Neutrofil - Neutrophil
| Neutrofil | |
|---|---|
.png) A neutrofilek 3D -s megjelenítése
| |
 Neutrofilek szegmentált magokkal, amelyeket vörösvértestek és vérlemezkék vesznek körül . A sejten belüli granulátumok láthatóak a citoplazmában ( Giemsa festett ).
| |
| Részletek | |
| Rendszer | Immunrendszer |
| Funkció | Fagocitózis |
| Azonosítók | |
| Háló | D009504 |
| TH | H2.00.04.1.02012 |
| FMA | 62860 |
|
A mikroanatómia anatómiai feltételei | |
A neutrofilek (más néven neutrociták vagy heterofilek ) a granulociták legelterjedtebb típusai, és az emberek összes fehérvérsejtjének 40-70% -át teszik ki . A veleszületett immunrendszer lényeges részét képezik , funkcióik különböző állatokban változnak.
Ezek kialakítva őssejtek a csontvelőben . Rövid élettartamúak és nagyon mozgékonyak, vagy mozgékonyak, mivel olyan szövetrészekbe juthatnak be, ahol más sejtek/molekulák nem. A neutrofileket fel lehet osztani szegmentált neutrofilekre és sávos neutrofilekre (vagy sávokra ). A polimorfonukleáris sejtek (PMN) családjának részét képezik , bazofilekkel és eozinofilekkel együtt .
A neutrofil elnevezés a hematoxilin és eozin ( H&E ) szövettani vagy citológiai készítmények festési jellemzőiből származik . Míg a bazofil fehérvérsejtek sötétkékre, az eozinofil fehérvérsejtek élénkvörösre, a neutrofilek semleges rózsaszínre festenek. Általában a neutrofilek 2–5 lebenyre osztott magot tartalmaznak.
A neutrofilek a fagociták egy típusa, és általában megtalálhatók a véráramban . A gyulladás kezdeti ( akut ) fázisában , különösen bakteriális fertőzés , környezeti expozíció és egyes rákos megbetegedések következtében, a neutrofilek a gyulladásos sejtek egyik első válaszadója, akik a gyulladás helyére vándorolnak. Az ereken, majd az intersticiális szöveteken keresztül vándorolnak, olyan kémiai jelek nyomán, mint az interleukin-8 (IL-8), a C5a , az fMLP , a leukotrién B4 és a H 2 O 2 egy kemotaxis nevű folyamatban . Ők a genny uralkodó sejtjei, fehéres/sárgás megjelenésük miatt.
A neutrofileket a sérülés helyén toborozzák a sérülést követő perceken belül, és az akut gyulladás jellemzője; egyes kórokozók emészthetetlensége miatt azonban előfordulhat, hogy nem képesek bizonyos fertőzések megoldására más típusú immunsejtek segítsége nélkül.
Szerkezet
A felülethez tapadva a neutrofil granulociták átlagos átmérője 12–15 mikrométer (µm) a perifériás vérkenetben . Szuszpenzióban az emberi neutrofilek átlagos átmérője 8,85 µm.
Az eozinofilekkel és a bazofilekkel együtt alkotják a polimorfonukleáris sejtek osztályát , amelyet a mag multilobulált alakjáról kaptak (a limfocitákhoz és a monocitákhoz képest , a többi fehérvérsejt típushoz képest). A mag jellegzetes karéjos megjelenésű, a különálló lebenyeket kromatin köti össze . A sejtmag eltűnik a neutrofilek érésekor, ami csak néhány más típusú sejtes sejtben fordul elő. A női neutrofil magvak 17% -ának van egy dobszeg alakú függeléke, amely az inaktivált X kromoszómát tartalmazza . A citoplazmában a Golgi -készülék kicsi, a mitokondriumok és a riboszómák ritkák, és a durva endoplazmatikus retikulum hiányzik. A citoplazma körülbelül 200 szemcsét is tartalmaz, amelyek egyharmada azurofil .
A neutrofilek növekvő szegmentációt mutatnak (a mag számos szegmense), ahogy érik. Egy normál neutrofilnek 3-5 szegmensből kell állnia. A hipersegmentáció nem normális, de bizonyos rendellenességekben, különösen a B 12 -vitamin hiányában fordul elő . Ezt a vérkenet kézi áttekintésében jegyzik meg, és pozitív, ha a neutrofilek többségében vagy mindegyikében 5 vagy több szegmens található.
