NEUTROFILY: CHARAKTERISTIKA, MORFOLÓGIA, FUNKCIE, TYPY - BIOLÓGIE - 2026

Tieto neutrofily sú typu leukocytov a granulocytov podtyp podieľa na imunitnej odpovede zaplavovať baktérií, plesní a iných potenciálne patogénnych subjekty pre organizmus.

Spomedzi granulovaných leukocytov sú najčastejšími bunkami neutrofily, ktoré sa nachádzajú v pomeroch medzi 65 a 75% celkového počtu leukocytov. Toto množstvo sa môže zvýšiť, ak telo trpí infekciou.

Zdroj: pixabay.com

Aby mohla táto bunka plniť svoju ochrannú úlohu, vykazuje výraznú schopnosť pohybovať sa cez tkanivá. Zodpovedajú prvej obrannej línii v prítomnosti infekcie a súvisia tiež so zápalovými udalosťami.

Jadro neutrofilov je variabilné, pokiaľ ide o morfológiu, a preto je bunka považovaná za polymorfonukleárnu. Všeobecne má toto jadro tri až päť nepravidelných výčnelkov alebo lalokov. Cytoplazma predstavuje rad granúl, ktoré jej dodávajú charakteristickú ružovú farbu tejto bunkovej línie.

vlastnosti

Všeobecnosti a klasifikácia granulocytov

Krv sa skladá z rôznych bunkových prvkov. Jednou z nich sú leukocyty alebo biele krvinky, tzv. Kvôli ich nedostatku farby v porovnaní s erytrocytmi alebo červenými krvinkami.

V bielych krvinkách je niekoľko typov a jeden z nich sú granulocyty. Sú pomenované, pretože v cytoplazme predstavujú veľké množstvo granúl. Na druhej strane máme rôzne typy granulocytov, ktoré sa navzájom líšia v reakcii na rôzne laboratórne škvrny.

Granulocyty sú eozinofily s granulami bohatými na zásadité proteíny, ktoré sú farbené kyslými farbivami, ako je eozín; bazofily, ktoré predstavujú kyslé granuly a farbia sa základnými farbivami, ako je metylénová modrá; a neutrofily, ktoré predstavujú kyslé aj zásadité granule a ktoré obsahujú ružové alebo levanduľové tóny.

Prehľad a klasifikácia neutrofilov

V granulocytoch sú neutrofily najhojnejšími bunkami. Sú to bunky schopné pohybu, ktoré sa podieľajú na imunitnej odpovedi a deštrukcii rôznych patogénov a činiteľov mimo tela.

Zrelé neutrofily sú charakterizované segmentovaným jadrom. Preto niektorí autori nazývajú tieto leukocyty polymorfonukleárne bunky, skrátene PMN, pre ich skratku v angličtine.

V periférnej krvi nájdeme dve formy neutrofilov: jedna so segmentovaným jadrom a druhá s pásikovým jadrom. V obehu má väčšina týchto buniek segmentované jadro.

morfológia

Rozmery

V krvných náteroch analyzovaných v laboratóriu sa zistilo, že rozmery neutrofilov sú medzi 10 až 12 mikrometrov (um), čo je o niečo väčší počet ako erytrocyty.

jadro

Jednou z najvýznamnejších charakteristík neutrofilov je tvar ich jadra s viacerými laloky. Hoci sú granulocyty klasifikované podľa ich odozvy na zafarbenie, možno ich pomocou tejto charakteristiky ľahko identifikovať.

Mladé neutrofily vykazujú jadro s tvarom, ktorý sa podobá prúžku a zatiaľ nepredstavuje žiadny druh lalokov, môže byť počiatočný.

Keď neutrofily dosiahli zrelosť, jadro môže mať niekoľko lalokov - zvyčajne dva až štyri. Tieto laloky sú spojené jemnými prameňmi jadrovej povahy.

