Respiratorisk burst: Hur fagocyter använder ROS för att döda patogener

Den respiratoriska bursten (oxidativ burst) är en snabb, tillfällig ökning av syreförbrukning hos fagocyter (neutrofiler, monocyter, makrofager) som genererar reaktiva syrearter (ROS) för att döda intagna mikrober. Det är en hörnsten i innate immunitet.

Molekylär mekanism

1. Aktivering: PAMPs/DAMPs engagerar Fcγ-receptorer, komplementreceptorer, TLRs → PKC-aktivering, Rac GTPas rekrytering.
2. NADPH-oxidas (NOX2) sammansättning: Membrankomponenter (gp91^phox/NOX2, p22^phox) + cytoplaskomponenter (p47^phox, p67^phox, p40^phox, Rac) → aktivt komplex.
3. Elektronöverföring: NADPH → FAD → heme → O₂ → superoxid (O₂•⁻).
4. Nedströms ROS: Superoxid → (SOD) H₂O₂ → (myeloperoxidas) HOCl; hydroxyradikal (•OH) via Haber-Weiss/Fenton-reaktioner.

Mikrobicida åtgärder

• HOCl: Klorinerar proteiner, lipider, DNA — potent baktericid agent.
• H₂O₂: Diffunderar, skadar membran och enzymer.
• •OH: Oselektiv oxidation av biomolekyler.
• Näringsdeprivation: Tryptofankatabolism av IDO svälter patogener.

Reglering och patologi

• Kronisk granulomatös sjukdom (CGD): NOX2-mutationer → frånvarande burst → återkommande katalas-positiva infektioner, granulombildning.
• Överdriven ROS: Vävnadsskada vid ARDS, ischemi-reperfusionsskada, vaskulit.
• Modulering: Antiinflammatoriska cytokiner (IL-10), antioxidanter, immuncheckpoint-vägar.

Mätning

• Dihydrorhodamin (DHR) flödescytometri — diagnostisk standard för CGD.
• Nitroblått tetrazolium (NBT) skivtest (äldre metod).

Den respiratoriska bursten är avgörande för värdförsvar; dess brist eller dysreglering orsakar allvarliga, distinkta sjukdomssyndrom.