right|thumb Os fagócitos são leucócitos do sangue que protegem o corpo através da ingestão (fagocitose) de partículas estranhas, bactérias e células mortas ou células a morrer. São essenciais no combate a infecções e para posterior imunidade. Os fagócitos são importantes em todo o reino animal e são altamente desenvolvidos nos vertebrados. Um litro de sangue humano contém cerca de seis milhões de fagócitos. O seu nome vem do grego phagein, "comer ou devorar", e kutos, "vaso oco". Os fagócitos foram primeiramente descobertos em 1882 por Ilya Ilyich Mechnikov enquanto estava a estudar larvas de estrela-do-mar. retrieved on November 28, 2008. From Nobel Lectures, Physiology or Medicine 1901–1921, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1967. Foi atribuído a Mechnikov o Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1908 pela sua descoberta. Os fagócitos ocorrem em muitas espécies; algumas amebas comportam-se como macrófagos, o que sugere que os fagócitos apareceram cedo na evolução da vida.Janeway, Chapter: Evolution of the innate immune system. see Bibliography, retrieved on March 20, 2009
Os fagócitos dos seres humanos e outros animais são chamados profissionais ou não profissionais, dependendo da forma como são eficazes na fagocitose. Os fagócitos profissionais incluem células chamados neutrófilos, monócitos, macrófagos, células dendríticas e mastócitos. A principal diferença entre os fagócitos profissionais e não profissionais é que os profissionais possuem moléculas chamados receptores na sua superfície que podem detectar objectos prejudiciais, tais como bactérias, que normalmente não são encontrados no corpo Os fagócitos são, portanto, fundamentais na luta contra infecções, bem como em manter os tecidos saudáveis através da remoção de tecidos mortos e células que chegaram ao fim do seu ciclo de vida
Durante uma infecção, sinais químicos atraem os fagócitos para locais onde o agente patogénico invadiu o corpo. Estes sinais químicos podem ser provenientes de bactérias, ou de outros fagócitos já presentes. Os fagócitos movem-se através de um método denominado quimiotaxia. Quando uma bactéria contacta um fagócito, ela liga-se aos receptores na superfície do fagócito e são consumidos. Quando um agente patogénico entra num fagócito, pode ser desencadeado um ataque químico pelo fagócito que usa oxidantes e óxido nítrico para matar o agente patogénico. Após a fagocitose, macrófagos e células dendríticas também podem participar na apresentação de antigénios: isto acontece quando o fagócito move partes do material ingerido de volta para a sua superfície. Este material é então mostrado a outras células do sistema imunitário. Alguns fagócitos viajam então para os nódulos linfáticos e apresentar o material para os glóbulos brancos chamados linfócitos. Esse processo é importante na construção da imunidade.Janeway, capítulo: Antigen Apresentação de Linfócitos T. Ver Bibliografia, obtida em 20 de março de 2009 No entanto, muitos agentes patogénicos têm desenvolvido métodos para combater os ataques desenvolvidos pelos fagócitos
História
O zoólogo russo Ilya Ilyich Mechnikov (1845-1916) reconheceu pela primeira vez que células especializadas estão envolvidos na defesa contra as infecções microbianas. Em 1882, ele estudou células móveis em larvas de estrela-do-mar, acreditando que elas eram importantes para as defesas imunitárias do animal. Para testar a sua hipótese ele inseriu pequenos espinhos de uma árvore de tangerina árvore nas larvas. Depois de algumas horas ele percebeu que as células móveis tinham cercado os espinhos Mechnikov viajou para Viena e compartilhou as suas ideias com Carl Friedrich Claus que sugeriu o nome " fagócito" para as células que Mechnikov tinha observado
Um ano mais tarde, Mechnikov estudou um crustáceo de água doce chamado Daphnia, um minúsculo animal transparente que pode ser examinadas directamente ao microscópio. Ele descobriu que esporos fúngicos que atacaram os animais foram destruídos por fagócitos. Ele passou a estender as suas observações a células brancas do sangue de mamíferos e descobriu que a bactéria Bacillus anthracis podia ser engolida e morta por fagócitos, um processo que ele chamou fagocitose. Mechnikov propôs que os fagócitos seriam uma defesa primordial contra organismos invasores.
Em 1903, Amroth Wright descobriu que a fagocitose era reforçada por anticorpos específicos que ele chamou de opsoninas Mechnikov recebeu (juntamente com Paul Ehrlich o Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1908, pelo trabalho em fagócitos e fagocitose.
