Neutrofil - Neutrophil
| Neutrofil | |
|---|---|
.png) Redarea 3D a unui neutrofil
| |
 Neutrofile cu nuclee segmentate înconjurate de eritrocite și trombocite . Granulele intracelulare sunt vizibile în citoplasmă ( colorat cu Giemsa ).
| |
| Detalii | |
| Sistem | Sistem imunitar |
| Funcţie | Fagocitoză |
| Identificatori | |
| Plasă | D009504 |
| TH | H2.00.04.1.02012 |
| FMA | 62860 |
|
Termeni anatomici ai microanatomiei | |
Neutrofilele (cunoscute și sub numele de neutrocite sau heterofile ) sunt cel mai abundent tip de granulocite și reprezintă 40% până la 70% din totalul celulelor albe din sânge la om. Acestea formează o parte esențială a sistemului imunitar înnăscut , funcțiile lor variind la diferite animale.
Acestea sunt formate din celule stem din măduva osoasă . Acestea sunt de scurtă durată și foarte mobile sau mobile, deoarece pot pătrunde în părți ale țesutului în care alte celule / molecule nu pot. Neutrofilele pot fi împărțite în neutrofile segmentate și neutrofile în bandă (sau benzi ). Acestea fac parte din familia celulelor polimorfonucleare (PMN) împreună cu bazofilele și eozinofilele .
Denumirea de neutrofilă derivă din caracteristicile de colorare ale preparatelor histologice sau citologice de hematoxilină și eozină ( H&E ) . În timp ce globulele albe bazofile colorează albastru închis și celulele albe eozinofile colorează roșu aprins, neutrofilele colorează un roz neutru. În mod normal, neutrofilele conțin un nucleu împărțit în 2-5 lobi.
Neutrofilele sunt un tip de fagocit și se găsesc în mod normal în sânge . În timpul fazei inițiale ( acute ) a inflamației , în special ca urmare a infecției bacteriene , a expunerii la mediu și a unor tipuri de cancer, neutrofilele sunt unul dintre primii respondenți ai celulelor inflamatorii care migrează către locul inflamației. Ei migrează prin vasele de sânge și apoi prin țesutul interstițial , urmând semnale chimice precum interleukina-8 (IL-8), C5a , fMLP , Leucotriene B4 și H 2 O 2 într-un proces numit chemotaxis . Ele sunt celulele predominante în puroi , reprezentând aspectul său albicios / gălbui.
Neutrofilele sunt recrutate la locul leziunii în câteva minute după traumă și sunt semnul distinctiv al inflamației acute; cu toate acestea, din cauza unor agenți patogeni indigestibili, este posibil să nu poată rezolva anumite infecții fără asistența altor tipuri de celule imune.
Structura
Când sunt aderate la o suprafață, granulocitele neutrofile au un diametru mediu de 12-15 micrometri (µm) în frotiurile de sânge periferic . În suspensie, neutrofilele umane au un diametru mediu de 8,85 µm.
Odată cu eozinofilul și bazofilul , acestea formează clasa de celule polimorfonucleare , denumită după forma multilobulată a nucleului (în comparație cu limfocitele și monocitele , celelalte tipuri de celule albe). Nucleul are un aspect lobat caracteristic, lobii separați conectați prin cromatină . Nucleolul dispare pe măsură ce neutrofilele se maturizează, ceea ce se întâmplă doar în alte câteva tipuri de celule nucleate. Până la 17% dintre nucleele neutrofile umane feminine au un apendice în formă de tambur care conține cromozomul X inactivat . În citoplasmă, aparatul Golgi este mic, mitocondriile și ribozomii sunt rare, iar reticulul endoplasmatic aspru este absent. Citoplasma conține, de asemenea, aproximativ 200 de granule, dintre care o treime sunt azuropile .
