Unión de inmunoglobulinas, complemento y lectinas
En la superficie de los fagocitos se presenta un amplio espectro de estructuras que les permiten interactuar con patógenos opsonizados y desencadenar la respuesta inmunitaria.
- Receptores de lectina. Reconocen estructuras de carbohidratos de los microorganismos. Los neutrófilos y monocitos poseen dectina-1 en su membrana. Los eosinófilos carecen de receptores de lectina, mientras que los monocitos, por el contrario, expresan adicionalmente la molécula específica DC-SIGN.
- Receptores Fc. Necesarios para la unión de anticuerpos. Comunes a los tres tipos celulares en reposo son FcγRII, FcγRIII y FcαR (este último aparece en los monocitos solo tras la activación). Los eosinófilos se diferencian por la presencia de receptores para inmunoglobulina E: FcεRI y FcεRII. Al pasar al estado activo, tanto los neutrófilos como los eosinófilos comienzan a expresar FcγRI (presente en los monocitos desde el inicio).
- Receptores del sistema del complemento. Permiten a las células responder a los componentes de la cascada del complemento. Todas las células estudiadas poseen CR1 y C3aR. Los neutrófilos y monocitos portan además CR3 y C5aR. Los monocitos son únicos por la presencia de CR4, y los neutrófilos, por el receptor C5L2.
Receptores de citocinas y quimiocinas
Para coordinar acciones con otros participantes de la respuesta inmunitaria, los fagocitos utilizan receptores para mediadores solubles de la inflamación.
Respecto a las citocinas, los monocitos poseen el arsenal más rico: perciben señales de M-CSF, GM-CSF, interferones (IFNγ, IFNα/β) y toda una cascada de interleucinas (IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-6, IL-10, IL-15, IL-21) y TNFα. Los eosinófilos responden selectivamente a GM-CSF, IL-3, IL-4, IL-5 e IL-13. Los neutrófilos tienen receptores para G-CSF, GM-CSF, IL-3 e IL-17.
El sistema de receptores de quimiocinas permite a las células desplazarse según el gradiente de concentración de sustancias atrayentes. Los neutrófilos se orientan mediante receptores con el motivo CXC (CXCR1, CXCR2, CXCR3, CXCR4). Los eosinófilos se basan en receptores CC (CCR1, CCR2, CCR3, CCR5). Los monocitos utilizan un conjunto combinado: CCR1, CCR2, CCR3, CCR5 y el receptor específico de fractacina CX3CR1.
Moléculas de adhesión celular y presentación de antígenos
Para salir del torrente sanguíneo hacia los tejidos y realizar la interacción intercelular, los fagocitos requieren integrinas.
- Los neutrófilos utilizan integrinas β2 (LFA-α, Mac-1, αDβ2) y el receptor ICAM-2.
- Los eosinófilos portan la integrina β1 (VLA-4) y la integrina β2 (αDβ2).
- Los monocitos poseen el repertorio más amplio: múltiples integrinas β1 (VLA-1, VLA-2, VLA-4, VLA-5, VLA-6), integrinas β2 (LFA-1, Mac-1, p150, p45, αDβ2), así como receptores ICAM-2 y ICAM-3.
La interacción con los linfocitos requiere la participación de moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC). Las moléculas de clase MHC-I están presentes en todas las células por defecto. Las moléculas MHC-II se encuentran inicialmente solo en los monocitos (su cantidad aumenta durante la activación), mientras que en neutrófilos y eosinófilos aparecen exclusivamente tras la estimulación.
Entre las moléculas coestimuladoras, los neutrófilos no tienen marcadores específicos. En los eosinófilos activados aparece CD154. Los monocitos en reposo expresan débilmente CD86, y durante la activación se presentan fuertemente en su membrana CD80 y CD86. Otros marcadores de superficie importantes son CD14 y CD13 (neutrófilos y monocitos) y CD9 (eosinófilos).
Estructura interna: gránulos de los neutrófilos
El principal arma de los neutrófilos es su aparato secretor. Los gránulos de los neutrófilos son una forma especializada de lisosomas y se dividen en cuatro variedades: azurófilos (primarios), específicos (secundarios), gelatinasas (terciarios) y vesículas secretoras.
