Burst Ossidativo
Meccanismo ossigeno-dipendente di distruzione dei patogeni, tipico dei macrofagi M1, basato sulle specie reattive dell’ossigeno (ROS). La cellula fagocitaria attiva la NADPH ossidasi, enzima di membrana alimentato principalmente dalla via dei pentoso fosfati: questo aumenta il consumo di glucosio e di ossigeno (da cui il nome burst, scoppio respiratorio). L’enzima chiave a valle è la mieloperossidasi, contenuta nei lisosomi e riversata nei fagolisosomi.
Cascata di produzione delle ROS
- NADPH ossidasi: O₂ → anione superossido (O₂⁻).
- Superossido Dismutasi: O₂⁻ → acqua ossigenata (H₂O₂), potente ossidante ma non radicale.
- Lattoferrina (dal fagolisosoma): lega il ferro per sottrarlo ai microrganismi — il ferro è un cofattore indispensabile alla crescita microbica (per enzimi respiratori e sintesi del DNA), quindi sequestrarlo è una forma di immunità nutrizionale che affama il patogeno; la lattoferrina può però anche rilasciare il ferro per alimentare la reazione di Fenton e generare altre specie reattive.
- Mieloperossidasi: H₂O₂ + Cl⁻ → ione ipoclorito (OCl⁻), forte ossidante.
Azione delle specie reattive
- Radicale ossidrile (•OH) → danneggia le proteine (rompe i ponti disolfuro) e i lipidi di membrana (lipoperossidazione).
- Ipoclorito (OCl⁻) → reagisce con le ammine (alogenazione), decarbossila gli amminoacidi, ossida gli zolfi (sulfossidazioni).
Protezione della cellula
Per non subire i danni delle ROS che produce, il fagocita dispone di sistemi antiossidanti:
- Glutatione e Vitamina C → antiossidanti citosolici.
- Catalasi → degrada H₂O₂ in H₂O + O₂. È contenuta nei perossisomi, gli organelli deputati proprio allo smaltimento del perossido di idrogeno (e all’ossidazione degli acidi grassi): sono la “stazione di detossificazione” che neutralizza l’H₂O₂ prodotto dal metabolismo e dal burst.
- Vitamina E → protegge le membrane dai danni ossidativi.
Se la NADPH ossidasi o la mieloperossidasi non funzionano, i patogeni vengono internalizzati ma non distrutti → infezioni croniche: il caso prototipico è la Malattia Granulomatosa Cronica (vedi anche Deficit della Fagocitosi).
🔗 Collegamenti
- Fagocitosi e Digestione — 📋 meccanismo della fase di digestione
- Killing Ossigeno-Indipendente — 🔄 meccanismo alternativo (neutrofili)
- Polarizzazione dei Macrofagi (M1-M2) — ⬆️ tipico dei macrofagi M1
- Deficit della Fagocitosi — ⬇️ deficit di NADPH ossidasi/G6PD
- Malattia Granulomatosa Cronica — ⬇️ malattia da deficit della NADPH ossidasi
- Via del Pentoso Fosfato — 🔗 fornisce il NADPH al burst
- Stress Ossidativo — 🔗 stesse specie reattive dell’ossigeno