La Fagocitosi

Attuata da cellule chiamate fagociti (neutrofili e macrofagi)

Deriva dal greco, phago, 'mangiare' e kytos, 'cellula‘

Processo di ingestione cellulare di particelle o sostanze estranee potenzialmente dannosi per

l’organismo

Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato

•Il citoplasma ha granuli contenenti enzimi quali: lisozima, collagenasi, elastasi•Prodotti dal midollo osseo stimolati dal granulocyte macrophage colony-stimulating factor (G-CSF)•Un individuo adulto produce 1*1011 neutrofili/g che rimangono in circolo per circa 6 ore•Se non viene ‘reclutato’ nella sede d’infezione entro poche ore dall’arrivo del microrganismo, va incontro a Morte Cellulare Programmata e fagocitato dai macrofagi di fegato e milza

Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato

Monocita

•Andando incontro a divisione cellulare si differenziano nei tessuti in MACROFAGI, cellule effettrici dell’immunità innata e specifica per l’eliminazione dei microrganismi•Originano nel midollo osseo e rimangono in circolo 1-2 g •Risiedono in punti strategici di entrata dei microrganismi: tessuto connettivo epiteliale, interstizi degli organi …

Monocita

Neutrofilo Macrofago

•Rimane in circolo per 6 ore

•Media le prime fasi della risposta

infiammatoria

Rimane in circolo per 1-2 giorni

Rispondono più tardi ai

microrganismi ma durano più a

lungo

Fasi della fagocitosi

•RICONOSCIMENTO

•INGESTIONE E FORMAZIONE DEL

FAGOSOMA

•FORMAZIONE DEL FAGOLISOSOMA

•DIGESTIONE

Fasi della fagocitosi

riconoscimento

ingestione e formazione del

FAGOSOMA

fusione col LISOSOMA

formazione del FAGOLISOSOMA

digestione

Riconoscimento e ingestione del microrganismo

I fagociti esprimono RECETTORI DI SUPERFICIE che:• riconoscono il microrganismo nel torrente ematico e nei tessuti• stimolano neutrofili e macrofagi a produrre Citochine e Sostanze Microbicide• stimolano l’ulteriore migrazione di neutrofili e macrofagi verso la sede dell’infezione

RECETTORE LIGANDO

REC. PER IL MANNOSIO

Mannosio e Fucosio di glicoproteine e glicolipidi dei microbi

REC. SCAVENGER lipoproteine a bassa densità (LDL) modificate (ossidate o acetilate)

REC. TOLL-LIKE (TLR) LPS microbici, proteoglicani di origine batterica, sequenze CpG non metilate

REC. A 7 ELICHE TRANSMENBRANA

residui N-FormilMetioninici batterici, chemochine (CXC) ad es. IL8, prodotti proteolitici del complemento C5a, fattore attivante piastrine (PAF), prostaglandine E (PGE), leucotrieni (LTB4)

REC. PER LE CITOCHINE

IFNγ

Recettori per

Formazione del fagosoma

Il fagocita estende delle estroflessioni di membrana intorno al microrganismo che si chiudono a cerniera attorno ad esso, formando una vescicola intracellulare detta FAGOSOMA

Formazione del fagolisosoma

Il LISOSOMA è una vescicola (organello) responsabile della degradazione e digestione (distruzione) di molecole endogene ed esogene ingerite dalla cellula.

La degradazione avviene grazie a enzimi idrolitici (dette "idrolasi acide“ quali lisozima, collagenasi, elastasi) contenuti nell'organello che degradano proteine, lipidi e carboidrati che li costituiscono.

La fusione del LISOSOMA col FAGOSOMA dà il

FAGOLISOSOMA

Meccanismi di uccisione

Meccanismi O dipendenti: produzione di ROS (radicali attivi dell’ossigeno)

Meccanismi di uccisione

Meccanismi O indipendenti

l’uccisione avviene tramite diverse sostanze contenute nei lisosomi:

il lisozima, le proteine cationiche, le defensine e la lattoferrina.

Meccanismi di uccisione

Meccanismi N dipendenti

attraverso l’azione dell’enzima SINTETASI INDUCIBILE MONOSSIDO DI AZOTO (iNOS)

che catalizza la conversione daARGININA→CITRULLINA

si formano nei composti reattivi dell’azoto come il Monossido di Azoto (NO)

nei FAGOLISOSOMI il monossido di azoto (NO)

si può combinare con il perossido d’idrogeno (H2O2)

o con il superossido (O2- )

per formare perossinitrito (ONO2

-)radicale altamente reattivo che uccide i microbi,

secondo le reazioni:

H2O2 + NO2- → ONOO- + H2O

O2- + NO → ONO2

-

Autofagia

Pathway di degradazione intracellulare di sostanze citoplasmatiche come citosol, aggregati proteici e organelli, mediata dagli

Autofagosomi

formazioni a doppia membrana che legano e trasportano vescicole e lisosomi per la degradazione e il riciclaggio

Mitocondri→MitofagiaPerossisomi→PerossifagiaRibosomi→RibofagiaBatteri e virus→XenofagiaVacuoli→Citoplasma a targeting vacuolare (CVT)

DIFETTI dell’AUTOFAGIA: associati a malattie infettive, neurodegenerazione e cancro

Fasi dell’autofagia

INDUZIONE→individuazione del ‘cargo’

NUCLEAZIONE→ formazione dell’AUTOFAGOSOMA attorno al cargo

ESPANSIONE e COMPLETAMENTO dell’ autofagosoma

FUSIONE DELL’ AUTOFAGOSOMA coi LISOSOMI e formazione dell’ AUTOFAGOLISOSOMA

DIGESTIONE e RICICLO macromolecole ottenute dalla degradazione

In condizione di presenza di nutrienti TOR e altre kinasi inducono iperfosforilazione di ATG13 e ipofosforilazione di ATG1 nel complesso ATG1/ATG13 promuovendone la loro dissociazione.In condizione di poco nutrimento ATG1 e ATG13 e le subunità accessorie ATG101 e FIP200 sono assemblateIl complesso ATG1/ATG13 attivato promuove il legame di ATG9 e l’inizio della formazione dell’AutofagosomaIl fattore VPS34 con altri cofattori media l’aggiunta di PI3P (fosfatidilinositolo 3 fosfato) alla fagospora che ne provoca la nucleazioneIl complesso ATG12/ATG5/ATG16 permette invece l’espansione della fagospora e la sua chiusura mediata da ATG8 e PE (fosfatidiletanolamina)ATG8-PE mediata dal fattore FYCO permette l’aggancio dell’autofagosoma al microtubulo e il suo trasporto attraverso il tonoplastoInfine c’è la degradazione del ‘cargo’