A neutrofilek a leggyakoribb fehérvérsejtek az emberekben (körülbelül 10 11 termelődik naponta); az összes fehérvérsejt (leukocita) körülbelül 50-70% -át teszik ki. Az emberi vérkép normál tartománya laboratóriumonként változik, de a 2,5–7,5 × 10 9 /l neutrofilszám normál normál tartomány. Az afrikai és közel -keleti származású emberek száma alacsonyabb lehet, ami még mindig normális. A jelentés feloszthatja a neutrofileket szegmentált neutrofilekre és sávokra .
A véráramban keringve és inaktiválva a neutrofilek gömb alakúak. Aktiválás után megváltoztatják alakjukat, amorfabbá vagy amőbaszerűbbé válnak, és antigénekre vadászva kiterjeszthetik az állábúakat .
1973 -ban Sanchez és mtsai. megállapította, hogy a neutrofilek baktériumok elnyelésének képessége csökken, ha egyszerű cukrokat, például glükózt, fruktózt, valamint szacharózt, mézet és narancslevet fogyasztanak, míg a keményítő elfogyasztása nem befolyásolja. A böjt viszont megerősítette a neutrofilek fagocita képességét a baktériumok elnyelésére. Arra a következtetésre jutottak, hogy a fagociták funkcióját és nem a fagociták számát megváltoztatta a cukrok fogyasztása. 2007 -ben a Whitehead Biológiai Orvosi Kutatóintézet kutatói megállapították, hogy a mikrobiális felületeken található cukrok kiválasztása miatt a neutrofilek előnyösen reagáltak bizonyos típusú cukorokra. A neutrofilek előnyösen elnyelték és elpusztították a béta-1,6-glükán célpontokat a béta-1,3-glükán célpontokhoz képest.
Fejlődés
Élettartam
A keringésben lévő inaktivált emberi neutrofilek átlagos élettartama különböző módszerek szerint 5 és 135 óra között van.
Aktiválásuk után marginális állapotba kerülnek (az ér endotéliuma mellett helyezkednek el), és szelektinfüggő elfogáson mennek keresztül, amelyet az esetek többségében az integrintől függő tapadás követ , majd a szövetekbe vándorolnak, ahol 1-2 napig életben maradnak.
A neutrofilek sokkal többek, mint a hosszabb életű monocita / makrofág fagociták. Egy kórokozó (betegséget okozó mikroorganizmus vagy vírus) valószínűleg először találkozik neutrofilekkel. Egyes szakértők feltételezik, hogy a neutrofilek rövid élettartama evolúciós adaptáció. A rövid élettartamú neutrofil minimalizálja szaporítása azok patogének élősködnek phagocyták, mert minél több időt tölteni, mint a paraziták kívül a fogadó sejt , annál valószínűbb, hogy meg kell semmisíteni néhány eleme a szervezet védekező. Továbbá, mivel a neutrofil antimikrobiális termékek is károsíthatja fogadó szöveteket , a rövid élettartam határok kárt a fogadó során gyulladás .
A neutrofileket a kórokozók fagocitózisa után eltávolítják a makrofágok. A PECAM-1 és a sejtfelszínen lévő foszfatidil - szerin részt vesz ebben a folyamatban.
Funkció
Chemotaxis
A neutrofilek kemotaxis nevű folyamaton mennek keresztül, amőboid mozgással , ami lehetővé teszi számukra, hogy vándoroljanak a fertőzés vagy gyulladás helyei felé. A sejtfelszíni receptorok lehetővé teszik a neutrofilek számára, hogy kimutassák a molekulák kémiai gradienseit, mint például az interleukin-8 (IL-8), a gamma - interferon (IFN-γ), a C3a, a C5a és a leukotrién B4 , amelyeket ezek a sejtek használnak migrációs útjuk irányítására.
A neutrofilek számos specifikus receptorral rendelkeznek, beleértve a komplementet , a citokineket, például az interleukinokat és az IFN-y-t, a kemokineket , a lektineket és más fehérjéket. Emellett receptorokat is expresszálnak az endotélium és az opsonin Fc -receptorok kimutatására és azokhoz való ragaszkodáshoz .