Los dos primeros tipos desempeñan un papel especial:
- Gránulos específicos (secundarios). Sus enzimas son más activas en un medio neutro o ligeramente alcalino. Contienen lactoferrina, lisozima, fosfatasa alcalina y la proteína BPI (responsable de la unión de la vitamina B12). Los marcadores de estos gránulos son la propia lactoferrina y la molécula de superficie CD66. La principal característica de los gránulos secundarios es la alta concentración de la enzima NADPH oxidasa. Cataliza la formación de especies reactivas del oxígeno (ROS), desencadenando el llamado «estallido respiratorio». Las ROS actúan precisamente como el principal factor bactericida de los fagocitos.
- Gránulos azurófilos (primarios). A diferencia de los específicos, su contenido funciona a valores de pH ácidos. Deponitan un potente arsenal de hidrolasas y otras enzimas destructivas, entre las cuales la más importante es la mieloperoxidasa.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cuál es la composición enzimática de los gránulos azurófilos de los neutrófilos?
La composición enzimática de los gránulos azurófilos (primarios) de los neutrófilos incluye un amplio conjunto de hidrolasas ácidas, proteasas neutras y otras enzimas cuyo óptimo de acción se encuentra en medio ácido.
- Enzimas — $\alpha$-fucosidasa, 5'-nucleotidasa, $\beta$-galactosidasa, arilsulfatasa, $\alpha$-manosidasa, N-acetilglucosaminidasa, $\beta$-glucuronidasa, glicerofosfatasa ácida, lisozima (muramidasa).
- Proteasas neutras (serprocidinas) — catepsina G, elastasa, colagenasa, azuracidina.
- Enzima marcador (mieloperoxidasa) — cataliza la formación de compuestos halogenados bactericidas.
¿Qué receptores tipo Toll (TLR) expresan los monocitos?
Los monocitos expresan un conjunto sumamente diverso de receptores tipo Toll (TLR 1-11), lo que les permite reconocer prácticamente todos los principales grupos de patrones.
- Receptores de superficie (TLR-1, TLR-2, TLR-4, TLR-5, TLR-6, TLR-11) — se expresan en la membrana plasmática celular.
- Receptores intracelulares (TLR-3, TLR-7, TLR-8, TLR-9) — se localizan en las membranas de los gránulos citoplasmáticos y reconocen ácidos nucleicos extraños.
La expresión de TLR-2 y TLR-4 aumenta bajo la influencia de patrones moleculares asociados a patógenos y citocinas; la de TLR-7, bajo la influencia de citocinas; y la de TLR-8 y TLR-9, bajo la influencia del IFN$\gamma$.
¿Qué subunidades forman parte del complejo enzimático NADPH oxidasa de los fagocitos?
El complejo enzimático NADPH oxidasa de los fagocitos incluye componentes de membrana y citosólicos, los cuales se encuentran separados en la célula en reposo.
- Componente de membrana (flavocitocromo b558) — consta de las subunidades $\alpha$ (p22$^{phox}$) y $\beta$ (gp91$^{phox}$), y está unido a la proteína Rap1a.
- Componentes citosólicos (p47$^{phox}$, p67$^{phox}$, p40$^{phox}$, Rac-2) — cuatro proteínas (incluyendo la GTPasa Rac-2), cuya unión es necesaria para la activación de la enzima.
El ensamblaje del complejo activo ocurre en la membrana del fagolisosoma con la participación de fosfoinosítidos.
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué receptores de inmunoglobulinas se encuentran únicamente en los eosinófilos?
Los eosinófilos son las únicas células de las analizadas que portan receptores para la inmunoglobulina E en su superficie: FcεRI y FcεRII.
¿En qué consiste la función de la NADPH oxidasa?
Esta enzima se localiza en los gránulos específicos de los neutrófilos. Desencadena el «estallido respiratorio», dando lugar a la síntesis de especies reactivas del oxígeno (ROS), los principales agentes para la destrucción de las bacterias capturadas.
¿Expresan los neutrófilos moléculas de MHC-II?
En estado de reposo, las moléculas de MHC-II están ausentes en los neutrófilos. Aparecen en la membrana únicamente tras la activación celular.
Qué más repasar sobre el tema
- El mecanismo del «estallido respiratorio» y la bioquímica de la formación de especies reactivas del oxígeno
- Funciones de los gránulos de gelatinasa y las vesículas secretoras de los neutrófilos
- El papel de la molécula DC-SIGN en la función de los monocitos
- Vías de señalización de los receptores de las familias CXCR y CCR
- Participación de las moléculas CD80 y CD86 en la coestimulación de los linfocitos T
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