Poloha lalokov a jadra všeobecne je dosť dynamická. Preto sa laloky môžu líšiť vo svojej polohe a tiež v počte.

chromatínu

Relatívne je chromatín neutrofilov celkom kondenzovaný. Distribúcia chromatínu v neutrofiloch je charakteristická pre túto bunkovú líniu: heterochromatín (kondenzovaný chromatín s nízkou transkripčnou rýchlosťou) sa nachádza vo veľkých množstvách na okrajoch jadra a prichádza do styku s jadrovým obalom.

Euchromatín (relatívne voľnejší chromatín so všeobecne vysokou transkripčnou rýchlosťou) sa nachádza v centrálnej oblasti jadra a len veľmi málo z tohto chromatínu je v priamom kontakte s obalom.

U žien sa jeden z chromozómov pohlavia X zhutňuje a inaktivuje v štruktúre nazývanej Barrova telieska - tento jav sa vyskytuje ako kompenzácia genetickej záťaže. Toto je vizualizované ako dodatok v jednom z jadrových lalokov.

cytoplazma

Organely a granuly sa nachádzajú v cytoplazme neutrofilov. Vďaka obrovskému počtu granúl získava cytoplazma neutrofilov ružové alebo lila sfarbenie. Okrem toho existujú významné množstvá glykogénu. Ďalej podrobne opíšeme každú z podčastí cytoplazmy:

granule

Ako sme spomenuli, neutrofily sú typom granulocytov, pretože ich cytoplazma má rôzne granule. V týchto leukocytoch existujú tri typy granúl: špecifické, azurofilné a terciárne.

Špecifické granule

Špecifické granule alebo sekundárne granule sú malej veľkosti a dosť hojné. Kvôli svojej malej veľkosti je ťažké ich vizualizovať vo svetelnom mikroskope. Vo svetle elektrónovej mikroskopie sa však granule javia ako elipsoidné štruktúry. Hustota telies je mierna.

Vo vnútri špecifických granúl nájdeme okrem iného kolagenázu typu IV, fosfolipidázu, laktoferín, proteíny viažuce sa na vitamín B12, NADPH-oxidázu, histaminázu, receptory pre vrstvu. Existujú tiež aktivátory komplementu a ďalšie molekuly s baktericídnymi vlastnosťami.

Azurofilné granule

Azurofilné alebo primárne granule sú väčšie ako tie predchádzajúce, ale nachádzajú sa v menšom množstve. Vznikajú na začiatku granulopoézy a sú prítomné vo všetkých typoch granulocytov. Keď sa na ne nanesie azúrové farbivo, získajú purpurovú farbu. Sú to veľmi husté telá.

Tieto telieska sú analogické lyzozómom a obsahujú hydrolázy, elastázy, katiónové proteíny, baktericídne proteíny a myeloperoxidázu. Tento má vzhľad látky s jemnými granulami. Táto molekula prispieva k tvorbe chlórnanu a chloramínov, látok, ktoré prispievajú k eliminácii baktérií.

Dôležitou zložkou azurofilných granúl v kategórii katiónových proteínov sú takzvané defenzíny, ktoré pôsobia podobným spôsobom ako protilátka.

Terciárne granule

V poslednej kategórii máme terciárne granule. Tieto sa zase rozdelia na dva typy granúl, v závislosti od obsahu: niektoré sú bohaté na fosfatázy a iné na metaloproteíny, ako sú želatíny a kolagenázy. Predpokladá sa, že tieto proteíny sú schopné prispievať k migrácii neutrofilov cez spojivové tkanivo.

organely

Okrem granúl, ktoré sú zreteľne viditeľné v cytoplazme neutrofilov, sú ďalšie subcelulárne kompartmenty pomerne zriedkavé. V strede bunky je však rodiaci sa Golgiho aparát a malé množstvo mitochondrií.

