НЕЙТРОФИЛЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, МОРФОЛОГИЯ, ФУНКЦИИ, ТИПЫ - БИОЛОГИЯ

В нейтрофилы являются тип лейкоцитов клеток и гранулоцитов подтип участвует в иммунных ответных Engulfing бактерий, грибов и других потенциально болезнетворных образований для организма.

Среди гранулярных лейкоцитов нейтрофилы являются наиболее многочисленными клетками, их количество составляет от 65 до 75% от общего количества лейкоцитов. Это количество может увеличиться, если организм страдает инфекцией.

Источник: pixabay.com

Выполняя свою защитную роль, эта клетка демонстрирует заметную способность перемещаться по тканям. Они соответствуют первой линии защиты при наличии инфекции, а также связаны с событиями воспаления.

Ядро нейтрофилов различается по своей морфологии, поэтому клетка считается полиморфно-ядерной. Как правило, это ядро имеет от трех до пяти неправильных выступов или долей. Цитоплазма представляет собой серию гранул, которые придают ей характерный розовый цвет, свойственный этой линии клеток.

характеристики

Общие положения и классификация гранулоцитов

Кровь состоит из различных клеточных элементов. Одним из них являются лейкоциты или белые кровяные тельца, названные так из-за того, что они не имеют цвета по сравнению с эритроцитами или эритроцитами.

Внутри белых кровяных телец есть несколько типов, и один из них - гранулоциты. Они названы так потому, что представляют собой большое количество гранул в цитоплазме. В свою очередь, у нас есть разные типы гранулоцитов, которые отличаются друг от друга в ответ на разные лабораторные пятна.

Гранулоциты - это эозинофилы с гранулами, богатыми основными белками, окрашенными кислотными красителями, такими как эозин; базофилы, которые представляют собой кислые гранулы и окрашиваются основными красителями, такими как метиленовый синий; и нейтрофилы, которые содержат как кислые, так и основные гранулы и имеют розовый или лавандовый оттенок.

Обзор и классификация нейтрофилов

Внутри гранулоцитов нейтрофилы являются наиболее многочисленными клетками. Это клетки, обладающие способностью к движению, которые участвуют в иммунном ответе и в уничтожении различных патогенов и агентов, внешних по отношению к телу.

Зрелые нейтрофилы характеризуются сегментированным ядром. Вот почему некоторые авторы называют эти лейкоциты полиморфно-ядерными клетками, сокращенно PMNs, по их аббревиатуре на английском языке.

В периферической крови мы находим две формы нейтрофилов: одну с сегментированным ядром, а другую с ядром в форме ленты. В системе кровообращения большинство этих клеток имеет сегментированное ядро.

Морфология

Размеры

В мазках крови, проанализированных в лаборатории, было замечено, что размеры нейтрофилов составляют от 10 до 12 микрометров (мкм), что немного больше, чем у эритроцитов.

Ядро

Одна из самых выдающихся характеристик нейтрофилов - это форма их ядра с множеством долей. Хотя гранулоциты классифицируются в соответствии с их реакцией на окрашивание, их можно легко идентифицировать по этой характеристике.

Молодые нейтрофилы обнаруживают ядро с формой, напоминающей полосу, но еще не имеющую каких-либо долей, оно может быть зарождающимся.

Когда нейтрофилы достигают зрелости, ядро может иметь несколько долей - обычно от двух до четырех. Эти доли связаны тонкими нитями ядерной природы.

Положение долей и ядра в целом довольно динамично. Следовательно, доли могут различаться как по своему положению, так и по количеству.

Хроматин

Относительно хроматин нейтрофилов достаточно конденсированный. Распределение хроматина в нейтрофилах характерно для этой клеточной линии: гетерохроматин (конденсированный хроматин с низкой скоростью транскрипции) располагается в больших количествах по краям ядра, контактируя с ядерной оболочкой.

Эухроматин (относительно более рыхлый хроматин с обычно высокой скоростью транскрипции) расположен в центральной области ядра, и очень мало этого хроматина находится в прямом контакте с оболочкой.

У женщин одна из половых Х-хромосом уплотняется и инактивируется в структуре, называемой корпускулой Барра, - это явление происходит для компенсации генетической нагрузки. Это визуализируется как отросток в одной из долей ядра.

