Tipos de citotoxicidad y papel de las células mieloides
Las células mieloides utilizan varias estrategias diferentes para neutralizar las amenazas, cada una de las cuales se activa según el tipo de patógeno.
- Fagocitosis. Es la digestión intracelular clásica. Principalmente es tarea de los monocitos y macrófagos, a los que se denomina fagocitos «profesionales». En un grado moderado, la capacidad de engullir partículas también es característica de los eosinófilos, basófilos y mastocitos.
- Citólisis extracelular. Esta vía es críticamente importante para la defensa antipasitaria y antitumoral del organismo. Los principales ejecutores aquí son los eosinófilos y neutrófilos, que liberan su contenido al exterior.
- Citólisis por contacto. El tercer tipo de citotoxicidad mieloide. Sus dianas son directamente los propios patógenos, así como las células del organismo huésped que ya han sido infectadas por ellos.
Etapas del establecimiento del contacto
Un requisito previo y obligatorio para iniciar la citólisis por contacto es la aproximación estrecha entre la célula efectora y la célula diana. Este proceso está estrictamente regulado y transcurre en dos etapas sucesivas.
1. Adhesión inespecífica En esta etapa se asegura la adhesión mutua inicial y firme de las células entre sí.
- En la superficie de la célula mieloide, esta tarea la realizan las moléculas de integrinas. Principalmente interviene la beta2-integrina LFA-1.
- En la superficie de la célula diana, las moléculas de la superfamilia de las inmunoglobulinas se unen a ellas, principalmente los receptores ICAM-1 e ICAM-2.
2. Reconocimiento receptor específico Tras la unión primaria, la célula mieloide debe confirmar que se encuentra realmente ante una diana. Esto ocurre mediante el reconocimiento de opsoninas en la superficie de la célula infectada.
- Ligandos (en la diana): como marcadores específicos actúan las regiones Fc de los anticuerpos de clase IgG, así como fragmentos de los componentes del sistema del complemento (por ejemplo, la proteína iC3b).
- Receptores (en el efector): las células mieloides utilizan receptores Fc para el reconocimiento de anticuerpos. El receptor Fc-gamma-RI se expresa en macrófagos y células activadas, mientras que Fc-gamma-RIIA y Fc-gamma-RIII están presentes en todas las variedades de la línea mieloide. Para el reconocimiento del complemento se utilizan los receptores CR correspondientes.
Mecanismos de destrucción: transmisión de la señal letal
Tan pronto como se establece un contacto específico firme, la célula mieloide transmite una señal letal a la célula diana que conduce inevitablemente a la apoptosis. Aunque los mecanismos moleculares exactos de esta destrucción aún se están estudiando, se ha demostrado la participación de tres vías principales:
- Exocitosis de fagolisosomas. El efector libera sustancias tóxicas directamente en la zona de contacto intercelular. La eficacia de esta liberación aumenta exponencialmente debido precisamente a la estrecha adhesión previa.
- Secreción de citocinas. La célula mieloide secreta factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa). Esta citocina se une al receptor TNFRI en la superficie de la diana, desencadenando la cascada de muerte.
- Inductores de apoptosis de membrana. La señal de muerte puede transmitirse a través del contacto directo de moléculas de membrana —el ligando Fas y TRAIL— con sus receptores especializados en la diana (receptor Fas, DR3, DR4).
Nota: También existe la vía de las granzimas de destrucción, en la cual se introducen enzimas tóxicas dentro de la diana. Sin embargo, para las células mieloides este mecanismo es improbable. Requiere una especialización altísima, la cual es característica únicamente de las células linfoides (células asesinas naturales o natural killers y linfocitos T citotóxicos).
Características de la citólisis por contacto
Un papel fundamental en la citólisis por contacto lo desempeñan los llamados «macrófagos armados». Se trata de una variedad especial de células ya activadas en cuya superficie se encuentran fijados de antemano anticuerpos listos para reconocer instantáneamente la amenaza.
