Neutrofil granulocita

Lebenyes sejtmagvú neutrofil granulociták vörösvértestek között
Egy elpusztult emberi neutrofil és meticillin-rezisztens staphylococcus aureus baktériumok (sárga) pásztázó elektronmikroszkópos felvétele, NIAID fotó

A neutrofil granulociták (vagy neutrofilek) a leggyakrabban előforduló fehérvérsejtek, a legtöbb emlősben ők teszik ki a leukociták 40-75%-át. Elsődleges funkciójuk a szervezet veleszületett immunrendszerének működtetése. Az eozinofil és bazofil sejtekkel együtt a granulociták csoportjához tartoznak.

A neutrofilek őssejtekből keletkeznek a csontvelőben. Rövid élettartamú, mozgékony sejtek, amelyek a szövetek olyan régióiba is beférkőznek, ahová az immunrendszer más sejtjei nem képesek. Két csoportjuk van, a karéjos magvú (vagy polimorfonukleáris) és a pálcikamagvú granulociták. Sejtmagvuk általában 2-5 lebenyből (karéjból) áll.

Nevüket onnan kapták, hogy a vér hisztológiai festésekor citoplazmájuk sem eozint (mint a vörösre színeződő eozinofilek), sem hematoxilint (sötétkékre festődő bazofilek) nem vesz fel, és mikroszkóp alatt semleges rózsaszínnek mutatkozik.

A neutrofil granulociták a falósejtek (fagociták) közé tartoznak és általában a véráramban tartózkodnak. Gyulladásos folyamat kezdetekor (legyen az bakteriális fertőzés, környezeti hatás vagy bizonyos tumorok által kiváltva), az elsők között reagálnak, és azonnal a gyulladás helyszínére sietnek. Olyan szignálmolekulákat követve, mint az interleukin-8 (IL-8), C5a, fMLP, leukotrién B4 vagy hidrogén-peroxid átszüremlenek a véredények falain és a kötőszövet sejtjei között. Elsősorban ők alkotják a genny sejtes részét, nekik köszönhető annak sárgás-fehéres színe. Vannak olyan kórokozók, amelyet a neutrofilek nem képesek bekebelezni, ilyen esetben az immunrendszer más sejtjeire is szükségük van.

Jellemzőik

Neutrofil granulociták kilépnek a véráramból, fehérjebontó enzimekkel felbontják a sejtek közötti mátrixot, hogy áthaladhassanak közöttük és fagocitózissal bekebelezik a baktériumokat

A neutrofil granulociták átmérője a hisztológiai kenetekben 12-15 mikrométer (µm), míg szuszpenzióban átlagosan 8,85 µm-esek.

Az eozinofil és bazofil granulocitákkal közösen ők alkotják a polimorfonukleáris sejtek csoportját (szemben a nem lebenyes magvú mononukleáris sejtekkel, ahová a limfociták és monociták tartoznak). Sejtmagjuk jellegzetes módon lebenyekből áll, amelyeket kromatin (a kromoszómák anyaga) köt össze. A sejt érésével sejtmagvacskája felszívódik. A citoplazmában a Golgi-apparátus kicsi, kevés a riboszóma és a mitokondrium, a durva felszínű endoplazmatikus retikulum pedig hiányzik. Ezenkívül mintegy 200 azurofil (Romanowsky-festéssel festhető) granulumot tartalmaz.

Nőkben a neutrofilek sejtmagjai mellett megfigyelhető a dobverő alakú ún. Barr-test, egy inaktiválódott X-kromoszóma.

Ahogyan a sejtek idősebbé válnak, sejtmagvuk egyre szegmentáltabb lesz. Egy átlagos neutrofil magja 3-5 lebenyből áll. A túl sok lebeny betegség (főleg B12-vitamin hiányának) jele lehet.

A neutrofilek a leggyakoribb fehérvérsejtek az emberi vérben; a leukociták mintegy 50-70%-át teszik ki. Naponta kb. tízmilliárd keletkezik belőlük. Az egészséges szervezetben koncentrációjuk 1900–8000/mikroliter. Megfigyelték, hogy az afrikai és közel-keleti származású személyek neutrofilszáma valamivel alacsonyabb.

Az inaktív, „járőröző” sejtek gömbszerűek. Miután aktiválódtak, amőbaszerűen változtatják az alakjukat és állábakat bocsátanak ki, hogy bekebelezzék a baktériumokat és sejttörmelékeket.

Élettartamuk

A vér alkotóelemeinek kialakulása

A különböző mérések 5-90 nap közé teszik a keringésben lévő neutrofilek élettartamát. Aktiváció után, a szövetekben 1-2 nap után elpusztulnak.

