TEMA 8. Fagocitosis y lisosomas PDF

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Apuntes de biología celular contrastados con Cooper....

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Tema 8: Fagocitosis y Lisosomas

Fagocitosis Heterofagia y Autofagia HETEROFAGIA Se reconoce y se internaliza la partícula que va a introducirse en la célula. Posteriormente se une el lisosoma con sus enzimas digestivas y se forma el fagolisosoma. Se empieza a digerir la partícula y hay una digestión parcial. Cuando se completa la digestión, hay unos cuerpos que no se pueden digerir que se llaman cuerpos residuales y se secretan o se mantienen en vesículas.

RECONOCIMIENTO Las partículas a fagocitar que no poseen de moléculas que reconocen los fagocitos sufren una opsonización. En este proceso se rodean de opsoninas que son proteínas que si se reconocen.

Formación de fagosomas Hay diferentes tipos de fagocitosis: a. Unión de partículas a receptores de superficie induce la formación de pseudópodos y por invaginación se forma el fagosoma. En la membrana del fagosoma aparecen Rab 4 y Rab 11 b. Endosomas por un proceso de exocitosis focal acuden a la superficie celular y aportan membrana para la formación del fagosoma. Estos fagosomas también presentan Rab 4 y Rab 11. c. En la fagocitosis mediada por el retículo es este orgánulo quién aporta membrana para el proceso. En este caso los fagosomas presentan calnexina y calreticulina. Rab 4 y Rab 11 están presentes en la membrana plasmática y en la membrana de los endosomas d. En neutrófilos, lisosomas y gránulos azurófilos se han fusionado con la membrana plasmática durante la fagocitosis

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Después de la formación de fagosoma se forma el fagolisosoma que se convertirá en un cuerpo residual para después secretar los contenidos.

Presentación de antígenos: Sistema de histocompatibilidad. Hay dos tipos diferentes. 1) Hay un reconocimiento de la partícula, se integra y se forma el fagosoma gracias a la adición de membrana de diferentes proveniencias dependiendo del caso (a-d). Posteriormente y después de la digestión, los antígenos que se encuentran en la partícula digerida se presentan a la membrana del cuerpo residual. Posteriormente se presentara en la membrana plasmática donde será reconocido por los linfocitos T4. 2) El segundo camino empieza de la misma manera, pero el antígeno en vez de ser presentado en la membrana del cuerpo residual, los antígenos son secretados al citosol donde después de ser procesados en el proteosoma, entraran al RE donde los antígenos se mostraran en la membrana del RE y serán transportados mediante vesículas hasta ser presentados en la membrana plasmática donde los reconocen los linfocitos T8. Hay algunas excepciones; algunas bacterias tienen la capacidad de inhibir la fusión con Endosomas tardíos y lisosomas y se aprovechan de la estructura del reticulo para la biosíntesis de proteínas de la bacteria (supervivencia de la misma). Esto puede ocurrir con la salmonella, leishmania promastigotes, mycobacteria y legionella.

Eliminación de células apoptóticas Los receptores de este tipo de células son la fosfatidil serina y esta se reconoce de la misma manera que las partículas fagocíticas

Cuerpos residuales

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Tema 8: Fagocitosis y Lisosomas Los contenidos de los cuerpos residuales formados son normalmente eliminados por exocitosis pero cuando algunos lípidos no pueden ser digeridos, se forma unas estructuras laminares en espiral llamadas pseudomielina. AUTOFAGIA Este proceso ocurre para la renovación de estructuras celulares que están marcadas por unas secuencias de aminoácidos (Lys-Phe-Glu-Arg-Glu) y estos autofagosomas se unen a la vía endofítica. 

Autofagia (muerte celular tipo II) Mecanismo de degradación intracelular dependiente de lisosomas usado para el reciclado intracitoplasmatico. Esto se activa cuando hay algún tipo de estrés celular, infeccon o malformaciones celulares internas. Participa en procesos naturaels como el metabolismo energético, reciclado de orgánulos, regulación del crecimiento, inicio del desarrollo embrionario, envejecimiento, etc La autofagia a veces lleva a la muerte celular como ocurre con las células mamarias tras la lactancia.

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La macroautofagia Es un tipo de autofagia en la que se forma un compartimento delimitado por una doble membrana que contiene en su interior moléculas y orgánulos del citoplasma. Este compartimento se denomina autofagosoma y se fusionará con un lisosoma donde se degrada su contenido y la membrana interna.

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La microautofagia Es otro tipo en la que el lisosoma produce pequeñas vesículas que engloban a partículas pequeñas, que se introducen en el lisosoma y se degrada.

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La autofagia mediada por chaperonas En este tipo se incorporan proteínas citosolicas al lisosoma mediante un transportador que está en la membrana del lisosoma.