A kemoattraktánsra reagáló leukocitákban a sejtek polaritását a kis Rho- guanozin-trifoszfatázok ( Rho GTPázok ) és a foszfoinozitid-3-kinázok ( PI3K ) aktivitása szabályozza . A neutrofilekben a PI3K lipidtermékei szabályozzák az Rho GTPázok aktiválását, és szükségesek a sejtmotilitáshoz . Ezek aszimmetrikusan halmozódnak fel a plazmamembránhoz a polarizált sejtek élén. Az Rho GTPázok térbeli szabályozása és a sejt élvonalának megszervezése, a PI3K -k és lipidtermékeik kulcsszerepet játszhatnak a leukociták polaritásának megállapításában, mint iránytűmolekulák, amelyek megmondják a sejtnek, hogy hová kell mászni.
Egereken kimutatták, hogy bizonyos körülmények között a neutrofilek sajátos típusú migrációs viselkedést mutatnak, amelyet neutrofil rajzásnak neveznek, és amely során nagyon összehangoltan vándorolnak, és felhalmozódnak és gyulladás helyére halmozódnak.
Antimikrobiális funkció
Mivel nagyon mozgékonyak , a neutrofilek gyorsan összegyűlnek a fertőzés fókuszában, és aktivált endotélium , hízósejtek és makrofágok által expresszált citokinek vonzzák őket . A neutrofilek citokineket expresszálnak és szabadítanak fel, amelyek viszont számos más sejttípus gyulladásos reakcióit felerősítik.
Az immunrendszer más sejtjeinek toborzása és aktiválása mellett a neutrofilek kulcsszerepet játszanak a frontvonal védelmében a betolakodó kórokozók ellen. A neutrofileknek három módja van a mikroorganizmusok közvetlen megtámadására: fagocitózis (lenyelés), degranuláció (oldható antimikrobiális anyagok felszabadulása) és neutrofil extracelluláris csapdák (NET) létrehozása.
Fagocitózis
A neutrofilek fagociták , amelyek képesek mikroorganizmusokat vagy részecskéket lenyelni. A célpontok felismeréséhez opsoninokkal kell bevonni őket - ezt az eljárást antitest -opsonizációnak nevezik . Számos mikrobát internalizálhatnak és elpusztíthatnak , minden fagocita esemény egy fagoszóma kialakulását eredményezi, amelybe reaktív oxigénfajok és hidrolitikus enzimek választódnak ki. Az oxigénfogyasztást a reaktív oxigénfajok keletkezése során " légzési kitörésnek " nevezték , bár nem függ össze a légzéssel vagy az energiatermeléssel.
A légzéskitörés magában foglalja a NADPH oxidáz enzim aktiválását , amely nagy mennyiségű szuperoxidot termel , egy reaktív oxigénfajta. A szuperoxid spontán bomlik, vagy szuperoxid -diszmutázok (Cu/ZnSOD és MnSOD) néven ismert enzimek révén bomlik le hidrogén -peroxiddá, amelyet ezután a zöld heme mieloperoxidáz enzim hipoklórsavvá (HClO) alakít át . Úgy gondolják, hogy a HClO baktericid tulajdonságai elegendőek a neutrofil által fagocitált baktériumok elpusztításához, de ez ehelyett a proteázok aktiválásához szükséges lépés lehet.
Bár a neutrofilek sok mikrobát elpusztíthatnak, a neutrofilek kölcsönhatása a mikrobákkal és a mikrobák által termelt molekulákkal gyakran megváltoztatja a neutrofilek forgalmát. A mikrobák azon képessége, hogy megváltoztassák a neutrofilek sorsát, igen változatosak, mikrobákra specifikusak lehetnek, és a neutrofilek élettartamának meghosszabbításától a fagocitózis utáni gyors neutrofil-lízis kiváltásáig terjedhetnek. A Chlamydia pneumoniae és a Neisseria gonorrhoeae késlelteti a neutrofil apoptózist. Így egyes baktériumok-és azok, amelyek túlnyomórészt intracelluláris kórokozók-meghosszabbíthatják a neutrofilek élettartamát, megzavarva a spontán apoptózis és/vagy a PICD (fagocitózis okozta sejthalál) normális folyamatát. A spektrum másik végén egyes kórokozók, mint például a Streptococcus pyogenes képesek megváltoztatni a neutrofilek sorsát a fagocitózis után azáltal, hogy elősegítik a gyors sejtlízist és/vagy felgyorsítják az apoptózist a másodlagos nekrózisig.