Vlastnosti

Život vo svete hemžíc patogénnymi jednobunkovými organizmami je hlavnou výzvou pre mnohobunkové organizmy. V priebehu evolúcie sa vyvíjali bunkové prvky so schopnosťou pohltiť a zničiť tieto potenciálne hrozby. Jednou z hlavných (a najprimitívnejších) bariér je vrodený imunitný systém.

Neutrofily sú súčasťou tohto vrodeného systému. V tele je tento systém zodpovedný za deštrukciu patogénov alebo molekúl, ktoré sú pre organizmus cudzie a ktoré nie sú špecifické pre žiadny antigén, pričom sa spolieha na bariéry tvorené kožou a sliznicami.

U ľudí môže počet neutrofilov prekročiť 70% cirkulujúcich leukocytov, čo je prvá obranná línia proti širokému spektru patogénov: od baktérií po parazity a huby. Medzi funkcie neutrofilov teda máme:

Zničenie patogénnych entít

Hlavnou funkciou neutrofilov je ničiť cudzie molekuly alebo materiály, ktoré vstupujú do tela prostredníctvom fagocytózy - vrátane mikroorganizmov, ktoré by mohli spôsobiť ochorenie.

Proces, ktorým neutrofily ničia cudzie entity, pozostáva z dvoch krokov: vyhľadávanie pomocou chemotaxie, bunkovej motility a diapédézy, po ktorej nasleduje ich zničenie, pomocou fagocytózy a trávenia. K tomu dochádza nasledovne:

Krok 1: chemotaxia

Nábor neutrofilov vytvára zápalový proces v oblasti, kde došlo k väzbe na receptor leukocytov. Chemotaktické činidlá môžu byť produkované mikroorganizmami, poškodením buniek alebo inými typmi leukocytov.

Prvou reakciou neutrofilov je dosiahnuť endotelové bunky krvných ciev použitím molekúl adhezívneho typu. Len čo bunky dosiahnu miesto infekcie alebo inflácie, neutrofily začnú proces fagocytózy.

Krok 2: fagocytóza

Na povrchu bunky majú neutrofily širokú škálu receptorov s rôznymi funkciami: môžu priamo rozoznávať patogénny organizmus, apoptickú bunku alebo akúkoľvek inú časticu alebo môžu rozpoznať nejakú opsonickú molekulu ukotvenú v cudzej častici.

Keď je mikroorganizmus „opsonizovaný“, znamená to, že je potiahnutý protilátkami, komplementom alebo oboma.

Počas procesu fagocytózy sa pseudopódia vynára z neutrofilov, ktoré začínajú obklopovať častice, ktoré sa majú tráviť. V tomto prípade sa fagozómová tvorba vyskytuje v cytoplazme neutrofilov.

Formácia fagozómov

Tvorba fagozómu umožňuje komplexu NADH oxidázy, ktorý je umiestnený vo vnútri tohto tela, k tvorbe reaktívnych druhov kyslíka (ako je napríklad peroxid vodíka), ktoré končia konverziou na chlórnan. Podobne rôzne typy granúl uvoľňujú baktericídne látky.

Kombinácia reaktívnych druhov kyslíka a baktericídov umožňuje elimináciu patogénu.

Smrť neutrofilov

Po štiepení patogénu môže byť materiál degradačného produktu uložený v reziduálnych telieskach alebo môže byť zlikvidovaný pomocou exocytózy. Počas tohto javu väčšina zúčastnených neutrofilov trpí bunkovou smrťou.

To, čo vieme ako „hnis“, je hustý belavý alebo žltkastý exsudát mŕtvych baktérií zmiešaný s neutrofilmi.

Prijímanie ďalších buniek

Okrem vyprázdňovania obsahu granúl na napadnutie patogénmi sú neutrofily tiež zodpovedné za vylučovanie molekúl do extracelulárnej matrice.