Neutrofilele vor prezenta o segmentare crescândă (multe segmente ale nucleului) pe măsură ce se maturizează. Un neutrofil normal ar trebui să aibă 3-5 segmente. Hypersegmentation nu este normal , dar apare în unele tulburări, în special vitamina B 12 deficit . Acest lucru este menționat într-o revizuire manuală a frotiului de sânge și este pozitiv atunci când majoritatea sau toate neutrofilele au 5 sau mai multe segmente.
Neutrofilele sunt celulele albe din sânge cele mai abundente la om (aproximativ 10 11 sunt produse zilnic); ele reprezintă aproximativ 50-70% din totalul celulelor albe din sânge (leucocite). Intervalul normal declarat pentru numărul de sânge uman variază între laboratoare, dar un număr de neutrofile de 2,5-7,5 × 10 9 / L este un interval normal standard. Persoanele de origine africană și din Orientul Mijlociu pot avea un număr mai mic, care este încă normal. Un raport poate împărți neutrofilele în neutrofile și benzi segmentate .
Atunci când circulă în sânge și sunt dezactivate, neutrofilele sunt sferice. Odată activate, acestea își schimbă forma și devin mai amorfe sau asemănătoare amibei și pot extinde pseudopodele în timp ce vânează antigeni .
În 1973, Sanchez și colab. a constatat că capacitatea neutrofilelor de a înghiți bacteriile este redusă atunci când au fost ingerate zaharuri simple precum glucoza, fructoza, zaharoza, mierea și sucul de portocale, în timp ce ingestia de amidon nu a avut niciun efect. Postul, pe de altă parte, a întărit capacitatea fagocitară a neutrofilelor de a înghiți bacteriile. S-a ajuns la concluzia că funcția și nu numărul fagocitelor din bacteriile care înghițesc a fost modificată prin ingestia de zaharuri. În 2007, cercetătorii de la Whitehead Institute of Biomedical Research au descoperit că, având în vedere o selecție de zaharuri pe suprafețele microbiene, neutrofilele au reacționat preferențial la anumite tipuri de zaharuri. Neutrofilele au înghițit și au ucis preferențial țintele beta-1,6-glucan în comparație cu țintele beta-1,3-glucan.
Dezvoltare
Durata de viata
Durata medie de viață a neutrofilelor umane inactivate în circulație a fost raportată prin diferite abordări, între 5 și 135 de ore.
La activare, ele se marginează (se poziționează adiacente endoteliului vasului de sânge) și sunt supuse unei capturi dependente de selectină, urmată de aderență dependentă de integrină în majoritatea cazurilor, după care migrează în țesuturi, unde supraviețuiesc 1-2 zile.
Neutrofilele sunt mult mai numeroase decât fagocitele monocite / macrofage cu durată mai lungă de viață . Un agent patogen (microorganism sau virus care cauzează boli) este probabil să întâmpine mai întâi un neutrofil. Unii experți fac ipoteza că durata scurtă de viață a neutrofilelor este o adaptare evolutivă . Durata scurtă de viață a neutrofilelor minimizează propagarea acelor agenți patogeni care parazitează fagocitele, deoarece cu cât acești paraziți petrec mai mult timp în afara unei celule gazdă , cu atât mai probabil vor fi distruși de o componentă a apărării corpului. De asemenea, deoarece produsele antimicrobiene neutrofile pot afecta și țesuturile gazdei , viața lor scurtă limitează daunele gazdei în timpul inflamației .
Neutrofilele vor fi îndepărtate după fagocitoza agenților patogeni de către macrofage. PECAM-1 și fosfatidilserina de pe suprafața celulei sunt implicate în acest proces.
Funcţie
Chimiotaxie
Neutrofilele suferă un proces numit chimiotaxie prin mișcare amoeboidă , care le permite să migreze către locurile de infecție sau inflamație. Receptorii de suprafață celulară permit neutrofilelor să detecteze gradienții chimici ai moleculelor precum interleukina-8 (IL-8), interferonul gamma (IFN-γ), C3a, C5a și Leukotriene B4 , pe care aceste celule le folosesc pentru a direcționa calea migrației lor.