Degranuláció
A neutrofilek egy sor fehérjét is felszabadítanak három típusú granulátumban a degranulációnak nevezett eljárással . Ezeknek a granulátumoknak antimikrobiális tulajdonságai vannak, és segítenek a fertőzés elleni küzdelemben.
| Granulátum típusa | Fehérje |
| Azurofil granulátumok (vagy "elsődleges granulátumok") | Mieloperoxidáz , baktericid/permeabilitást növelő fehérje (BPI), defensinek és a szerin proteázok neutrofil elasztáz és katepszin G |
| Specifikus granulátumok (vagy "másodlagos granulátumok") | Lúgos foszfatáz , lizozim , NADPH oxidáz , kollagenáz , laktoferrin , hisztamináz és kathelicidin |
| Harmadlagos granulátum | Katepszin , zselatináz és kollagenáz |
Neutrofil extracelluláris csapdák
2004-ben Brinkmann és munkatársai lenyűgöző megfigyelést írtak le arról, hogy a neutrofilek aktiválása a DNS hálószerű szerkezeteinek felszabadulását okozza; ez egy harmadik mechanizmus a baktériumok elpusztítására. Ezek a neutrofil extracelluláris csapdák (NET) kromatinból és szerin proteázokból álló szálak hálóját tartalmazzák, amelyek csapdába ejtik és elpusztítják az extracelluláris mikrobákat. Javasolt, hogy a NET -ek magas helyi koncentrációban biztosítsák az antimikrobiális komponenseket, és megkötjék, hatástalanítsák és elpusztítsák a mikrobákat, függetlenül a fagocita felvételtől. A NET -ek lehetséges antimikrobiális tulajdonságaik mellett fizikai gátként is szolgálhatnak, amely megakadályozza a kórokozók további terjedését. A baktériumok csapdázása különösen fontos szerepe lehet a NET -eknek szepszisben , ahol NET -ek alakulnak ki az erekben. A közelmúltban kimutatták, hogy a NET-ek szerepet játszanak a gyulladásos betegségekben, mivel a NET-ek kimutathatók voltak a preeclampsia , a terhességgel kapcsolatos gyulladásos rendellenesség esetében, amelyben a neutrofilek aktiválódása ismert. A neutrofil NET -képződés hatással lehet a szív- és érrendszeri betegségekre is , mivel a NET -ek befolyásolhatják a trombusképződést a koszorúerekben . A NET-ekről ismert, hogy pro- trombotikus hatásokat mutatnak in vitro és in vivo .
Klinikai jelentőség
Az alacsony neutrofilszámot neutropeniának nevezik . Ez lehet veleszületett (születéskor vagy azt megelőzően kialakult), vagy később is kialakulhat, mint például az aplasztikus anaemia vagy bizonyos típusú leukémia esetén . Ez a gyógyszer mellékhatása is lehet , leginkább a kemoterápia . A neutropenia az egyént fokozottan fogékonnyá teszi a fertőzésekre. Ez lehet az intracelluláris neutrofil paraziták általi kolonizáció eredménye is.
Az alfa 1-antitripszin hiányában a fontos neutrofil elasztázt nem gátolja megfelelően az alfa 1-antitripszin , ami gyulladás jelenlétében túlzott szövetkárosodáshoz vezet-a legjelentősebb az emfizéma . Az elasztáz negatív hatásait azokban az esetekben is kimutatták, amikor a neutrofilek túlzottan aktiválódnak (egyébként egészséges egyénekben), és felszabadítják az enzimet az extracelluláris térben. A neutrofil elasztáz szabályozatlan aktivitása a tüdőgát megzavarásához vezethet, ami akut tüdőkárosodásnak megfelelő tüneteket mutat . Az enzim a makrofágok aktivitására is hatással van, azáltal, hogy lehasítja a toll-szerű receptorokat (TLR), és csökkenti a citokin expresszióját az NF-κB nukleáris transzlokációjának gátlásával .