Bár rövidebb élettartamúak, jóval gyakoribbak, mint a monociták/makrofágok, ezért valószínűbb, hogy egy kórokozó először velük találkozik. Egyes elméletek szerint a neutrofilek rövid élete evolúciós adaptáció, amellyel a szervezet megakadályozza, hogy a kórokozó megfertőzze őket (illetve végigvigye bennük az életciklusát). Ezenkívül, mivel gyulladás esetén a saját szöveteket is lebontják, a rövid élettartam csökkenti a gyulladás okozta károkat.

Megfigyelték, hogy a miután a neutrofil megemésztett egy kórokozót, felületén olyan molekulák jelennek meg (CD-31 és foszfatidilszerin), amik miatt a makrofágok fagocitózissal felfalják őket.

Működésük

A neutrofil granulociták sejtfelszíni receptoraikkal képesek megkötni bizonyos jelzőmolekulákat (interleukin-8, gamma interferon, B4 leukotrién, a komplementrendszerből a C3a és C5a komponensek) és a koncentrációgrádienst követve megkeresni azok forrását. Ezt a folyamatot kemotaxisnak nevezzük. A szignálmolekulákat kórokozóval találkozó endoteliális sejtek, hízósejtek vagy makrofágok bocsátják ki. A helyszínre siető neutrofilek maguk is kibocsátanak olyan citokineket (pl. interleukin-1-et), amelyek más sejtekre hatva felerősítik a gyulladás folyamatát. A többi sejt aktiválásán felül három fő módszerrel rendelkeznek a betolakodó baktériumok vagy más patogének leküzdésére: fagocitózis (bekebelezés), degranuláció (antimikrobiális anyagok kiválasztása) és hálószerű sejten kívüli csapdák (neutrophil extracellular trap, NET) létrehozása.

Fagocitózis

A neutrofilek a falósejtek közé tartoznak, vagyis képesek részecskék bekebelezésére. A folyamat megindításához a célpont felületén fagocitózist indukáló molekuláknak, ún. opszonineknek (jellegzetes bakteriális antigénnek, odakötött antitestnek, a komplementrendszer C3b komponensének) kell jelen lennie. Miután a sejt állábaival körbevette és internalizálta a mikroorganizmust, egy fagoszóma jön létre körülötte, amibe lizáló enzimek és oxidáló szabad gyököket tartalmazó molekulák kerülnek. Utóbbi miatt a fagocitózis fokozott oxigénfelvétellel jár.

A légzési robbanás során NADPH-oxidázzal sok szuperoxidot állít elő, mely spontán vagy a szuperoxid-dizmutázok segítségével hidrogén-peroxiddá bomlik, melyet a mieloperoxidáz hipoklórossavvá alakít. Ennek hatása egyes feltételezések szerint a bekebelezett baktériumok elöléséhez elegendő, mások szerint viszont csak köztes lépés a proteázaktivációhoz.

Degranuláció

A neutrofil granulociták a citoplazmájukból háromféle granulum tartalmát képesek a környezetbe üríteni. Az ezekben található enzimek antimikrobiális tulajdonságúak.

Granulum típusaFehérje
azurofil (vagy elsődleges)mieloperoxidáz, baktericid/permeabilitásnövelő protein (BPI), defenzinek, a fehérjebontó neutrofil elasztáz és katepszin G
specifikus (vagy másodlagos)alkalikus foszfatáz, lizozim, NADPH-oxidáz, kollagenáz, laktoferrin, hisztamináz, katelicidin
harmadlagoskatepszin, zselatináz, kollagenáz

Extracelluláris csapdák

2004-ben fedezték fel, hogy az aktivált neutrofilek hálószerű DNS-fehérje struktúrákat bocsátanak ki a baktériumok ellen. Ezek az ún. extracelluláris csapdák (neutrophil extracellular trap, NET) a kromoszómák anyagából, a kromatinból és szerin-proteázokból épülnek fel Feltételezik hogy önmagukban is képesek elpusztítani a baktériumokat, de ezenfelül fizikailag is megakadályozzák terjedésüket. Szisztémás szepszis esetén a NET-ek a véráramban is létrejöhetnek. Megfigyelték hogy elősegítik a véralvadást is.

Patológiájuk

Gombaspórákat bekebelező neutrofil granulocita (videó)

A normálisnál alacsonyabb neutrofilszámot neutropéniának hívják. A hiány kialakulhat a magzati fejlődés során vagy később is, mint pl. aplasztikus anémia vagy bizonyos típusú leukémia esetében. Gyógyszeres terápia (például kemoterápia) mellékhatásaként is felléphet. Az alacsony neutrofilszám jelentősen csökkenti a szervezet védekezőképességét a patogénekkel szemben.

Neutropéniáról 1500/mikroliter alatti sejtszám esetén beszélünk, 500/μl alatt pedig súlyos neutropéniáról.

