¿Qué es la fagocitosis y cómo actúa a nivel celular?

En este artículo exploraremos en detalle la fagocitosis, un proceso biológico fundamental mediante el cual ciertas células engullen partículas grandes o patógenos utilizando su membrana plasmática.

¿Qué es exactamente la fagocitosis y cuáles son sus orígenes históricos?

La fagocitosis es el proceso por el cual una célula utiliza su membrana plasmática para engullir una partícula grande de un tamaño igual o mayor a 0,5 micrómetros, dando lugar a un compartimento interno conocido como fagosoma. Este mecanismo forma parte de la endocitosis y resulta crucial tanto para la nutrición de organismos unicelulares como para la defensa en organismos pluricelulares. Históricamente, el fenómeno fue observado por primera vez en 1876 por el médico canadiense William Osler, y posteriormente estudiado y nombrado de forma rigurosa por Élie Metchnikoff entre 1880 y 1883.

¿Cuáles son las diferencias entre la fagocitosis y otros mecanismos de transporte celular?

Dentro de los mecanismos de transporte a través de membranas biológicas, la fagocitosis se clasifica específicamente dentro de la citosis y la endocitosis, diferenciándose claramente de la pinocitosis, la potocitosis y la eferocitosis. Mientras que la pinocitosis implica la captura de líquidos y pequeñas sustancias disueltas de manera no específica, la fagocitosis se especializa en la internalización de estructuras voluminosas o corpúsculos celulares enteros. Asimismo, contrasta con la exocitosis, proceso mediante el cual las células expulsan material hacia el exterior.

¿Cómo se desarrolla el proceso físico y molecular de la fagocitosis en los tejidos?

El proceso de fagocitosis involucra interacciones moleculares altamente reguladas entre la superficie de la célula fagocítica y el objeto a ingerir. La absorción del material está facilitada por el sistema contráctil de actina y miosina presente en el citoesqueleto. Una vez que el patógeno o desecho es reconocido mediante receptores específicos, la membrana del fagocito se extiende rodeando la partícula para formar una estructura temporal y posteriormente sellarla, originando el fagosoma que se desplazará hacia el interior celular.

¿Qué células actúan como fagocitos profesionales en el sistema inmunitario?

En los organismos pluricelulares, la respuesta inmunitaria innata depende en gran medida de un grupo especializado de células conocidas como fagocitos profesionales. Entre estos destacan los neutrófilos, los monocitos, los macrófagos y las células dendríticas. Los neutrófilos patrullan activamente el torrente sanguíneo y migran con rapidez hacia los tejidos infectados para destruir patógenos de forma directa. Por su parte, los macrófagos actúan como células residentes de larga vida en los tejidos, encargándose de limpiar restos celulares y coordinar la respuesta inflamatoria y defensiva.

¿Cómo destruyen los fagocitos a los patógenos una vez ingeridos?

Una vez formado el fagosoma, este orgánulo se desplaza hacia el centrosoma y se fusiona con los lisosomas celulares para originar un fagolisosoma. Dentro de esta estructura ácida, la degradación del material puede realizarse mediante vías dependientes del oxígeno o independientes del oxígeno. La vía dependiente del oxígeno utiliza especies reactivas derivadas del metabolismo de NADPH y la mieloperoxidasa para generar compuestos oxidantes tóxicos, mientras que la vía independiente del oxígeno emplea lisozimas, defensinas y diversas enzimas hidrolíticas para desintegrar los componentes microbianos.

¿Qué papel juega la fagocitosis en la eliminación de células apoptóticas?

Además de combatir agentes infecciosos externos, la fagocitosis cumple una función vital en la limpieza de células propias que han entrado en apoptosis, un proceso específico conocido como eferocitosis. Las células moribundas exponen en su superficie moléculas señalizadoras como la fosfatidilserina, las cuales son detectadas por receptores en los macrófagos. La correcta eliminación de estos restos celulares previene la acumulación de material autoinmune y evita trastornos inflamatorios sistémicos crónicos.

Sources & Further Reading

• Ambrose, Charles T. (2006). The Osler slide, a demonstration of phagocytosis from 1876. Cellular Immunology, 240(1), 1-4. DOI: 10.1016/j.cellimm.2006.05.008
• Gordon, Siamon (2016). Phagocytosis: An Immunobiologic Process. Immunity, 44(3), 463-475. DOI: 10.1016/j.immuni.2016.02.026
• Uribe-Querol, Eileen; Rosales, Carlos (2020). Phagocytosis: Our Current Understanding of a Universal Biological Process. Front Immunol., 11, 1066. DOI: 10.3389/fimmu.2020.01066
• Travers, Paul; Walport, Mark; Janeway, Charles (2012). Janeway's immunobiology. Garland Science. ISBN: 978-0-8153-4243-4