A pesar de toda la complejidad del proceso, la citólisis por contacto no es el principal mecanismo efector de defensa de las células mieloides. Esto se debe a sus características funcionales biológicas y a la necesidad objetiva del organismo. La naturaleza ha asignado al linaje mieloide otras tareas prioritarias, principalmente la fagocitosis a gran escala y la iniciación de la inflamación.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué sustancias tóxicas liberan las células mieloides durante la exocitosis de fagolisosomas?
Durante la exocitosis de fagolisosomas, las células mieloides liberan diversas sustancias tóxicas al espacio extracelular. Entre los principales productos de la degranulación se encuentran:
- Derivados del óxido nítrico (NO): poseen una marcada acción citotóxica.
- Productos del estallido respiratorio (O2-, H2O2): especies reactivas del oxígeno generadas de novo.
- Hidrolasas ácidas: enzimas activas a valores bajos de pH.
- Enzimas lisosomales: aseguran la digestión extracelular de las células y sus componentes.
Estas sustancias se liberan directamente en la zona de contacto con la diana, asegurando la citólisis extracelular.
¿En qué se diferencia el mecanismo de destrucción de las células mieloides de la citotoxicidad de las células NK y los linfocitos T?
La principal diferencia radica en que la entrega de granzimas al interior de la célula diana es improbable para las células mieloides, mientras que las células NK y los linfocitos T citotóxicos se caracterizan por el mecanismo de perforina-granzima. Las células mieloides utilizan la exocitosis de fagolisosomas, la secreción de citocinas (como el TNFα) y los inductores de apoptosis de membrana, incluyendo el ligando Fas y TRAIL. Las células NK y los linfocitos T citotóxicos emplean las vías de citólisis dependiente de perforina-granzima y de Fas.
¿Qué enzimas y moléculas aseguran la digestión intracelular de los patógenos durante la fagocitosis?
La digestión intracelular de patógenos en los fagolisosomas está asegurada por un complejo de enzimas y moléculas bactericidas. Entre los factores principales se encuentran:
- Especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (O2-, H2O2, NO): radicales e iones altamente reactivos.
- Hidrolasas ácidas: mieloperoxidasa, 5'-nucleotidasa, $\beta$-arilsulfatasa, $\beta$-glucuronidasa, glicerofosfatasa ácida y glicosidasas.
- Proteínas catiónicas: serprocidinas (catepsina G, elastasa, azurocidina), lisozima y lactoferrina.
- Péptidos bactericidas: defensinas $\alpha$ y $\beta$, catelicidinas.
- Fosfatasa alcalina: enzima de los gránulos específicos.
La función principal de estas sustancias consiste en degradar los microorganismos destruidos.
Para recordar las etapas del contacto, imagine un control de acceso: primero las células «se dan la mano» (adhesión inespecífica a través de LFA-1 e ICAM) y luego el macrófago «revisa la documentación» de la diana (reconocimiento específico de opsoninas a través de receptores Fc y CR).
Preguntas de clases y exámenes
¿Es la citólisis por contacto el arma principal de las células mieloides?
No, la citólisis por contacto no es su principal mecanismo efector. La principal reacción defensiva de los monocitos y macrófagos sigue siendo la fagocitosis clásica.
¿Qué son los macrófagos «armados»?
Son macrófagos activados en cuya superficie se han fijado previamente anticuerpos, lo que acelera y facilita significativamente el reconocimiento específico de la diana durante la citólisis.
¿Pueden los macrófagos destruir dianas utilizando granzimas?
Esto es sumamente improbable. El uso de granzimas requiere una alta especialización celular y es un rasgo distintivo de las células asesinas naturales (células NK) y los linfocitos T citotóxicos.
Qué más repasar sobre el tema
- Estructura y funciones de las moléculas de adhesión: integrinas (LFA-1) y superfamilia de inmunoglobulinas (ICAM)
- Clasificación detallada de los receptores Fc de las células mieloides
- Mecanismos de citólisis extracelular en la inmunidad antipasitaria
- Cascada molecular de apoptosis durante la activación de los receptores Fas y los receptores DR3/DR4
- Papel del sistema del complemento y los receptores CR en la opsonización
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