Molekuly, ktoré sa vylučujú zvonku, pôsobia ako chemotaktické činidlá. To znamená, že sú zodpovedné za „volanie“ alebo „prilákanie“ iných buniek, ako sú ďalšie neutrofily, makrofágy a ďalšie zápalové činidlá.

Tvorba NET

Neutrofily sú bunky, ktoré môžu v angličtine generovať tzv. Extracelulárne pasce na neutrofily, skrátene NET.

Tieto štruktúry sa vytvárajú po smrti neutrofilov v dôsledku antimikrobiálnej aktivity. Tieto extracelulárne štruktúry sú špekulované, aby reprezentovali reťazce nukleozómov.

V skutočnosti bolo navrhnuté použitie pojmu NETóza na opísanie tejto konkrétnej formy bunkovej smrti - čo vedie k uvoľňovaniu NET.

Tieto štruktúry obsahujú enzýmy, ktoré nachádzame tiež vo vnútri granúl neutrofilov, ktoré sú schopné viesť k deštrukcii bakteriálnych agens, gramnegatívnych aj grampozitívnych alebo fungálnych agens.

Sekrečná funkcia

Neutrofily sa spájajú so sekréciou látok biologického významu. Tieto bunky sú dôležitým zdrojom transkobalamínu I, ktorý je nevyhnutný pre správnu absorpciu vitamínu B12 v tele.

Okrem toho sú zdrojom dôležitého množstva cytokínov. Z týchto molekúl vyniká produkcia interleukínu-1, látky známej ako pyrogén. To znamená, že molekula je schopná indukovať horúčkové procesy.

Interleukín-1 je zodpovedný za vyvolanie syntézy ďalších molekúl nazývaných prostaglandíny, ktoré pôsobia na hypotalamus a spôsobujú zvýšenie teploty. Z tohto hľadiska je horúčka dôsledkom akútnej inflácie spôsobenej masívnou neutrofilnou reakciou.

Pôvod a vývoj

Koľko neutrofilov je produkovaných?

Odhaduje sa, že produkcia neutrofilov je rádovo ¹¹¹¹ buniek za deň, čo môže v prípade bakteriálnej infekcie stúpať o rádovo vyššie hodnoty.

Kde sa vyrábajú neutrofily?

K vývoju neutrofilov dochádza v kostnej dreni. Vzhľadom na dôležitosť týchto buniek a významný počet, ktoré je potrebné vyrobiť, kostná dreň venuje takmer 60% svojej celkovej produkcie pôvodu neutrofilov.

Ako sa vyrábajú neutrofily?

Bunka, ktorá ich vytvára, sa nazýva progenitor granulocytov a monocytov, a ako už názov napovedá, je to bunka, ktorá spôsobuje vznik granulocytov aj monocytov.

Na tvorbe neutrofilov sa podieľajú rôzne molekuly, ale hlavná sa nazýva faktor stimulujúci kolónie granulocytov a je to cytokín.

V kostnej dreni existujú tri typy vyvíjajúcich sa neutrofilov: skupina kmeňových buniek, skupina proliferujúca a skupina dozrievajúca. Prvú skupinu tvoria hematopoetické bunky, ktoré sú schopné obnovy a diferenciácie.

Skupina proliferácie je tvorená bunkami v mitotických stavoch (tj v bunkovom delení) a zahŕňa myeloidné progenitory alebo kolónie, ktoré tvoria granulocyty, erytrocyty, monocyty a megakaryocyty, granulocyty-makrofágy, myeloblasty, promyelocyty a myelocyty. Stupne dozrievania sa vyskytujú v uvedenom poradí.

Posledná skupina pozostáva z buniek, ktoré prechádzajú jadrovým dozrievaním a pozostávajú z metamyelocytov a neutrofilov - pruhovaných aj segmentovaných.

Ako dlho vydržia neutrofily?

Oproti iným bunkám imunitného systému sa predpokladá, že neutrofily majú krátky polčas. Tradičné odhady naznačujú, že neutrofily trvajú v tkanivách približne 12 hodín v obehu a niečo cez deň.

