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La fagocitosis provoca una rápida explosión respiratoria con la activación de la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa: la vía de derivación del monofosfato de hexosa. Posteriormente, la enzima NADPH oxidasa, situada en el interior del fagolisosoma, reduce el oxígeno al ion superóxido junto con la reducción del NADPH. El ion superóxido es capaz de matar por medio de su reactividad. Alternativamente, es convertido por la enzima superóxido dimutasa en peróxido de hidrógeno tóxico. Cuando está presente, la enzima mieloperoxidasa puede convertir el peróxido de hidrógeno en un derivado halógeno, por ejemplo HOCl, cuando hay iones cloruro. Se trata de un oxidante y antimicrobiano extremadamente potente.
Tanto los neutrófilos como los monocitos sanguíneos contienen y utilizan la enzima mieloperoxidasa. Los macrófagos maduros pueden ser capaces de producir niveles suficientemente tóxicos de radicales sin necesidad de la enzima mieloperoxidasa, que no poseen.
Existe un sistema citoplasmático para neutralizar cualquier peróxido de hidrógeno que se escape de los fagolisosomas. Las enzimas glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, glutatión reductasa y glutatión peroxidasa desintoxican al agua.
Los defectos en cada una de las enzimas enumeradas pueden tener efectos graves en cuanto a la capacidad de defensa contra los microbios; los más importantes son:
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