Neutrofilele au o varietate de receptori specifici, inclusiv pentru complement , citokine cum ar fi interleukinele și IFN-γ, chemokinele , lectinele și alte proteine. De asemenea, aceștia exprimă receptori pentru a detecta și adera la endoteliu și receptorii Fc pentru opsonină .
În leucocite care răspund la un chimioatractor , polaritatea celulară este reglată de activitățile micilor Rho guanozin trifosfataze ( Rho GTPaze ) și ale fosfoinozidelor 3-kinaze ( PI3Ks ). În neutrofile, produsele lipidice din PI3K reglează activarea Rho GTPaze și sunt necesare pentru motilitatea celulară . Acestea se acumulează asimetric la membrana plasmatică la marginea anterioară a celulelor polarizate. Reglarea spațială a GTPazelor Rho și organizarea marginii anterioare a celulei, PI3K și produsele lor lipidice ar putea juca roluri esențiale în stabilirea polarității leucocitelor, ca molecule de busolă care indică celulei unde să se târască.
S-a arătat la șoareci că, în anumite condiții, neutrofilele au un anumit tip de comportament migratoriu, denumit roi de neutrofile, în timpul căruia migrează într-o manieră foarte coordonată și se acumulează și se adună la locurile de inflamație.
Funcție antimicrobiană
Fiind foarte mobili , neutrofilele se adună rapid la focarul de infecție , atrase de citokine exprimate de endoteliu activat , mastocite și macrofage . Neutrofilele exprimă și eliberează citokine, care la rândul lor amplifică reacțiile inflamatorii prin alte câteva tipuri de celule.
În plus față de recrutarea și activarea altor celule ale sistemului imunitar, neutrofilele joacă un rol cheie în apărarea din prima linie împotriva agenților patogeni invadatori. Neutrofilele au trei metode pentru atacarea directă a microorganismelor: fagocitoza (ingestia), degranularea (eliberarea de anti-microbieni solubili) și generarea de capcane extracelulare neutrofile (NET).
Fagocitoză
Neutrofilele sunt fagocite , capabile să ingereze microorganisme sau particule. Pentru ca țintele să fie recunoscute, acestea trebuie acoperite cu opsonine - un proces cunoscut sub numele de opsonizare a anticorpilor . Ele pot interioriza și ucide mulți microbi , fiecare eveniment fagocitar rezultând în formarea unui fagozom în care sunt secretate specii reactive de oxigen și enzime hidrolitice. Consumul de oxigen în timpul generării speciilor reactive de oxigen a fost denumit „ explozie respiratorie ”, deși nu are legătură cu respirația sau cu producția de energie.
Explozia respiratorie implică activarea enzimei NADPH oxidază , care produce cantități mari de superoxid , o specie reactivă de oxigen. Superoxidul se descompune spontan sau este descompus prin intermediul enzimelor cunoscute sub numele de superoxid dismutaze (Cu / ZnSOD și MnSOD), în peroxid de hidrogen, care este apoi transformat în acid hipocloros (HClO), de către enzima hemului verde mieloperoxidază . Se crede că proprietățile bactericide ale HClO sunt suficiente pentru a ucide bacteriile fagocitate de neutrofile, dar acesta poate fi în schimb un pas necesar pentru activarea proteazei.
Deși neutrofilele pot ucide mulți microbi, interacțiunea neutrofilelor cu microbii și moleculele produse de microbi modifică adesea rotația neutrofilelor. Capacitatea microbilor de a modifica soarta neutrofilelor este foarte variată, poate fi specifică microbilor și variază de la prelungirea duratei de viață a neutrofilelor la provocarea lizei rapide a neutrofilelor după fagocitoză. S-a raportat că Chlamydia pneumoniae și Neisseria gonorrhoeae întârzie apoptoza neutrofilelor. Astfel, unele bacterii - și cele care sunt predominant agenți patogeni intracelulari - pot prelungi durata de viață a neutrofilelor prin perturbarea procesului normal de apoptoză spontană și / sau PICD (moartea celulară indusă de fagocitoză). La celălalt capăt al spectrului, unii agenți patogeni, cum ar fi Streptococcus pyogenes, sunt capabili să modifice soarta neutrofilelor după fagocitoză prin promovarea lizei celulare rapide și / sau accelerarea apoptozei până la punctul de necroză secundară.