V súčasnosti sa používajú metodiky a techniky, ktoré zahŕňajú označovanie deutéria. Podľa tohto prístupu je polčas neutrofilov predĺžený až na 5 dní. V literatúre je tento rozpor stále predmetom kontroverzie.

Migrácia neutrofilov

V rámci troch skupín neutrofilov bunkový pohyb (neutrofilov a ich prekurzorov) medzi kostnou dreňou, periférnou krvou a tkanivami. V skutočnosti je jednou z najdôležitejších vlastností tohto typu leukocytov jeho schopnosť migrovať.

Pretože sa jedná o najpočetnejšie biele krvinky, tvoria prvú vlnu buniek, ktorá dosiahne léziu. Prítomnosť neutrofilov (a tiež monocytov) znamená významnú zápalovú reakciu. Migrácia je riadená určitými adhéznymi molekulami umiestnenými na bunkovom povrchu, ktoré interagujú s endoteliálnymi bunkami.

choroby

neutrofília

Ak absolútny počet neutrofilov prekročí 8,6,10 ^9, pacient sa považuje za neutrofiliu. Tento stav je sprevádzaný granulocytovou hyperpláziou kostnej drene s neprítomnosťou eozinofílie, bazofilov a erytrocytov s jadrom v periférnej krvi.

Existuje mnoho príčin, ktoré môžu viesť k benígnemu nárastu neutrofilov, ako sú stresové stavy, udalosti tachykardie, horúčka, práca, nadmerné kardiovaskulárne cvičenie.

Medzi príčiny spojené s patológiami alebo stavmi, ktoré majú lekársky význam, patrí zápal, otrava, krvácanie, hemolýza a novotvary.

neutropénia

Opačným stavom ako neutrofília je neutropénia. Príčiny spojené s poklesom hladín neutrofilov zahŕňajú infekcie, fyzické činitele, ako sú röntgenové lúče, nedostatok vitamínu B12, požitie liekov a syndróm známy ako lenivé biele krvinky. Posledný menovaný pozostáva z náhodných a nezmeraných pohybov zo strany buniek.

Referencie

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základná bunková biológia. Garland Science.
2. Alonso, MAS, & i Pons, EC (2002). Praktická príručka klinickej hematológie. Antares.
3. Arber, DA, Glader, B., List, AF, Prostriedky, RT, Paraskevas, F. a Rodgers, GM (2013). Wintrobeova klinická hematológia. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Deniset, JF, a Kubes, P. (2016). Posledný pokrok v porozumení neutrofilov. F1000Research, 5, 2912.
5. Hoffman, R., Benz Jr, EJ, Silberstein, LE, Heslop, H., Anastasi, J., & Weitz, J. (2013). Hematológia: základné princípy a prax. Elsevier Health Sciences.
6. Kierszenbaum, AL, & Tres, L. (2015). Histológia a bunková biológia: úvod do patológie E-Book. Elsevier Health Sciences.
7. Mayadas, TN, Cullere, X. a Lowell, CA (2013). Mnohostranné funkcie neutrofilov. Ročný prehľad patológie, 9, 181–218.
8. Munday, MC (1964). Neprítomnosť neutrofilov. British medical journal, 2 (5414), 892.
9. Pollard, TD, Earnshaw, WC, Lippincott-Schwartz, J. & Johnson, G. (2016). Cell Biology E-Book. Elsevier Health Sciences.
10. Rosales C. (2018). Neutrofil: bunka s mnohými úlohami pri zápale alebo s niekoľkými typmi buniek? Hranice vo fyziológii, 9, 113.
11. Selders, GS, Fetz, AE, Radic, MZ a Bowlin, GL (2017). Prehľad úlohy neutrofilov pri vrodenej imunite, zápale a integrácii biomateriálov hostiteľa. Regeneračné biomateriály, 4 (1), 55-68.