Síntesis sobre los mecanismos de destrucción de bacterias durante la fagocitosis

La fagocitosis es el proceso donde células de nuestra sangre especializadas para dicha actividad (leucocitos) persiguen, atrapan, ingieren y destruyen microorganismos y partículas extrañas.Son uno de nuestros métodos de defensa inmunológica más efectivos, e indispensable ante cualquier infección bacteriana. En muchos organismos superiores, la fagocitosis es tanto un medio de defensa ante microorganismos invasores como de eliminación e incluso el reciclaje de tejidos muertos, además es como una forma de nutrición para las células que realizan ésta función.

La fagocitosis se lleva acabo en células especializadas llamadas fagocitos, varias células en el cuerpo humano ejercen funciones fagocitarias principalmente las células blancas como: neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monocitos y macrófagos.

En general, el proceso de fagocitosis puede ser dividido en cuatro fases: quimiotaxis, adherencia, ingestión y digestión. A continuación se describen de manera breve cada una de ellas.

1. QUIMIOTAXIS

La quimiotaxis es el proceso, una vez activada la célula fagocítica, donde persigue el agente extraño que va a ser fagocitado mediante el gradiente de partículas químicas que desprende el microorganismo o partícula extraña, se desplaza rápida y eficazmente siguiendo este gradiente hasta poder adherirlo, rodearlo y fagocitarlo.El fagocito, durante este proceso de quimiotaxis también desprende mediadores quimiotácticos que utiliza para atraer a más células fagocíticas al tejido, aumentando así la efectividad del proceso de defensa contra la infección.

2. ADHERENCIA

Los microorganismos pueden adherirse a los fagocitos a través de dos mecanismos: directo o no inmune e indirecto o inmune.

Los primeros usan moléculas específicas expresadas en la superficie celular externa del microorganismo, están mediados principalmente por lectinas (lectinofagocitosis) y, por lo tanto, actúan antes del desarrollo de la inmunidad específica productora de anticuerpos.Hay otros ligandos diferentes a las lectinas denominadas adhesinas, que están presenten en las superficies de algunas bacterias. Los mecanismos de adhesión indirecta o inmune están mediados principalmente por moléculas del hospedero denominadas opsoninas, como las inmunoglobulinas y las fracciones del complemento, las cuales están subsecuentemente unidas a los receptores de los fagocitos y facilitan mucho el proceso de fagocitosis.

3. INGESTIÓN

Una vez que la célula fagocítica, gracias a sus receptores de membrana, a establecido contacto con el germen que debe ser fagocitado, o con moléculas de opzoninas que se encuentran adheridas a él, se produce un proceso de adherencia progresiva. La interacción receptor-ligando activa localmente el (motor) de la fase de ingestión: la miosina, la actina y las proteínas que unen la actina así, los microfilamentos de la actina que se encuentran en la región citoplasmática contigua al sitio donde se adhirió la partícula, entran en un proceso de polimerización que permite el plegamiento de la membrana plasmática en el sitio de contacto.Las prolongaciones de la membrana del fagocito rodean por completo el germen o la célula, se fusionan en la pared distal y forman una vacuola, cuya pared no es otra que una pared de la membrana celular que atrapa en su interior al germen o la célula anormal: fagosoma o vacuola fagocitaria. Durante la formación de la vacuola fagocitaria, una enzima que esta presente en la membrana del fagocito, la NAD+ es arrastrada al interior de la vacuola en donde se reduce a NADH+ para iniciar el proceso de destrucción del germen.

4. DIGESTIÓN

Una vez que el fagosoma está en el citoplasma comienza la desintegración del mismo, proceso que se realiza por mecanismos dependientes o independientes de oxígeno. El primero se da tras activarse rutas metabólicas que consumen oxigeno, lo cual produce la liberación de radicales libres del oxígeno, que son tóxicos para los microorganismos. En el segundo caso es donde

Hay dos formas de digestión: digestión dependiente de O2 y digestión independiente de O2.Dependiente: Producción de metabolitos de O2 que van producir la liberación de:

Radicales libres: durante el metabolismo oxidativo se forman superóxido y radicales hidroxilo muy reactivos y tóxicos para los microorganismos.

Independiente: Intervienen los lisosomas, los cuales se unen al fagosoma conformando un fagolisosoma, y liberando enzimas hidrolíticas que destruirán al antígeno.

La proteína bactericida PIP, que incrementa la permeabilidad de los microorganismos.

Lisozima, que hidroliza el enlace ácido murámico-N-acetilglucosamina que se encuentra en todas las membranas bacterianas.

La proteína básica principal o PBP, que es citotóxica para muchos parásitos, aunque su actividad bactericida está limitada.

A continuación se muestra una imagen donde se pueden apreciar los pasos anteriores más desglosados y con una mejor explicación de los mismos.Se describen de la siguiente manera:

1. Quimiotaxis y adherencia del microbio al fagocito.

2. Ingestión del microbio por el fagocito.

3. Formación del fagosoma.4. Fusión del lisosoma primario

con el fagosoma. Formación del fagolisosoma (lisosoma secundario).

5. Digestión del microbio.6. Formación del cuerpo

residual con el material indigerible.

7. Exocitosis del contenido del cuerpo residual.

Como se puede observar, son los mismos pasos (que los cuatro primeros) pero más numerosos con la excepción de la presencia de exocitosis como último. Para dejar aclarado el punto, la exocitosis es el proceso de transporte activo por el cual las células expulsan las macromoléculas de su citoplasma, transportándolas mediante vesículas hacia el medio externo y liberándolas mediante la deformación temporal de la membrana plasmática. Aquí se podría marcar el final del proceso de la fagocitosis completa de mejor manera.

Literatura consultada. Rojas, O. y Arce, P. (2003). Fagocitosis: mecanismos y consecuencias. Primera

parte. Bioquimia. 28 (4).

Sin Autor (2010). Fagocitosis y degranulación. [ONLINE] Available at: http://www10.uniovi.es/anatopatodon/modulo5/tema01_caracteristicas/05fagocitosis.htm. [Last Accessed 21 de noviembre de 2014].

Pantoja, E. (2013). Quimiotaxis: Persecuciones celulares. [ONLINE] Available at: http://scykness.wordpress.com/2013/02/08/quimiotaxis-persecuciones-celulares/. [Last Accessed 21 de noviembre de 2014].

Ángeles, E. et al (2008). Fagocitosis. [ONLINE] Available at: http://www.angelfire.com/ultra/dr_cocktez/Fagocitois_WWW_doc.htm. [Last Accessed 21 de noviembre de 2014].

Tortora, G. et al, (2010). Introducción a la microbiología. 9º ed. Buenos Aires, Argentina: Editorial Médica Panamericana.