Alfa 1-antitripszin hiánya esetén a neutrofilek által kibocsátott elasztáz enzim nem inaktiválódik megfelelően, így gyulladáskor a szokásosnál nagyobb szövetkárosodás lép fel; ez például tüdőtágulathoz vezethet.

Az öröklődő mediterrán láz esetében egy főleg neutrofil granulocitákban kifejeződő gén (pirin vagy marenosztrin) mutációja lép fel, ami a neutrofilek állandó aktivációja miatti lázrohamokkal, ízületi fájdalommal, hashártyagyulladással és végül amiloidózissal jár.

A neutrofilek működésének zavara (a mieloperoxidáz enzim hiánya vagy csökkent granulumszám) összekapcsolható a magas vércukorszinttel.

Jegyzetek

  1. ↑ Witko-Sarsat, V; Rieu P, Descamps-Latscha B, Lesavre P, Halbwachs-Mecarelli L (2000). "Neutrophils: molecules, functions and pathophysiological aspects". Lab Invest. 80 (5): 617–53. doi:10.1038/labinvest.3780067. PMID 10830774.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  2. ↑ Klebanoff, SJ; Clark, RA (1978). "The Neutrophil: Function and Clinical Disorders". Elsevier/North-Holland Amsterdam. ISBN 0-444-80020-4. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (súgó)
  3. ↑ Nathan, C (2006. március). "Neutrophils and immunity: challenges and opportunities". Nature Reviews Immunology. 6 (March): 173–82. doi:10.1038/nri1785. ISSN 1474-1733. PMID 16498448.
  4. ↑ Jacobs, L; Nawrot, Tim S; De Geus, Bas; Meeusen, Romain; Degraeuwe, Bart; Bernard, Alfred; Sughis, Muhammad; Nemery, Benoit; Panis, Luc (2010. október). "Subclinical responses in healthy cyclists briefly exposed to traffic-related air pollution". Environmental Health. 9 (64): 64. doi:10.1186/1476-069X-9-64. PMC 2984475. PMID 20973949.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: jelöletlen szabad DOI (link)
  5. ↑ Waugh, DJ; Wilson, C. (2008. november). "The interleukin-8 pathway in cancer". Clinical Cancer Research. 14 (21): 6735–41. doi:10.1158/1078-0432.CCR-07-4843. ISSN 1078-0432. PMID 18980965.
  6. ↑ De Larco, JE; Wuertz, BR; Furcht, LT (2004. augusztus). "The Potential Role of Neutrophils in Promoting the Metastatic Phenotype of Tumors Releasing Interleukin-8". Clinical Cancer Research. 10 (15): 4895–4900. doi:10.1158/1078-0432.CCR-03-0760. ISSN 1078-0432. PMID 15297389.
  7. ↑ Yoo, SK; Starnes, TW; Deng, Q; Huttenlocher, A (2011. november 20.). "Lyn is a redox sensor that mediates leukocyte wound attraction in vivo". Nature. 480 (7375): 109–12. PMID 22101434.
  8. ↑ Niemiec MJ, De Samber B, Garrevoet J, Vergucht E, Vekemans B, De Rycke R, Björn E, Sandblad L, Wellenreuther G, Falkenberg G, Cloetens P, Vincze L, Urban CF (2015). "Trace element landscape of resting and activated human neutrophils on sub-micrometer level". Metallomics. 7 (6): 996–1010. doi:10.1039/c4mt00346b. PMID 25832493.
  9. 1 2 3 4 Zucker-Franklin, Dorothy; Greaves, M. F.; Grossi, C. E.; Marmont, A. M. (1988). "Neutrophils". Atlas of Blood Cells: Function and Pathology. Vol. 1 (2nd ed.). Philadelphia: Lea & Ferbiger. ISBN 0-8121-1094-3.
  10. 1 2 Edwards, Steven W. (1994). Biochemistry and physiology of the neutrophil. Cambridge University Press. 6. o. ISBN 0-521-41698-1.
  11. ↑ Tak T, Tesselaar K, Pillay J, Borghans JA, Koenderman L (2013). "What's your age again? Determination of human neutrophil half-lives revisited". Journal of Leukocyte Biology. 94 (4): 595–601. doi:10.1189/jlb.1112571. PMID 23625199.
  12. 1 2 Wheater, Paul R.; Stevens, Alan (2002). Wheater's basic histopathology: a colour atlas and text (PDF). Edinburgh: Churchill Livingstone. ISBN 0-443-07001-6. 2011. november 22. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2017. február 9. {{cite book}}: More than one of |archivedate= és |archive-date= specified (súgó); More than one of |archiveurl= és |archive-url= specified (súgó)
  13. ↑ Ear, T; McDonald, PP (2008). "Cytokine generation, promoter activation, and oxidant-independent NF-kappaB activation in a transfectable human neutrophilic cellular model". BMC Immunol. 9: 14. doi:10.1186/1471-2172-9-14. PMC 2322942. PMID 18405381.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: jelöletlen szabad DOI (link)
