Concetti Chiave
- L'attivazione dei macrofagi aumenta la loro capacità fagocitica e di distruzione intracellulare, grazie a fattori come TNF e citochine.
- La fagocitosi avviene attraverso la formazione di fagosomi, che si fondono con lisosomi per formare fagolisosomi, dove avviene la degradazione del materiale ingerito.
- All'interno dei fagolisosomi, i macrofagi attivano meccanismi di uccisione tramite la produzione di specie reattive, tra cui ossido nitrico e specie reattive dell'ossigeno.
- Le specie reattive dell'ossigeno sono generate dalla trasformazione dell'ossigeno molecolare e collaborano nell'attacco a molecole nel fagolisosoma.
- L'ossidasi fagocitica, che utilizza NADPH, è fondamentale per la produzione di superossido e altri reattivi, contribuendo così all'attività antimicrobica dei macrofagi.
Attivazione dei macrofagi
Questo processo di attivazione dei macrofagi va oltre la semplice produzione e rilascio di fattori, perché è uno degli eventi che contraddistinguono l’aumento della capacità fagocitica e della capacità di distruzione intracellulare del materiale ingerito.
Nel processo qui raffigurato intervengono vari fattori:
• TNF e citochine prodotte nelle fasi acute
•
• recettori per frammenti del complemento (recettore C3B)
• recettori di fagocitosi
Fagocitosi e fagolisosoma
La collaborazione di questi ha come risultato finale la protrusione della membrana che si chiude intorno al materiale che viene ingerito a formare il vacuolo intracellulare, il fagosoma (fagocitosi per materiale >0,5 micrometri). Una volta avvenuta la fusione tra fagosoma e lisosoma (o granuli presenti nei neutrofili) si ottiene il fagolisosoma e al suo interno può avvenire la degradazione del materiale.
Meccanismi di uccisione
All’interno di queste vescicole, vengono attivati una serie di “meccanismi di uccisione”, basati sulla produzione di specie reattive, che possono danneggiare il microorganismo.
I tipi di meccanismi sono:
• Produzione di ossido nitrico (NO), gas prodotto nella conversione da arginina a citrullina operata dalla sintasi dell’ossido nitrico.
La trascrizione del gene per l’enzima è regolata dalle citochine infiammatorie. (es. TNF alpha e interferone gamma)
Il gas è molto reattivo e si combina con altre molecole nel fagosoma: le specie reattive dell’ossigeno.
Specie reattive dell'ossigeno
• Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) derivano dalla conversione dell’ossigeno molecolare (O2) in anione superossido (O2-) e una volta che questo superossido è prodotto viene convertito dalla superossido dismutasi (SOD) in altre molecole es. perossido di idrogeno (H2O2).
• All’interno dei fagolisosomi le specie reattive si complessano anche con alogeni e formano degli acidi ipoalogenati es. acido ipoclorito. Tutti questi enzimi collaborano nel generare una serie di reattivi che attaccano le molecole (lipidi, proteine, materiale genetico, ...) contenute nel fagolisosoma.
Ossidasi fagocitica e NADPH
L’attività di formazione delle specie reattive, soprattutto di superossido, è dovuta all’azione di un complesso enzimatico chiamato ossidasi fagocitica che utilizza il NADPH (forma ridotta) quindi può anche essere chiamato NADPH ossidasi. Questo complesso si assembla da componenti presenti sulla superficie dei lisosomi nei macrofagi o su alcuni dei granuli nei neutrofili.
Il complesso chiamato b558, ancorato alla membrana, deve associarsi con proteine solubili presenti in forma inattiva e solo dopo che c’è stata l’attivazione di queste ultime, avviene la formazione di mediatori infiammatori (es. recettori dei peptidi formilati).
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei macrofagi nell'attivazione del sistema immunitario?
- Come avviene la degradazione del materiale ingerito dai macrofagi?
- Quali sono i meccanismi di uccisione attivati all'interno dei fagolisosomi?
I macrofagi, attraverso l'attivazione, aumentano la loro capacità fagocitica e di distruzione intracellulare, grazie all'azione di fattori come TNF e citochine, recettori per il complemento e recettori di fagocitosi.
Dopo la fagocitosi, il materiale viene racchiuso in un fagosoma che si fonde con un lisosoma, formando un fagolisosoma, dove avviene la degradazione del materiale tramite meccanismi di uccisione.
I meccanismi di uccisione includono la produzione di ossido nitrico e specie reattive dell'ossigeno, che danneggiano i microorganismi attraverso reazioni chimiche con molecole presenti nel fagolisosoma.
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