Nøytrofil

nøytrofil

Bilde tatt med et lysmikroskop som viser en nøytrofil omgitt av røde blodlegemer i et blodutstryk . Kan Grünwald-Giemsa flekk .

3D-gjengivelse av en nøytrofil .
Navn og klassifisering
synonymer polymorfonukleær
latin Granulocytus neutrophilus; Neutrophilus; Granulocytus neutrophilus segmentonuclearis
TH H2.00.04.1.02012
TH H2.00.04.1.02012
anatomisk informasjon
System Immun
 medisinsk melding 

Nøytrofiler er granulocytt -type leukocytter også kalt polymorfonukleære leukocytter (PMN). De måler fra 9 til 12  μm , og det er den vanligste typen leukocytter i blodet til mennesker , og representerer rundt 50-60% av dem. Halveringstiden er kort, varer i timer eller noen få dager. Dens hovedfunksjon er fagocytose av bakterier og sopp. [ 1 ] Det er en veldig mobil celle og dens gelatinøse konsistens gjør det lettere for den å krysse veggene i blodårene for å migrere mot vevet, og hjelper til med å ødelegge bakterier og sopp og reagerer på inflammatoriske stimuli. Dette fenomenet er kjent som diapedesis .

Funksjoner

De kalles nøytrofiler fordi de ikke flekker med sure eller basiske fargestoffer, så cytoplasmaet deres ser lyserosa ut under lysmikroskopet.
De er karakterisert ved å presentere en kjerne med multilobed segmentert kompakt kromatin — fra 2 til 5 lober forbundet med tynne broer —. [ 1 ] I umodne nøytrofiler virker kjernen usegmentert, som et sterkt farget bånd. Cytoplasmaet inneholder rikelig med fine lilla granuler (med Giemsa-flekker) som inneholder rikelig med lytiske enzymer , samt et antibakterielt stoff kalt fagocytin , alt nødvendig for kampen mot fremmede bakterier.

Benmargen til en normal frisk voksen produserer anslagsvis 1,2 × 10 9 eller 1,2 milliarder (1,2 milliarder) nøytrofiler per dag. [ 2 ]

Det er en veldig mobil celle og dens gelatinøse konsistens gjør det lettere for den å krysse veggene i blodårene for å migrere mot vevet, og hjelper til med å ødelegge bakterier og sopp og reagerer på inflammatoriske stimuli. Dette fenomenet er kjent som diapedesis .

Nøytrofiler finnes normalt i blodet. Men under den akutte utbruddet av betennelse, spesielt som et resultat av bakteriell infeksjon, er de blant de første migrantene til stedet for betennelse (først gjennom arterier, deretter gjennom interstitielt vev), drevet av kjemiske signaler som interleukin -8 (IL ) -8), interferon -gamma (IFN-y), i en prosess som kalles kjemotakse . De er de dominerende cellene i puss .

Frigjøringen av nøytrofiler fra blodårene er betinget av frigjøringen av histamin (frigitt av mastceller ) og TNF-α (frigitt av makrofager). TNF-α og histamin virker på endotelcellene i karet, og får det til å aktiveres gjennom ekspresjonen av -E - selektin . IL-8-aktiverte nøytrofiler kan binde E-selektin via sin karbohydratligand. På denne måten er de i stand til å være tilstede i vev på bare 5 timer etter starten av infeksjonen. På grunn av deres fagocytiske funksjoner er nøytrofiler også kjent som mikrofager, for å skille dem fra de større fagocytiske cellene, makrofager .

Diapedese

Nøytrofiler samhandler med kjemotaktiske midler for å migrere til steder invadert av mikroorganismer, i en prosess som kalles diapedesis eller ekstravasasjon . Denne prosessen består av tre stadier:

  1. I blodkarlumen: marginering, rotasjon og adhesjon til endotelet (se også Akutt betennelse for detaljer om de første trinnene).
  2. Migrasjon gjennom blodåreveggen.
  3. Migrasjon i vevet mot en kjemotaktisk stimulus .

Adhesjon til endotelet

Når betennelsesprosessen begynner , produseres en vasodilatasjon, initiert av kjemiske mediatorer, som forårsaker utstrømning av væske fra blodet inn i vevene, og genererer et ødem . Som en konsekvens øker viskositeten til blodet, på grunn av den økte konsentrasjonen av røde blodlegemer, som igjen forårsaker en reduksjon i blodstrømmen (stasis). Under disse hemodynamiske forholdene omfordeles leukocytter perifert, et fenomen som kalles "marginering . " Leukocyttene ruller deretter over overflaten av endotelet, og danner forbigående kontakter med endotelcellene , bryter løs og fester seg igjen. Til slutt fester leukocyttene seg godt til endotelet, før de starter migrasjon .