A családi mediterrán lázban (FMF) a mutáció a pirin (vagy marenosztrin ) génben, amely főleg neutrofil granulocitákban fejeződik ki, konstitutívan aktív akut fázisú válaszhoz vezet, és láz , ízületi gyulladás , hashártyagyulladás és végül- amiloidózis .
A neutrofil funkciók csökkenését összefüggésbe hozták a hiperglikémiával . A myeloperoxidase neutrofil biokémiai útvonalának diszfunkciója , valamint a csökkent degranuláció hiperglikémiával jár.
Az abszolút neutrofilszámot (ANC) a diagnózisban és a prognózisban is használják. Az ANC az arany standard a neutropenia súlyosságának és ezáltal a neutropeniás láznak a meghatározására. Bármilyen ANC <1500 sejt / mm 3 neutropeniának minősül, de <500 sejt / mm 3 súlyosnak. Új kutatás is készült, amely az ANC -t a miokardiális infarktushoz köti, a korai diagnózis segítésére.
A boncolás során a neutrofilek jelenléte a szívben vagy az agyban az infarktus első jelei közé tartozik, ezért hasznos a szívinfarktus és a stroke diagnosztizálásában , valamint annak időzítésében.
A neutrofileket miokardiális infarktusban észlelik körülbelül 12-24 órában, amint ez a mikrográfban látható .
A stroke esetén 6-8 óra múlva kezdenek beszivárogni az infarktusos agyba.
Neutrofil antigének
Öt (HNA 1–5) neutrofil antigén -készletet ismerünk fel. A három HNA-1 antigén (ac) az alacsony affinitású Fc-γ IIIb receptoron található (FCGR3B: CD16b ) Az egyetlen ismert HNA-2a antigén a CD177-en található . A HNA-3 antigénrendszer két antigént tartalmaz (3a és 3b), amelyek a CLT2 gén ( SLC44A2 ) hetedik exonján helyezkednek el . A HNA-4 és a HNA-5 antigénrendszerek mindegyike két ismert antigénnel rendelkezik (a és b), és a β2 integrinben helyezkednek el . A HNA-4 az αM láncon ( CD11b ) és a HNA-5 az αL integrin egységen ( CD11a ) található.
Alpopulációk
A neutrofilek két funkcionálisan egyenlőtlen alpopulációját azonosították a reaktív oxigén metabolit képződésük különböző szintjei, a membrán permeabilitása, az enzimrendszer aktivitása és az inaktiválási képesség alapján. Az egyik nagy membránáteresztő képességű alpopuláció sejtjei (neutrofil-gyilkosok) intenzíven reaktív oxigén-metabolitokat termelnek, és a szubsztráttal való kölcsönhatás következtében inaktiválódnak, míg egy másik alpopuláció sejtjei (neutrofil-ketrecek) kevésbé intenzíven termelnek reaktív oxigénfajokat, ragaszkodnak az aljzathoz és megőrzik tevékenységüket. További vizsgálatok kimutatták, hogy a tüdődaganatokba különböző neutrofil populációk is behatolhatnak.
Videó
Látható, hogy egy gyorsan mozgó neutrofil több konídiumot vesz fel 2 órás képalkotási idő alatt, 30 másodpercenként egy képkockával.
Itt látható, hogy egy neutrofil szelektíven felvesz több Candida élesztőt ( fluoreszkálóan zölddel jelölt ) annak ellenére, hogy több alkalommal érintkezik az Aspergillus fumigatus conidiumokkal (jelöletlen, fehér/tiszta) egy 3-D kollagén mátrixban. A képalkotási idő 2 óra volt, 30 másodpercenként egy képkockával.
A neutrofilek erős irányú amoeboid motilitást mutatnak a fertőzött lábfejben és a falangokban. Az intravitális képalkotást LysM-eGFP egerek talpútvonalán végeztük 20 perccel a Listeria monocytogenes fertőzés után .
További képek
Vérsejtek törzse
Teljesebb nemzetségek
_diagram_en.svg)