Fagocitosi: come i globuli bianchi inglobano e distruggono i patogeni
La fagocitosi è un pilastro dell'immunità innata. Globuli bianchi specializzati chiamati fagociti inglobano e distruggono minacce particellari — batteri, funghi, cellule morte, detriti, complessi immunitari — proteggendo l'organismo da infezione e ripulendo scarti cellulari.
Fagociti chiave
- Neutrofili (PMN): Primi soccorritori arrivano in minuti-ore. Brevi ma altamente efficaci, scatenano scoppio ossidativo per uccidere microbi.
- Macrofagi: Cellule tessuto-residenti derivate da monociti. Più longeve, fagocitano, presentano antigeni, secernono citochine, aiutano riparazione tessuti.
- Monociti: Precursori circolanti che migrano nei tessuti e differenziano in macrofagi.
- Cellule dendritiche: Specializzate nel catturare antigeni e presentarli a linfociti T, collegando immunità innata e adattativa.
Passaggi della fagocitosi
- Riconoscimento e opsonizzazione
- Recettori pattern recognition (PRR come TLR, NLR, CLR) rilevano pattern molecolari associati patogeni (PAMP) come LPS batterico, peptidoglicano, β-glucano fungino.
- Opsonine migliorano legame: IgG (via recettori Fcγ), frammenti complemento C3b/iC3b (via CR1/CR3), collettine, pentraxine.
- Inglobamento
- Legame recettore-ligando innesca estensione membrana guidata da actina, formando una coppa fagocitaria che si chiude intorno al bersaglio, creando un fagosoma legato a membrana.
- Segnalazione FcγR e recettori complemento innescano distinti riarrangiamenti citoscheletrici.
- Maturazione fagosoma e formazione fagolisosoma
- Il fagosoma fonde sequenzialmente con endosomi precoci, tardivi, e lisosomi.
- Acidificazione via pompe v-ATPase abbassa pH a ~4,5–5,0.
- Enzimi idrolitici ed effettori antimicrobici consegnati.
- Uccisione e digestione (due vie parallele)
- Ossigeno-dipendente (scoppio respiratorio): NADPH ossidasi (NOX2) genera superossido (O₂•⁻), convertito a H₂O₂, poi ad acido ipocloroso (HOCl) via mieloperossidasi, più radicali idrossili (•OH) e HOBr. Questi ossidanti distruggono proteine, lipidi, DNA.
- Ossigeno-indipendente: Proteasi (cathepsine, elastasi), lisozima, defensine, proteina battericida/aumentata permeabilità (BPI), lattoferrina, basso pH, deprivazione nutrienti.
- Risoluzione
- Materiale indigeribile forma corpo residuo, espulso via esocitosi o immagazzinato in lisosomi.
- Elaborazione antigenica: peptidi caricano su MHC II per attivazione linfociti T CD4+ (macrofagi, cellule dendritiche).
- Neutrofili possono subire NETosi — espellere cromatina costellata proteine antimicrobiche come trappole extracellulari neutrofiliche (NET) per catturare e uccidere patogeni extracellulari.
Rilevanza clinica
- Malattia granulomatosa cronica (CGD): Difetto NOX2 porta a infezioni ricorrenti catalasi-positive e formazione granulomi.
- Sindrome Chediak-Higashi: Difetto traffico vescicole causa granuli giganti e uccisione compromessa.
- Deficit adesione leucocitaria (LAD): Difetto integrina compromette reclutamento siti infezione.
- Evasione patogeni: Capsule inibiscono opsonizzazione; patogeni intracellulari (Mycobacterium, Listeria) sopravvivono dentro fagociti; alcuni batteri secernono tossine che uccidono fagociti.
Significato
La fagocitosi è la prima linea di difesa cellulare contro l'invasione. Non solo elimina patogeni immediatamente ma elabora antigeni per presentazione, collegando così immunità innata e adattativa. Comprendere i suoi meccanismi illumina sia la difesa dell'ospite che le strategie dei patogeni per sovvertirla.