Scoppio respiratorio: Come fagociti usano ROS per uccidere patogeni

Lo scoppio respiratorio (burst ossidativo) è un rapido, transitorio aumento consumo ossigeno da fagociti (neutrofili, monociti, macrofagi) che genera specie reattive ossigeno (ROS) per uccidere microbi ingeriti. È pietra angolare immunità innata.

Meccanismo molecolare

1. Attivazione: PAMPs/DAMPs ingaggiano recettori Fcγ, recettori complemento, TLRs → attivazione PKC, reclutamento Rac GTPasi.
2. Assemblaggio NADPH ossidasi (NOX2): Componenti membrana (gp91^phox/NOX2, p22^phox) + componenti citosolici (p47^phox, p67^phox, p40^phox, Rac) → complesso attivo.
3. Trasferimento elettroni: NADPH → FAD → eme → O₂ → superossido (O₂•⁻).
4. ROS downstream: Superossido → (SOD) H₂O₂ → (mieloperossidasi) HOCl; radicale idrossile (•OH) via reazioni Haber-Weiss/Fenton.

Azioni microbicide

• HOCl: Clorina proteine, lipidi, DNA — potente agente battericida.
• H₂O₂: Diffonde, danneggia membrane ed enzimi.
• •OH: Ossidazione indiscriminata biomolecole.
• Deprivazione nutrienti: Catabolismo triptofano da IDO affama patogeni.

Regolazione e patologia

• Malattia granulomatosa cronica (CGD): Mutazioni NOX2 → assente burst → infezioni ricorrenti catalasi-positive, formazione granulomi.
• ROS eccessivi: Danno tessuti in SDRA, ischemia-riperfusione, vasculiti.
• Modulazione: Citochine anti-infiammatorie (IL-10), antiossidanti, pathway checkpoint immunitari.

Misurazione

• Dihidrorodamina (DHR) citometria flusso — standard diagnostico per CGD.
• Test slide nitroblue tetrazolium (NBT) (metodo più vecchio).

Lo scoppio respiratorio è essenziale per difesa ospite; sua deficienza o disregolazione causano sindromi malattia severe, distinte.