Degranulare
Neutrofilele eliberează, de asemenea, un sortiment de proteine în trei tipuri de granule printr-un proces numit degranulare . Conținutul acestor granule are proprietăți antimicrobiene și ajută la combaterea infecției.
| Tip granule | Proteină |
| Granule azrofile (sau "granule primare") | Mieloperoxidaza , proteina bactericidă / care crește permeabilitatea (BPI), defensinele și serina protează neutrofil elastaza și catepsina G |
| Granule specifice (sau "granule secundare") | Fosfatază alcalină , lizozimă , NADPH oxidază , colagenază , lactoferină , histaminază și catelicidină |
| Granule terțiare | Catepsina , gelatinaza și colagenaza |
Capcane extracelulare neutrofile
În 2004, Brinkmann și colegii au descris o observație izbitoare că activarea neutrofilelor determină eliberarea de structuri de ADN asemănătoare unei rețele; acesta reprezintă un al treilea mecanism pentru uciderea bacteriilor. Aceste capcane extracelulare neutrofile (NET) cuprind o rețea de fibre compuse din cromatină și serin proteaze care prind și omoară microbii extracelulari. Se sugerează că NET-urile asigură o concentrație locală ridicată de componente antimicrobiene și leagă, dezarmează și omoară microbii independent de absorbția fagocitară. În plus față de proprietățile lor antimicrobiene posibile, NET-urile pot servi ca o barieră fizică care împiedică răspândirea în continuare a agenților patogeni. Prinderea bacteriilor poate fi un rol deosebit de important pentru NET în sepsis , unde NET se formează în vasele de sânge. Recent, NET-urile s-au dovedit a juca un rol în bolile inflamatorii, deoarece NET-urile ar putea fi detectate în preeclampsie , o tulburare inflamatorie legată de sarcină, în care se știe că activează neutrofilele. Formarea de neutrofile NET poate afecta, de asemenea, bolile cardiovasculare , deoarece NET-urile pot influența formarea trombului în arterele coronare . NET-urile sunt acum cunoscute pentru a prezenta efecte pro- trombotice atât in vitro, cât și in vivo .
Semnificația clinică
Numărul scăzut de neutrofile se numește neutropenie . Aceasta poate fi congenitală (dezvoltată la sau înainte de naștere) sau se poate dezvolta mai târziu, ca în cazul anemiei aplastice sau a unor tipuri de leucemie . Poate fi, de asemenea, un efect secundar al medicamentelor , cel mai proeminent chimioterapie . Neutropenia face ca un individ să fie foarte susceptibil la infecții. Poate fi și rezultatul colonizării de către paraziți neutrofili intracelulari.
În deficitul de alfa 1-antitripsină , importanta elastază neutrofilă nu este inhibată în mod adecvat de alfa 1-antitripsina , ducând la deteriorarea excesivă a țesuturilor în prezența inflamației - cel mai proeminent fiind emfizemul . Efectele negative ale elastazei s-au arătat și în cazurile în care neutrofilele sunt excesiv de activate (la un individ altfel sănătos) și eliberează enzima în spațiul extracelular. Activitatea nereglementată a elastazei neutrofile poate duce la întreruperea barierei pulmonare care prezintă simptome corespunzătoare cu leziuni pulmonare acute . Enzima influențează, de asemenea, activitatea macrofagelor prin scindarea receptorilor asemănători cu taxele (TLR) și reglarea în jos a expresiei citokinelor prin inhibarea translocației nucleare a NF-κB .
