A fagocitose provoca uma rápida explosão respiratória com a ativação da enzima glucose-6-fosfato desidrogenase: a via de derivação da hexose monofosfato. Em seguida, a enzima NADPH oxidase, situada no interior do fagolisossoma, reduz o oxigénio a ião superóxido, em simultâneo com a redução do NADPH. O ião superóxido é capaz de matar devido à sua reatividade. Em alternativa, é convertido pela enzima superóxido dimutase em peróxido de hidrogénio tóxico. Quando presente, a enzima mieloperoxidase pode ainda converter o peróxido de hidrogénio num derivado de halogéneo, por exemplo, HOCl, quando estão presentes iões cloreto. Este é um oxidante e antimicrobiano extremamente potente.
Tanto os neutrófilos como os monócitos sanguíneos contêm e utilizam a enzima mieloperoxidase. Os macrófagos maduros podem ser capazes de produzir níveis suficientemente tóxicos de radicais sem necessitarem da enzima mieloperoxidase, que não possuem.
Existe um sistema citoplasmático para neutralizar o peróxido de hidrogénio que escapa dos fagolisossomas. As enzimas glucose-6-fosfato desidrogenase, glutatião redutase e glutatião peroxidase desintoxicam a água.
Os defeitos em cada uma das enzimas enumeradas podem ter efeitos graves em termos de capacidade de defesa contra os micróbios; os mais importantes são
- doença granulomatosa crónica
- deficiência de mieloperoxidase
- deficiência de glucose-6-fosfato desidrogenase leucocitária
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