Samtidig med den vasodilatoriske effekten aktiverer inflammatoriske mediatorer ( TNF og IL-1 ) endotelceller, som uttrykker adhesjonsproteiner for leukocytter. Rotasjonsfasen formidles av familien av membranproteiner kalt selectiner , som kan være av tre typer:

Ligander for selektiner er sialylerte oligosakkarider festet til glykoproteinkjeder. Interaksjon mellom selektinreseptorer på nøytrofiler og selektiner på endotelceller får nøytrofiler til å rulle sakte langs endotelforingen av kar.

På den annen side forårsaker inflammatoriske kjemokiner en tilstandsendring av PMN- membranintegriner fra en konformasjon med lav affinitet til en konformasjon med høy affinitet, mens interleukin 1 (IL-1) og tumornekrosefaktor (TNF) induserer endotelceller til å uttrykke intercellulær adhesjon. molekyler type 1 (ICAM-1) og VCAM-1 ( vascular cell adhesion molecule-1 ), som TNF-molekyler binder seg til, høyaffinitetsintegrin av nøytrofiler, noe som forårsaker fast adhesjon av PMN til endotelet.

Migrasjon over endotelet

Det er fenomenet som kalles diapedesis eller ekstravasasjon , og det forekommer grunnleggende i de postkapillære venulene. Kjemokiner frigjort av makrofager og vevsmastceller som respons på tilstedeværelsen av mikroorganismer, fremmedlegemer eller vevsskade virker på PMN-er festet til endotelet, og stimulerer deres migrasjon gjennom interendotelrommene mot det skadede eller infiserte stedet. Noen molekyler som er tilstede i kryssene mellom endotelceller letter migreringen av nøytrofiler, slik som CD31 eller PECAM-1 , proteiner fra immunoglobulinfamilien . Etter å ha krysset endotelet, må PMN bryte gjennom basallamina , sannsynligvis ved å utskille kollagenaser, og gå inn i ekstravaskulært vev. For å gjøre dette, fester leukocytter seg til den ekstracellulære matrisen ved å binde deres integriner og CD44 til matriseproteiner.

Leukocyttkjemotaksi

En gang i bindevevsrommet migrerer leukocytter mot det skadede området ved en prosess som kalles kjemotaksi , som defineres som rettet bevegelse langs en kjemisk gradient. Stoffene som genererer denne gradienten kan være eksogene (for eksempel bakterielle toksiner) eller endogene, blant annet forskjellige kjemiske mediatorer:

Alle disse midlene binder seg til G-proteinkoblede transmembranreseptorer på overflaten av leukocytter. Dette utløser en signalvei som resulterer i aktivering av andre budbringere som øker cytosolisk kalsium og aktiverer GTPaser og kinaser . Som en konsekvens induseres aktinpolymerisasjon , som genererer en økning i polymerisert aktin ved celleenden nær den skadede regionen, og lokalisering av myosinfilamenter i den bakre delen av cellen. Leukocytten beveger seg ved å utvide filopodia som trekker cellen tilbake i forlengelsesretningen, som en forhjulsdrevet bil. Sluttresultatet er at leukocytten beveger seg mot målområdet.

Gjenkjennelse av mikrober og dødt vev

Når de er i målområdet, må nøytrofiler spesifikt gjenkjenne det fornærmende middelet før de fortsetter å eliminere det. Både nøytrofiler og makrofager (celler med fagocytisk kapasitet) har membranreseptorer som lar dem gjenkjenne det eksterne middelet og aktivere fagocytiske prosesser. De viktigste typene reseptorer er:

Reseptorer for mikrobielle komponenter

Toll -lignende reseptorer (TLR) gjenkjenner komponenter av forskjellige typer mikrober: bakterielle lipopolysakkarider , bakterielle proteoglykaner , umetylerte CpG-nukleotider (vanlige i bakterier), eller dobbelttrådet RNA (produsert av noen virus ). TLR-er er tilstede på celleoverflaten, men også i endosomer , slik at de kan oppdage ekstracellulære og fagocyterte mikrober. Disse reseptorene aktiverer kinaser som stimulerer produksjonen av mikrobicide stoffer.

G-proteinkoblede reseptorer

Noen av disse reseptorene gjenkjenner peptider som inneholder fragmenter av N-formylmetionin (som initierer alle bakterielle proteiner, men som bare er tilstede i pattedyrs mitokondrieproteiner). Andre reseptorer gjenkjenner kjemokiner, fragmenter av komplementsystemet , slik som C5a, og lipidmediatorer, slik som PAF , prostaglandiner eller leukotriener , som alle produseres i sammenheng med celleskade. Ligandbinding til disse reseptorene induserer migrasjon og produksjon av mikrobicide stoffer

Reseptorer for opsoniner

Leukocytter uttrykker reseptorer for opsoniner , forsvarsproteiner som belegger mikrober gjennom opsoniseringsprosessen . Disse stoffene inkluderer antistoffer , komplementsystemproteiner og lektiner . En av de mest effektive måtene å forbedre fagocytose av en partikkel er å belegge den med IgG-type antistoffer spesifikke for den partikkelen. IgG-er gjenkjennes av høyaffinitetsreseptorene for Fcγ på fagocytter, kalt FcγR. På samme måte er C3b (fra komplementsystemet) også et potent opsonin, og fagocytter uttrykker en reseptor, CR1, som er i stand til å oppdage det. Binding av opsoniner til deres reseptorer på fagocytter fremmer fagocytose og aktiverer leukocytter.