În febra mediteraneană familială (FMF), o mutație a genei pirinei (sau marenostrinului ), care se exprimă în principal în granulocitele neutrofile, duce la un răspuns activ activ în fază acută și provoacă atacuri de febră , artralgie , peritonită și - în cele din urmă - amiloidoză .
Scăderile funcției neutrofilelor au fost legate de hiperglicemie . Disfuncția în calea biochimică a neutrofilelor mieloperoxidază , precum și degranularea redusă sunt asociate cu hiperglicemie.
Numărul absolut de neutrofile (ANC) este, de asemenea, utilizat în diagnostic și prognostic. ANC este standardul de aur pentru determinarea severității neutropeniei și, prin urmare, a febrei neutropenice. Orice ANC <1500 celule / mm 3 este considerat neutropenie, dar <500 celule / mm 3 este considerat sever. Există, de asemenea, noi cercetări care leagă ANC de infarctul miocardic ca un ajutor în diagnosticul precoce.
În autopsie , prezența neutrofilelor în inimă sau creier este unul dintre primele semne de infarct și, prin urmare, este util pentru diagnosticarea infarctului miocardic și a accidentului vascular cerebral și a momentului acestora.
Neutrofilele sunt observate într-un infarct miocardic la aproximativ 12-24 ore, după cum se vede în această micrografie .
În accident vascular cerebral , încep să se infiltreze în creierul infarctat după 6 până la 8 ore.
Antigene neutrofile
Există cinci (HNA 1-5) seturi de antigene neutrofile recunoscute. Cei trei antigeni HNA-1 (ac) sunt localizați pe receptorul IIIb cu afinitate redusă Fc-γ (FCGR3B: CD16b ) Singurul antigen HNA-2a cunoscut este situat pe CD177 . Sistemul antigen HNA-3 are doi antigeni (3a și 3b) care sunt localizați pe al șaptelea exon al genei CLT2 ( SLC44A2 ). Sistemele de antigen HNA-4 și HNA-5 au fiecare două antigene cunoscute (a și b) și sunt situate în integrina β2 . HNA-4 este localizat pe lanțul αM ( CD11b ), iar HNA-5 este situat pe unitatea αL integrină ( CD11a ).
Subpopulații
Două subpopulații funcționale inegale de neutrofile au fost identificate pe baza diferitelor niveluri ale generării lor metabolite reactive de oxigen, permeabilitatea membranei, activitatea sistemului enzimatic și capacitatea de a fi inactivate. Celulele unei subpopulații cu permeabilitate ridicată a membranei (neutrofile-ucigașe) generează intens metaboliți reactivi ai oxigenului și sunt inactivați ca urmare a interacțiunii cu substratul, în timp ce celulele unei alte subpopulații (neutrofile-cagere) produc specii de oxigen reactiv mai puțin intens, nu aderă la substrat și își păstrează activitatea. Studii suplimentare au arătat că tumorile pulmonare pot fi infiltrate de diferite populații de neutrofile.
Video
Un neutrofil în mișcare rapidă poate fi văzut luând mai multe conidii într-un timp de imagistică de 2 ore cu un cadru la fiecare 30 de secunde.
Un neutrofil poate fi văzut aici preluând selectiv mai multe drojdii Candida ( marcate fluorescent în verde) în ciuda mai multor contacte cu Aspergillus fumigatus conidia (fără etichetă, alb / limpede) într-o matrice de colagen 3-D . Timpul de imagine a fost de 2 ore cu un cadru la fiecare 30 de secunde.
Neutrofilele prezintă o motilitate amoeboidă extrem de direcțională în picioarele și falangele infectate. Imagistica intravitală a fost efectuată pe calea padului de șoareci LysM-eGFP la 20 de minute după infecția cu Listeria monocytogenes .
Imagini suplimentare
Linia de celule sanguine
Linii mai complete
_diagram_en.svg)