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La crinofagia Este es un proceso que supone la fusión de vesiculas destinadas a la exocitosis del lisosoma.

Mirar presentación para la autofagia y la neurodegeneración Los cuerpos residuales de la autofagia que contiene proteínas no degradados y lípidos oxidados en algunos casos no se puede eliminar por exocitosis. Y se acumulan para formar cúmulos de lipofuscina que se le llama pigmento de desgaste.

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Lisosomas Son orgánulos que se forman derivando del Golgi y de los endosomas y que son muy comunes en los macrófagos y en las membranas. Estos orgánulos están rodeados de membrana y contienen enzimas con la capacidad de degradar todos los polímeros biológicos. Funcionan como el sistema digestivo de la célula, pudiendo degradar tanto el material captado del exterior como los componentes obsoletos de la célula. Son especialmente abundantes en las células con función fagocítica (leucocitos, macrófagos, osteoclastos…etc.) Los lisosomas contienen una gran cantidad de enzimas llamadas hidrolasas acidas (50 tipos diferentes) que solo son activas a pHs ácidos (aproximadamente 5) pero no a pH neutro. Las enzimas cuando no están activas están en un periodo de latencia que además tiene unidas proteínas no enzimáticas que bloquean su acción. Esto es importante ya que la síntesis de las enzimas no tiene lugar en el lisosoma y si las proteínas se activasen antes de entrar en el lisosoma podrían degradar otros componentes de la célula. Incluso si el lisosoma se rompiese, las enzimas en el citosol no serían activas debido al pH. Para poder mantener esta diferencia de pH es necesario concentrar una alta concentración de protones, esto es conseguido por las bombas de protones en la membrana de los lisosomas. No todos los lisosomas contienen todas las enzimas capaces de digerir cualquier macromolécula de la célula, pero todos ellos al menos contienen la fosfatasa ácida, que se considera un marcador universal de lisosomas. FORMACIÓN DE LISOSOMAS Los lisosomas se forman mediante la fusión de las vesículas de transporte originadas desde la red trans del Golgi con los endosomas que contienen las moléculas ingeridas por endocitosis. La formación de los lisosomas depende de la concentración de protones en los endosomas tardíos (precursores de lisosomas). Cuando empieza a reducirse el pH las hidrolasas ácidas dirigidas por los residuos de manosa-6-fosfato son liberadas en el endosoma tardío y según va aumentando la carga de hidrolasas ácidas empieza a madurar el endosoma a lisosoma secundario.

Lisosoma primario Es esférico y electrodenso pero muy homogéneo en su contenido. Todavía no ha intervenido en procesos catabólicos y tiene un pH entre 6,5 y 7. Proviene de la red trans del Golgi y contiene las hidrolasas acidas (con sus receptores de manosa-6-fosfato) que van destinadas al lisosoma. Se

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Tema 8: Fagocitosis y Lisosomas encuentran unas glucoproteínas denominadas Lamp 1 y 2 que brindan protección e intervienen en la fusión de endosomas y fagosomas.

Lisosoma secundario Proviene de la fusión de lisosomas primarios con un endosoma tardío, que contiene los contenidos a degradar introducidos por endocitosis. El contenido enzimático es el aporte del lisosoma primario. Debido al a que hay un pH más bajo que en el endosoma tardío las hidrolasas ácidas que están asociadas a los receptores de manosa-6-fosdato se disocian y se liberan en el endosoma. Las enzimas empiezan a estar activas y comienza la degradación. Presentan una gran variabilidad morfológica, dependiendo del tipo celular y del tipo de material digerido. La digestión incompleta de sustancias puede generar lisosomas (generalmente grandes y con forma irregular) con material de residuo en su interior, llamados cuerpos residuales o gránulos de lipofuscina. Presenta rab9 para mantenerse en el citosol y no ser expulsado. Los endosomas tardíos tienen Rab7. Los endosomas tardíos se pueden ver por microscopía electrónica con un contenido muy electro denso pero más heterogéneo, ya que las hidrolasas acidas están haciendo su función de degradar las partículas. Recor dat or i o Como hemos comentado, los lisosomas primarios se forman por gemación de la TGN del Golgi. Las hidrolasas lisosómicas marcadas con la M6P añadidas a Noligosacáridos son reconocidas por receptores de M6P presentes en TGN. De esta manera, se formarán vesículas revestidas de clatrina que salen del TGN y se fusionan con el endosoma tardío.

Lisosoma terciario o cuerpo residual Ya ha intervenido en los procesos catabólicos y contiene residuos que son difíciles de digerir. Es muy heterogéneo y permanece en la célula o expulsa sus contenidos. Si permanece en la célula se forma un pigmento llamado lipofuscina que a veces es denominado el pigmento de la edad ya que se va acumulando con el tiempo.

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