Reseptorer for cytokiner

Leukocytter har reseptorer for cytokiner som produseres i nærvær av mikrober. Den viktigste av disse cytokinene er interferon -y (IFN-y), utskilt av mikrobielt aktiverte NK - celler og av antigenaktiverte T -celler under den adaptive immunresponsen . IFN-y er det viktigste aktiveringsmidlet til makrofager .

Eliminering av skadelig middel: fagocytose

Bindingen av ligander til leukocyttreseptorer induserer deres aktivering, på grunn av initieringen av signalveier som produserer en økning i cytosoliske kalsiumnivåer og aktivering av enzymer som PKC og fosfolipase A2. Den viktigste funksjonelle responsen er fagocytose og intracellulær ødeleggelse av det skadelige middelet.

Fagocytose fortsetter i tre sekvensielle stadier:

Anerkjennelse og forening

Mediert av mannosereseptorer og reseptorer for forskjellige opsoniner som er tilstede i skademidlet. Mannosereseptoren er et lektin som binder seg til mannose- og fukoserester på glykoproteiner og glykolipider. Disse restene er typiske for bakterievegger, mens pattedyrglykoproteiner og glykolipider inneholder terminale sialinsyrerester . Derfor binder mannosereseptorer seg spesifikt til bakterielle molekyler.

Inkorporering i fagocytisk vakuol

Når partikkelen er bundet til reseptorene, dannes forlengelser av cytoplasmaet ( pseudopod ) rundt den, plasmamembranen smelter sammen, og en vesikkel ( fagosomet ) dannes som inneholder partikkelen. Fagosomet smelter deretter sammen med et lysosom , som slipper ut innholdet til fagolysosomet. Under denne prosessen kan fagocytten også frigjøre innholdet av lysosomene til det ekstracellulære rommet, spesielt hvis partikkelen som skal fagocyteres er for stor til å inkorporeres i en vesikkel.

Fagocytose (som er en svært kompleks prosess) avhenger av polymeriseringen av aktin, så de samme signalene som aktiverer kjemotakse aktiverer også fagocytose.

Ødeleggelse av inntatt materiale

Neutrofiler inneholder tre typer granulat:

De to førstnevnte typene kan smelte sammen med fagocytiske vakuoler som inneholder det inntatte materialet, og søle innholdet for å fordøye det.
Bakterier blir ikke bare ødelagt av virkningen av enzymer, men også og spesielt ved dannelsen av reaktive oksygenarter (ROS) og reaktive nitrogenarter (NOS) i fagosomer av nøytrofiler. Noen av disse forbindelsene er:

Alle disse frie oksygen- og nitrogenradikalene angriper og skader lipidene, proteinene og nukleinsyrene til mikrobene så vel som verten.

Innholdet i de azurofile granulene frigjøres noen ganger i den ekstracellulære matrisen og forårsaker vevsskade, men katalase og glutationperoksidase bryter vanligvis ned hydrogenperoksid. Imidlertid kan leukocytter forårsake betydelig skade på normale celler og vev under noen omstendigheter:

I disse tilfellene skader leukocytter sunt vev med de samme mekanismene som angriper mikrober, siden når de først er aktivert, skiller de ikke mellom vert og patogen. Enzymer og reaktive oksygen- og nitrogenarter som frigjøres i det intracellulære rommet kan skade sunt vev og endotelet, og forsterke virkningen av patogenet. Faktisk, i disse tilfellene utgjør leukocyttene selv den største trusselen, og ligger til grunn for hovedårsaken til endringene som er tilstede i mange menneskelige sykdommer:

Nøytrofiler har kort halveringstid og dør av apoptose noen timer etter at de har forlatt blodet, når de har utført sin funksjon med å ødelegge mikroorganismer. Dette har effekten av pussdannelse , der leukocytter (spesielt nøytrofiler) og døde bakterier og ekstracellulær væske akkumuleres.

Nøytrofiler blir også diskutert i kreftbehandlinger. Selv om visse studier antyder deres mulige deltakelse i angiogenese og metastaser, anser andre dem som essensielle elementer i kampen mot solide svulster, som i den kontroversielle teorien utviklet av det tverrfaglige teamet ledet av fysikeren og forskeren Antonio Brú .

Galleri

Referanser

  1. ↑ a b Blood and Hematopoiesis , av G. Gigola, Anatomo-Histology. Det nasjonale universitetet i Sør.
  2. ↑ Thin JL (2010). Kap.23: Fysiologi av granulocytter . "Menneskelig fysiologi". AccessMedicine (4. utgave). 
  3. ↑ «NOTATER FOR BLOD OG HEMATOPOIES. Teoretisk gjennomgang, cellebiologi og medisinsk histologi» (PDF) . School of Medicine. UNAM. 2012. 

Anbefalt bibliografi

Eksterne lenker