
É importante saber também que o processo de fagocitose nem sempre termina com a destruição final do microrganismo. Existem patógenos que podem sobreviver dentro dos fagossomas 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 microrganismos
A fagocitose como meio de eliminar "oponentes biológicos" é um mecanismo muito antigo. Por esse motivo, alguns microrganismos conseguiram evoluir para 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 de tal patógeno é o staphylococcus aureus (latim. Staphylococcus aureus), produzindo toxinas que, ao destruir as membranas celulares dos fagócitos, causam a sua morte.
- extinção da resposta inflamatória
A inflamação na porta da infecção facilita a transmissão do sinal de infecção. Graças a ele, é possível a ativação e a chegada dos 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 opsonização
Opsonização, ou "marcação" especial de patógenos, é uma das maneiras mais eficazes de facilitar a fagocitose. Não admira que os micróbios tentem evitá-lo. Algumas cepas de estafilococos podem destruir as opsoninas ou ocultá-las em sua superfície.
- evitando o reconhecimento de fagócitos
Para que a fagocitose tenha início, é necessário reconhecer a nocividade de um determinado microrganismo pelo fagócito. Certos patógenos, como espiroquetas Treponema pallidum As causas da sífilis podem se ligar a seus antígenos de superfície semelhantes às células hospedeiras. O sistema imunológico então os reconhece como seus próprios, o que permite que os patógenos evitem a fagocitose.
- bloqueio da produção de fagossoma
Um dos principais estágios da fagocitose é envolver o microrganismo atacado com uma vesícula, que é então absorvida pela célula. Na natureza, entretanto, existem muitas maneiras de evitá-lo. Alguns micróbios produzem substâncias que rompem a parede do fagossomo. Um mecanismo diferente é usado pela vara de óleo azul (Pseudomonas aeruginosa) Esta bactéria produz um revestimento escorregadio (biofilme) em torno de si que evita a formação de bolhas.
- sobrevivência dentro do fagócito
O fagolisossomo se torna o local final de existência de patógenos durante a fagocitose. Seu ambiente é extremamente hostil; está cheio de enzimas e substâncias letais. No entanto, os microrganismos podem desenvolver mecanismos que os permitem sobreviver mesmo em condições tão difíceis. Um exemplo é a tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) Esta bactéria desenvolveu uma membrana celular especial com um conteúdo lipídico muito alto que não é afetado pelas enzimas digestivas padrão.
- escapar do fagossomo
Por mais incrível que pareça escapar do fagossoma, existem realmente micróbios que desenvolveram um mecanismo de defesa tão inteligente. Listeria monocytogenes produz substâncias que podem destruir a parede do fagossoma. Além do mais, esse patógeno, após escapar do fagossomo, pode se multiplicar dentro do fagócito e também sair mais além de seus limites.
Distúrbios de fagocitose
Um processo de fagocitose em bom andamento é de fundamental importância para o funcionamento eficiente do sistema imunológico. Distúrbios em certos estágios de fagocitose são a base das doenças de imunodeficiência. Exemplos de tais condições 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 falta de uma enzima adequada (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 enzimático é genético, portanto, ainda não há tratamento causal para a doença. A doença granulomatosa crônica causa infecções frequentes e a formação de abscessos e granulomas devido ao sistema inadequado de eliminação do patógeno intracelular.
Leia também: Granulomatose de Wegener: causas, sintomas e tratamento
- Síndrome de Chediak-Higashi
Na síndrome de Chediak-Higashi, há um defeito na fagocitose no estágio da conexão fagossomo-lisossoma. Uma mutação genética em uma das proteínas impede a transferência de enzimas digestivas para a vesícula que contém o patógeno, evitando assim sua eliminação.
Além de um comprometimento significativo da imunidade, albinismo e distúrbios do sistema nervoso também são característicos da síndrome de Chediak-Higashi.
Bibliografia:
- "Fagocitose: A Fundamental Process in Immunity" C. Rosales, E. Uribe-Querol, Biomed Res Int. 2017
- "Control of Phagocytosis by Microbial Pathogens" por C. Rosales, E. Uribe-Querol Front Immunol. 2017
- "Immunologia" K.Bryniarski, Edra Urban & Partner Wrocław 2017, 1ª edição
- "Phagocytosis: An Immunobiologic Process" S. Gordon, Immunity, Review, Volume 44, número 3, P463-475, 15 de março de 2016
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