цитоплазма

Органеллы и гранулы обнаруживаются в цитоплазме нейтрофилов. Благодаря огромному количеству гранул цитоплазма нейтрофилов приобретает розовую или лиловую окраску. Кроме того, в нем содержится значительное количество гликогена. Ниже мы подробно опишем каждый из подкомпартментов цитоплазмы:

Гранулы

Как мы уже упоминали, нейтрофилы являются разновидностью гранулоцитов, потому что их цитоплазма состоит из разных гранул. В этих лейкоцитах есть три типа гранул: специфические, азурофильные и третичные.

Специфические гранулы

Специфические гранулы или вторичные гранулы имеют небольшой размер и их довольно много. Из-за своего небольшого размера их трудно визуализировать в световой микроскоп. Однако в свете электронной микроскопии гранулы выглядят как эллипсоидные структуры. Плотность тел умеренная.

Внутри определенных гранул мы находим коллагеназу IV типа, фосфолипидазу, лактоферрин, белки, связывающие витамин B12, НАДФН-оксидазу, гистаминазу, рецепторы листа и другие. Также существуют активаторы комплемента и другие молекулы с бактерицидными свойствами.

Азурофильные гранулы

Азурофильные или первичные гранулы крупнее предыдущих, но встречаются в меньшем количестве. Они возникают в начале гранулопоэза и присутствуют во всех типах гранулоцитов. При нанесении на них лазурного красителя они приобретают пурпурный цвет. Это очень плотные тела.

Эти тела аналогичны лизосомам и содержат гидролазы, эластазы, катионные белки, бактерицидные белки и миелопероксидазу. Последний имеет вид вещества с мелкими гранулами. Эта молекула способствует образованию гипохлорита и хлораминов, веществ, которые способствуют уничтожению бактерий.

Важным компонентом азурофильных гранул в категории катионных белков являются так называемые дефенсины, которые действуют аналогично антителам.

Третичные гранулы

К последней категории относятся третичные гранулы. Они, в свою очередь, делятся на два типа гранул, в зависимости от содержания: некоторые из них богаты фосфатазами, а другие - металлопротеинами, такими как желатиназы и коллагеназы. Предполагается, что эти белки могут способствовать миграции нейтрофилов через соединительную ткань.

Органеллы

Помимо гранул, которые хорошо видны в цитоплазме нейтрофилов, дополнительные субклеточные компартменты встречаются довольно редко. Однако в центре клетки находится зарождающийся аппарат Гольджи и небольшое количество митохондрий.

Характеристики

Жизнь в мире, изобилующем патогенными одноклеточными организмами, является серьезной проблемой для многоклеточных организмов. В ходе эволюции клеточные элементы развивались со способностью поглощать и уничтожать эти потенциальные угрозы. Один из основных (и наиболее примитивных) барьеров - это врожденная иммунная система.

Нейтрофилы являются частью этой врожденной системы. В организме эта система отвечает за уничтожение чужеродных для организма патогенов или молекул, не специфичных для какого-либо антигена, полагаясь на барьеры, состоящие из кожи и слизистых оболочек.

У человека количество нейтрофилов может превышать 70% циркулирующих лейкоцитов, что является первой линией защиты от широкого спектра патогенов: от бактерий до паразитов и грибов. Таким образом, среди функций нейтрофилов мы имеем:

Уничтожение патогенных образований

Основная функция нейтрофилов - разрушать чужеродные молекулы или материалы, попадающие в организм посредством фагоцитоза, включая микроорганизмы, которые могут вызвать заболевание.

Процесс, с помощью которого нейтрофилы разрушают чужеродные образования, состоит из двух этапов: поиск посредством хемотаксиса, подвижности клеток и диапедеза с последующим их разрушением посредством фагоцитоза и пищеварения. Это происходит следующим образом:

Шаг 1: хемотаксис

Рекрутирование нейтрофилов вызывает воспалительный процесс в области, где произошло связывание с рецептором лейкоцитов. Хемотаксические агенты могут продуцироваться микроорганизмами, повреждением клеток или другими типами лейкоцитов.

Первый ответ нейтрофилов - достичь эндотелиальных клеток кровеносных сосудов с помощью молекул адгезивного типа. Как только клетки достигают места инфицирования или раздувания, нейтрофилы начинают процесс фагоцитоза.

Шаг 2: фагоцитоз

На поверхности клетки нейтрофилы обладают широким спектром рецепторов с различными функциями: они могут непосредственно распознавать патогенный организм, апоптотическую клетку или любую другую частицу, или они могут распознавать некоторую опсоническую молекулу, прикрепленную к чужеродной частице.