  14. ↑ Hickey, MJ; Kubes, P (2009). "Intravascular immunity: the host–pathogen encounter in blood vessels". Nature Reviews Immunology. 9 (5). Nature Publishing Group: 364–75. doi:10.1038/nri2532. PMID 19390567.
  15. ↑ Segal AW (2005). "How neutrophils kill microbes". Annual Review of Immunology. 23 (5): 197–223. doi:10.1146/annurev.immunol.23.021704.115653. PMC 2092448. PMID 15771570.
  16. ↑ Ringel, Eileen (1984). "Localization of histaminase to the specific granule of the human neutrophil". Immunology. 52 (4): 649–58. PMC 1454675. PMID 6430792.
  17. ↑ Brinkmann, Volker; Ulrike Reichard, Christian Goosmann, Beatrix Fauler, Yvonne Uhlemann, David S. Weiss, Yvette Weinrauch, Arturo Zychlinsky (2004. március 5.). "Neutrophil Extracellular Traps Kill Bacteria". Science. 303 (5663). AAAS: 1532–1535. Bibcode:2004Sci...303.1532B. doi:10.1126/science.1092385. ISSN 0036-8075. PMID 15001782. Hozzáférés: 2007. április 9.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  18. ↑ Urban CF, Ermert D, Schmid M, Abu-Abed U, Goosmann C, Nacken W, Brinkmann V, Jungblut PR, Zychlinsky A (2009). "Neutrophil extracellular traps contain calprotectin, a cytosolic protein complex involved in host defense against Candida albicans". PLOS Pathogens. 5 (10): e1000639. doi:10.1371/journal.ppat.1000639. PMC 2763347. PMID 19876394.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: jelöletlen szabad DOI (link) CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link)
  19. ↑ Clark SR, Ma AC, Tavener AS, McDonald B, Goodarzi Z, Kelly MM, Patel KD, Chakrabarti S, McAvoy E, Sinclair GD, Keys EM, Allen-Vercoe E, DeVinney R, Doig CJ, Green FH, Kubes P (2007. április). "Platelet Toll-Like Receptor-4 Activates Neutrophil Extracellular Traps to Ensnare Bacteria in Endotoxemic and Septic Blood" (PDF). Nature Medicine. 13 (4). Nature Publishing Group: 463–9. doi:10.1038/nm1565. ISSN 1078-8956. PMID 17384648.
  20. ↑ Fuchs, TA; Brill, A, Duerschmied, D, Schatzberg, D, Monestier, M, Myers DD, Jr, Wrobleski, SK, Wakefield, TW, Hartwig, JH, Wagner, DD (2010. szeptember 7.). "Extracellular DNA traps promote thrombosis". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (36): 15880–5. Bibcode:2010PNAS..10715880F. doi:10.1073/pnas.1005743107. PMC 2936604. PMID 20798043.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  21. ↑ Brill, A; Fuchs, TA, Savchenko, A, Thomas, GM, Martinod, K, De Meyer, SF, Bhandari, AA, Wagner, DD (2011. november 1.). "Neutrophil Extracellular Traps Promote Deep Vein Thrombosis in Mice". Journal of thrombosis and haemostasis : JTH. 10 (1): 136–44. doi:10.1111/j.1538-7836.2011.04544.x. PMC 3319651. PMID 22044575.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  22. ↑ Borissoff, JI; ten Cate, H (2011. szeptember). "From neutrophil extracellular traps release to thrombosis: an overshooting host-defense mechanism?". Journal of thrombosis and haemostasis : JTH. 9 (9): 1791–4. doi:10.1111/j.1538-7836.2011.04425.x. PMID 21718435.
  23. ↑ Al-Gwaiz, LA; Babay, HH (2007;16(5):344-7.). "The diagnostic value of absolute neutrophil count, band count and morphologic changes of neutrophils in predicting bacterial infections". Med Princ Pract. 16 (5): 344–7. doi:10.1159/000104806. PMID 17709921. {{cite journal}}: Check date values in: |date= (súgó)
  24. ↑ Ozen, S (2004. július). "Familial mediterranean fever: revisiting an ancient disease". European Journal of Pediatrics. 162 (7–8): 449–54. doi:10.1007/s00431-003-1223-x. ISSN 0340-6199. PMID 12751000. 2019. szeptember 12. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2017. február 9.
  25. ↑ Xiu, Fangming; Stanojcic, Mile; Diao, Li; Jeschke, Marc G. (2014. május 8.). "Stress Hyperglycemia, Insulin Treatment, and Innate Immune Cells". International Journal of Endocrinology. 2014: 9. doi:10.1155/2014/486403. Hozzáférés: 2016. január 19.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: jelöletlen szabad DOI (link)

Fordítás