Apesar da importância destas descobertas lentamente ganho aceitação durante o início do século XX, as intricadas relações entre fagócitos e todos os outros componentes do sistema imune não foram conhecidos até à década de 1980
Fagocitose
thumb|Fagocitose em três etapas. A fagocitose é o processo de tomada de partículas, como bactérias, parasitas, células mortas e restos celulares por uma célula. Ela envolve uma cadeia de processos moleculares A fagocitose ocorre após o corpo estranho, uma célula bacteriana por exemplo, ter-se ligado a moléculas denominadas "receptores" que estão na superfície do fagócito. Em seguida, o fagócito envolve a bactéria e captura-a no seu interior. A fagocitose de bactérias por neutrófilos humanos leva em média nove minutos. Uma vez dentro deste fagócito, a bactéria é presa num compartimento chamado fagossoma. Dentro de um minuto o fagossoma funde-se com um lisossoma ou um grânulo para formar um fagolisossoma. A bactéria presa é então submetida a uma formidável bateria de mecanismos de matança, e é morta poucos minutos mais tarde As células dendríticas e os macrófagos não são tão rápidas e a fagocitose pode demorar muitas horas nessas células. Os macrófagos são lentos e desordenados comedores, mas envolvem enormes quantidades de material e libertam frequentemente material não digerido de volta para os tecidos. Este detritos servem como um sinal para recrutar mais fagócitos a partir do sangue Os fagócitos digerem quase tudo; os cientistas já alimentaram macrófagos com pedaços de ferro e, em seguida, usaram um pequeno íman para separá-los de outras células numa mistura thumb|left|Macrófagos possuem receptores especiais que melhoram a fagocitose (não à escala) Os fagócitos têm muitos tipos de receptores na sua superfície que são usados para ligar materiais Incluem receptores de opsonina, receptores scavenger e receptores toll-like. Os receptores de opsonina aumentam a fagocitose de bactérias que foram revestidas com anticorpos complementares ou anticorpos IgG. Complemento é o nome dado a uma série complexa de moléculas proteicas encontradas no sangue ou marca que destroem ou marcam células para destruição Os receptores scavenger ligam-se a uma grande variedade de moléculas na superfície de células bacterianas e os receptores Toll-like ligam-se a moléculas mais específicas. A ligação a receptores Toll-like aumenta a fagocitose e faz com que o fagócito liberte um grupo de hormonas que causam inflamação
Métodos de destruição thumb|Diagrama simplificado da fagocitose e destruição de uma célula bacteriana A destruição de micróbios é uma função crítica dos fagócitos, e é executada tanto dentro do fagócito (destruição intracelular) como fora do fagócito (destruição extracelular).
Destruição intracelular dependente de oxigénio Quando um fagócito ingere bactérias (ou qualquer outro material), o seu consumo de oxigénio aumenta. O aumento no consumo de oxigénio é chamada erupção respiratória, que produz moléculas reactivas contendo oxigénio que são antimicrobianas. Os compostos de oxigénio são tóxicos tanto para o invasor como para a própria célula. Por isso são mantidos em compartimentos dentro da célula. Este método de matar micróbios invasores utilizando moléculas reactivas contendo oxigénio é referido como destruição intracelular oxigénio-dependente, existindo dois tipos.
O primeiro tipo é a produção oxigénio-dependente de um superóxido, que é uma importante substância destruidora de bactérias e rica em oxigénio. O superóxido é convertido em peróxido de hidrogénio e num oxigénio singlete por uma enzima denominada superóxido dismutase. Os superóxidos também reagem com o peróxido de hidrogénio para produzir radicais hidroxilo que ajuda na destruição do micróbio invasor.
O segundo tipo envolve o uso da enzima mieloperoxidase de grânulos neutrófilos. Quando os grânulos se fundem com um fagossoma, a mieloperoxidase é libertada no fagolisossoma e esta enzima usa peróxido de hidrogénio e cloro para criar hipoclorito, uma substância usada na lixívia doméstica. O hipoclorito é extremamente tóxico para as bactérias. A mieloperoxidase contém um pigmento heme, que faz as secreções ricas em neutrófilos, tal como pus e sputum infectado, verdes.
Destruição intracelular independente de oxigénio right|thumb Os fagócitos também podem destruir micróbios através de métodos independentes de oxigénio, mas estes não são tão efectivos como os métodos dependentes de oxigénio. Existem quatro tipos principais. O primeiro utiliza proteínas carregadas electricamente que danificam as membranas celulares das bactérias. O segundo tipo usa lisozimas; estas enzimas degradam a parede celular das bactérias. O terceiro tipo usa lactoferrinas que estão presentes nos grânulos neutrófilos e removem ferro essencial das bactérias. O quarto tipo usa proteases e enzimas hidrolíticas; estas enzimas são usadas para digerir as proteínas de bactérias destruídas.
Destruição extracelular O interferão-gama (que foi já chamado de factor activador de macrófagos) estimula os macrófagos a produzir óxido nítrico. A fonte de interferão-gama pode ser células T CD4+, células T CD8+, células exterminadoras naturais, linfócitos B, linfócitos NKT, monócitos, macrófagos ou células dendríticas. O óxido nítrico é então libertado do macrófago e, devido à sua toxicidade, destrói os micróbios perto do macrófago. Os macrófagos activados produzem e secretam factores de necrose tumoral. Estas moléculas sinalizadoras da classe de citocina-a matam células cancerígenas e células infectadas por vírus, e ajuda na activação de outras células do sistema imunitário.
Em algumas doenças, como a doença granulomatosa crónica, a eficiência dos fagócitos é reduzida e as infecções bacterianas recorrentes são um problema. Nesta doença existe uma anormalidade que afecta diferentes elementos que efectuam a destruição dependente de oxigénio. Outras raras anormalidades congénitas, como a síndrome de Chediak-Higashi, estão também associadas com uma destruição ineficiente de micróbios ingeridos.
Vírus Os vírus apenas se podem reproduzir dentro das células e entram nelas usando muitos dos receptores envolvidos na imunidade. Uma vez dentro das células, os vírus usam a maquinaria biológica da célula em sua vantagem, forçando a célula a produzir centenas de cópias idênticas do vírus invasor. Apenas de os fagócitos e de outros componentes do sistema imunitário inato poderem, de maneira limitada, controlar os vírus, uma vez o vírus esteja dentro da célula, as respostas imunitários adaptativas, particularmente os linfócitos, são mais importantes na defesa do organismo. Nos locais de infecção viral, os linfócitos muitas vezes são em número superior ao de outros componentes do sistema imunitário; isto é comum no caso da meningite viral. As células infectadas por vírus que foram destruídas por linfócitos são limpas do corpo pelos fagócitos.
Papel na apoptose
thumb|Apoptose. Os fagócitos limpam fragmentos de células mortas do corpo