Когда микроорганизм «опсонизирован», это означает, что он покрыт антителами, комплементом или обоими.

Во время процесса фагоцитоза из нейтрофилов появляются псевдоподии, которые начинают окружать перевариваемую частицу. В этом случае образование фагосом происходит в цитоплазме нейтрофила.

Формирование фагосом

Формирование фагосомы позволяет комплексу НАДН-оксидазы, находящемуся внутри этого тела, генерировать активные формы кислорода (например, перекись водорода), которые в конце превращаются в гипохлорит. Точно так же различные типы гранул выделяют бактерицидные вещества.

Комбинация активных форм кислорода и бактерицидов позволяет устранить патоген.

Смерть нейтрофилов

После переваривания патогена материал продукта разложения может храниться в остаточных тельцах или его можно утилизировать посредством экзоцитоза. Во время этого явления большинство участвующих нейтрофилов страдают от гибели клеток.

То, что мы знаем как «гной», представляет собой густой беловатый или желтоватый экссудат мертвых бактерий, смешанных с нейтрофилами.

Вербовка других ячеек

Помимо опорожнения содержимого гранул для атаки патогенов, нейтрофилы также ответственны за секрецию молекул во внеклеточный матрикс.

Молекулы, которые выделяются наружу, действуют как хемотаксические агенты. То есть они отвечают за «вызов» или «привлечение» других клеток, таких как дополнительные нейтрофилы, макрофаги и другие воспалительные агенты.

Генерация сетей

Нейтрофилы - это клетки, которые могут генерировать так называемые внеклеточные ловушки нейтрофилов, сокращенно NET, от английского аббревиатуры.

Эти структуры образуются после смерти нейтрофилов в результате противомикробной активности. Предполагается, что эти внеклеточные структуры представляют собой цепочки нуклеосом.

Фактически, было предложено использовать термин NETosis для описания этой конкретной формы гибели клеток, которая приводит к высвобождению NET.

В этих структурах есть ферменты, которые мы также находим в гранулах нейтрофилов, способные вести уничтожение бактериальных агентов, как грамотрицательных, так и грамположительных, или грибковых агентов.

Секреторная функция

Нейтрофилы связаны с секрецией веществ, имеющих биологическое значение. Эти клетки являются важным источником транскобаламина I, который необходим для правильного усвоения витамина B12 в организме.

Кроме того, они являются источником важного множества цитокинов. Среди этих молекул выделяется производство интерлейкина-1, вещества, известного как пироген. То есть молекула, способная вызывать лихорадочные процессы.

Интерлейкин-1 отвечает за синтез других молекул, называемых простагландинами, которые действуют на гипоталамус и вызывают повышение температуры. Понимая это с этой точки зрения, лихорадка является следствием острой инфляции, вызванной массивной нейтрофильной реакцией.

Происхождение и развитие

Сколько нейтрофилов вырабатывается?

По оценкам, выработка нейтрофилов составляет порядка 10 ¹¹ клеток в день, что может возрасти на порядок, когда организм испытывает бактериальную инфекцию.

Где производятся нейтрофилы?

Развитие нейтрофилов происходит в костном мозге. Из-за важности этих клеток и их значительного количества, которое должно быть произведено, костный мозг посвящает почти 60% своей общей продукции происхождению нейтрофилов.

Как создаются нейтрофилы?

Клетка, из которой они происходят, называется предшественником гранулоцитов-моноцитов, и, как следует из названия, именно эта клетка дает начало как гранулоцитам, так и моноцитам.

В образовании нейтрофилов участвуют разные молекулы, но основная из них называется гранулоцитарным колониестимулирующим фактором, и это цитокин.

В костном мозге есть три типа развивающихся нейтрофилов: группа стволовых клеток, группа пролиферирующих и группа созревающих. Первую группу составляют гемопоэтические клетки, способные к обновлению и дифференцировке.

Группа пролиферации состоит из клеток в митотических состояниях (то есть в процессе деления клеток) и включает миелоидные предшественники или колонии, которые образуют гранулоциты, эритроциты, моноциты и мегакариоциты, предшественники гранулоцитов-макрофагов, миелобласты, промиелоциты и миелоциты. Стадии созревания происходят в указанном порядке.

