La Fagocitosi

1. La Fagocitosi Attuata da cellule chiamate fagociti (neutrofili e macrofagi) Deriva dal greco, phago, 'mangiare' e kytos, 'cellula‘ Processo di ingestione cellulare di particelle o sostanze estranee potenzialmente dannosi per l’organismo

2. Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato

3. Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato Il citoplasma ha granuli contenenti enzimi quali: lisozima, collagenasi, elastasi Prodotti dal midollo osseo stimolati dal granulocyte macrophage colony-stimulating factor(G-CSF) Un individuo adulto produce 1*1011 neutrofili/g che rimangono in circolo per circa 6 ore Se non viene ‘reclutato’ nella sede d’infezione entro poche ore dall’arrivo del microrganismo, va incontro a Morte Cellulare Programmata e fagocitato dai macrofagi di fegato e milza

4. Monocita

5. Monocita Andando incontro a divisione cellulare si differenziano nei tessuti in MACROFAGI, cellule effettrici dell’immunità innata e specifica per l’eliminazione dei microrganismi Originano nel midollo osseo e rimangono in circolo 1-2 g Risiedono in punti strategici di entrata dei microrganismi: tessuto connettivo epiteliale, interstizi degli organi …

6. Macrofago Neutrofilo Rimane in circolo per 1-2 giorni Rispondono più tardi ai microrganismi ma durano più a lungo • Rimane in circolo per 6 ore • Media le prime fasi della risposta infiammatoria

7. Fasi della fagocitosi • Fasi della fagocitosi • RICONOSCIMENTO • INGESTIONE E FORMAZIONE DEL FAGOSOMA • FORMAZIONE DEL FAGOLISOSOMA • DIGESTIONE • riconoscimento • ingestione e formazione del FAGOSOMA • fusione col LISOSOMA • formazione del FAGOLISOSOMA • digestione

8. Riconoscimento e ingestione del microrganismo • I fagocitiesprimono RECETTORI DI SUPERFICIE che: • riconoscono il microrganismo nel torrente ematico e nei tessuti • stimolano neutrofili e macrofagi a produrre Citochine e Sostanze Microbicide • stimolano l’ulteriore migrazione di neutrofili e macrofagi verso la sede dell’infezione

10. Recettori per

11. Formazione del fagosoma • Il fagocita estende delle estroflessioni di membrana intorno al microrganismo che si chiudono a cerniera attorno ad esso, formando una vescicola intracellulare detta FAGOSOMA

12. Formazione del fagolisosoma La fusione del LISOSOMA col FAGOSOMA dà il FAGOLISOSOMA • Il LISOSOMA è una vescicola (organello) responsabile della degradazione e digestione (distruzione) di molecole endogene ed esogene ingerite dalla cellula. • La degradazione avviene grazie a enzimi idrolitici (dette "idrolasi acide“ quali lisozima, collagenasi, elastasi) contenuti nell'organello che degradano proteine, lipidi e carboidrati che li costituiscono.

13. Meccanismi di uccisione Meccanismi O dipendenti: produzione di ROS (radicali attivi dell’ossigeno)

14. Meccanismi di uccisione Meccanismi O indipendenti l’uccisione avviene tramite diverse sostanze contenute nei lisosomi: il lisozima, le proteine cationiche, le defensine e la lattoferrina.

15. Meccanismi di uccisione Meccanismi N dipendenti attraverso l’azione dell’enzima SINTETASI INDUCIBILE MONOSSIDO DI AZOTO (iNOS) che catalizza la conversione da ARGININA→CITRULLINA si formano nei composti reattivi dell’azoto come il Monossido di Azoto (NO)

16. nei FAGOLISOSOMI il monossido di azoto (NO) • si può combinare con il • perossido d’idrogeno (H2O2) • o con il superossido(O2-) • per formare • perossinitrito(ONO2-) • radicale altamente reattivo che uccide i microbi, • secondo le reazioni: • H2O2 + NO2- → ONOO- + H2O • O2- + NO → ONO2-

17. Autofagia Pathway di degradazione intracellulare di sostanze citoplasmatiche come citosol, aggregati proteici e organelli, mediata dagli Autofagosomi formazioni a doppia membrana che legano e trasportano vescicole e lisosomi per la degradazione e il riciclaggio • DIFETTI dell’AUTOFAGIA: associati a malattie infettive, neurodegenerazione e cancro Mitocondri→Mitofagia Perossisomi→Perossifagia Ribosomi→Ribofagia Batteri e virus→Xenofagia Vacuoli→Citoplasma a targeting vacuolare (CVT)

18. Fasi dell’autofagia • INDUZIONE→individuazione del ‘cargo’ • NUCLEAZIONE→ formazione dell’AUTOFAGOSOMA attorno al cargo • ESPANSIONE e COMPLETAMENTO dell’ autofagosoma • FUSIONE DELL’ AUTOFAGOSOMA coi LISOSOMI e formazione dell’ AUTOFAGOLISOSOMA • DIGESTIONE e RICICLO macromolecole ottenute dalla degradazione

21. In condizione di presenza di nutrienti TOR e altre kinasi inducono iperfosforilazione di ATG13 e ipofosforilazione di ATG1 nel complesso ATG1/ATG13 promuovendone la loro dissociazione. • In condizione di poco nutrimento ATG1 e ATG13 e le subunità accessorie ATG101 e FIP200 sono assemblate • Il complesso ATG1/ATG13 attivato promuove il legame di ATG9 e l’inizio della formazione dell’Autofagosoma • Il fattore VPS34 con altri cofattori media l’aggiunta di PI3P (fosfatidilinositolo 3 fosfato) alla fagospora che ne provoca la nucleazione • Il complesso ATG12/ATG5/ATG16 permette invece l’espansione della fagospora e la sua chiusura mediata da ATG8 e PE (fosfatidiletanolamina) • ATG8-PE mediata dal fattore FYCO permette l’aggancio dell’autofagosoma al microtubulo e il suo trasporto attraverso il tonoplasto • Infine c’è la degradazione del ‘cargo’