Последняя группа состоит из клеток, которые подвергаются ядерному созреванию и состоит из метамиелоцитов и нейтрофилов - как полосатых, так и сегментированных.

Как долго живут нейтрофилы?

Считается, что по сравнению с другими клетками иммунной системы нейтрофилы имеют короткий период полураспада. Традиционные оценки предполагают, что нейтрофилы находятся в циркуляции около 12 часов и чуть более суток в тканях.

Сегодня используются методологии и техники, включающие мечение дейтерием. Согласно этому подходу период полувыведения нейтрофилов увеличивается до 5 дней. В литературе это расхождение остается предметом споров.

Миграция нейтрофилов

Внутри трех групп нейтрофилов происходит движение клеток (нейтрофилов и их предшественников) между костным мозгом, периферической кровью и тканями. Фактически, одним из наиболее важных свойств этого типа лейкоцитов является его способность к миграции.

Поскольку это самые распространенные белые кровяные тельца, они образуют первую волну клеток, которая достигает очага поражения. Наличие нейтрофилов (а также моноцитов) предполагает значительную воспалительную реакцию. Миграция находится под контролем определенных молекул адгезии, расположенных на поверхности клетки, которые взаимодействуют с эндотелиальными клетками.

болезни

Нейтрофилия

Когда абсолютное число нейтрофилов превышает 8,6 · ^{10 9} , считается, что пациент страдает нейтрофилией. Это состояние сопровождается гранулоцитарной гиперплазией костного мозга при отсутствии эозинофилии, базофилов и эритроцитов с ядрами в периферической крови.

Существует несколько причин, которые могут привести к доброкачественному увеличению нейтрофилов, например, стрессовые состояния, тахикардия, лихорадка, роды, чрезмерные нагрузки на сердечно-сосудистую систему и другие.

Причины, связанные с патологиями или состояниями, имеющими медицинское значение, включают воспаление, отравление, кровотечение, гемолиз и новообразования.

Нейтропения

Состояние, противоположное нейтрофилии, - нейтропения. Причины, связанные с падением уровня нейтрофилов, включают инфекции, физические факторы, такие как рентгеновские лучи, дефицит витамина B12, прием лекарств и синдром, известный как ленивые белые кровяные тельца. Последняя состоит из случайных и неуправляемых движений клеток.

Ссылки

Альбертс, Б., Брей, Д., Хопкин, К., Джонсон, А.Д., Льюис, Дж., Рафф, М.,… и Уолтер, П. (2013). Существенная клеточная биология. Наука о гирляндах.
Алонсо, МАС, и я Понс, ЕС (2002). Практическое руководство по клинической гематологии. Antares.
Арбер, Д.А., Глэдер, Б., Лист, А.Ф., Средние, RT, Параскевас, Ф., и Роджерс, Г.М. (2013). Клиническая гематология Винтроба. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
Денисе, Дж. Ф., и Кубес, П. (2016). Последние достижения в понимании нейтрофилов. F1000Research, 5, 2912.
Хоффман, Р., Бенц-младший, Э.Дж., Зильберштейн, Л.Е., Хеслоп, Х., Анастази, Дж., И Вайц, Дж. (2013). Гематология: основные принципы и практика. Elsevier Health Sciences.
Кирзенбаум, А.Л., и Трес, Л. (2015). Гистология и клеточная биология: введение в электронную книгу патологии. Elsevier Health Sciences.
Mayadas, TN, Cullere, X., & Lowell, CA (2013). Многогранные функции нейтрофилов. Ежегодный обзор патологии, 9, 181–218.
Мандей, MC (1964). Отсутствие нейтрофилов. Британский медицинский журнал, 2 (5414), 892.
Поллард, Т. Д., Эрншоу, В. К., Липпинкотт-Шварц, Дж., И Джонсон, Г. (2016). Электронная книга по клеточной биологии. Elsevier Health Sciences.
Розалес К. (2018). Нейтрофил: клетка с множеством ролей в воспалении или несколько типов клеток? Границы физиологии, 9, 113.
Селдерс, Г.С., Фетц, А.Е., Радич, М.З., и Боулин, Г.Л. (2017). Обзор роли нейтрофилов в врожденном иммунитете, воспалении и интеграции биоматериалов хозяина. Регенеративные биоматериалы, 4 (1), 55-68.

НЕЙТРОФИЛЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, МОРФОЛОГИЯ, ФУНКЦИИ, ТИПЫ - БИОЛОГИЯ - 2025