Войти
| Нейтрофил | |
|---|---|
 3D-рендеринг нейтрофила | |
 Нейтрофилы с сегментированными ядра, окруженные эритроцитами и тромбоцитами. Внутриклеточные гранулы видны в цитоплазме (окрашено по Гимзе ). | |
| Подробности | |
| Система | Иммунная система |
| Функция | Фагоцитоз |
| Идентификаторы | |
| MeSH | D009504 |
| TH | H2.00.04.1.02012 |
| FMA | 62860 |
| Анатомические термины микроанатомии. [редактировать в Викиданных ] | |
нейтрофилы (также известные как нейтроциты или гетерофилы ) являются наиболее распространенным типом гранулоцитов и составляют от 40% до 70% всех белых кровяных телец у человека. Они составляют важную часть врожденной иммунной системы, причем их функции различаются у разных животных.
Они образуются из стволовых клеток в костном мозге и дифференцируются на субпопуляции нейтрофилов-киллеров и нейтрофилов-клеток. Они недолговечны и очень подвижны или подвижны, поскольку могут проникать в части ткани, куда другие клетки / молекулы не могут. Нейтрофилы могут быть подразделены на сегментированные нейтрофилы и полосчатые нейтрофилы (или полосы ). y образуют часть семейства полиморфно-ядерных клеток (PMN) вместе с базофилами и эозинофилами.
. Название нейтрофил происходит из-за характеристик окрашивания на гематоксилин и эозин (HE ) гистологические или цитологические препараты. В то время как базофильные белые кровяные клетки окрашиваются в темно-синий цвет, а эозинофильные белые кровяные клетки окрашиваются в ярко-красный цвет, нейтрофилы окрашиваются в нейтральный розовый цвет. Обычно нейтрофилы содержат ядро, разделенное на 2–5 долей.
Нейтрофилы представляют собой тип фагоцитов и обычно обнаруживаются в кровотоке. Во время начальной (острой ) фазы воспаления, особенно в результате бактериальной инфекции, воздействия окружающей среды и некоторых видов рака, нейтрофилов являются одними из первых реагирующих на миграцию воспалительных клеток к месту воспаления. Они мигрируют через кровеносные сосуды, а затем через интерстициальную ткань, следуя химическим сигналам, таким как интерлейкин-8 (IL-8), C5a, fMLP., лейкотриен B4 и H2O2 в процессе, называемом хемотаксис. Они являются преобладающими клетками в гное, что объясняет его беловатый / желтоватый вид.
Нейтрофилы рекрутируются в место повреждения в течение нескольких минут после травмы и являются отличительным признаком острого воспаления; однако из-за того, что некоторые патогены непереваримы, они могут быть неспособны вылечить определенные инфекции без помощи других типов иммунных клеток.
Нейтрофильные гранулоциты мигрируют из кровеносного сосуда в матрикс, секретируя протеолитические ферменты, чтобы растворить межклеточные связи (для улучшения их подвижности) и окутать бактерии посредством фагоцитоза. 
Гиперсегментированный нейтрофил При прикреплении к поверхности, нейтрофильные гранулоциты имеют средний диаметр 12-15 микрометров (мкм) в мазках периферической крови. В суспензии нейтрофилы человека имеют средний диаметр 8,85 мкм.
Вместе с эозинофилом и базофилом они образуют класс полиморфноядерных клеток, названный в честь ядро 'многодольчатой формы (по сравнению с лимфоцитами и моноцитами, другими типами белых клеток). Ядро имеет характерный лопастной вид, отдельные доли соединены хроматином. Ядрышко исчезает по мере созревания нейтрофилов, что происходит только в некоторых других типах ядерных клеток. В цитоплазме аппарат Гольджи небольшой, митохондрии и рибосомы редкие, а грубый эндоплазматический ретикулум отсутствует. Цитоплазма также содержит около 200 гранул, треть из которых азурофильные.
. Нейтрофилы будут демонстрировать возрастающую сегментацию (многие сегменты ядра) по мере созревания. У нормального нейтрофила должно быть 3–5 сегментов. Гиперсегментация не является нормальным явлением, но встречается при некоторых расстройствах, в первую очередь при дефиците витамина B 12. Это отмечается при ручном просмотре мазка крови и является положительным, когда большинство или все нейтрофилы имеют 5 или более сегментов.
Референсные диапазоны для анализов крови лейкоцитов, сравнивающих количество нейтрофилов (показано розовым цветом) с количеством других клеток Нейтрофилы являются наиболее распространенными лейкоцитами у людей (примерно 10 вырабатываются ежедневно); они составляют примерно 50–70% всех лейкоцитов (лейкоцитов). Заявленный нормальный диапазон для анализа крови человека варьируется в зависимости от лаборатории, но количество нейтрофилов 2,5–7,5 x 10 / л является стандартным нормальным диапазоном. Люди африканского и ближневосточного происхождения могут иметь более низкие показатели, но это все еще нормально. В отчете нейтрофилы могут быть разделены на сегментированные нейтрофилы и полосы.
. При циркуляции в кровотоке и инактивированных нейтрофилах нейтрофилы имеют сферическую форму. После активации они меняют форму и становятся более аморфными или амебами -подобными и могут расширять псевдоподы, поскольку они охотятся за антигенами.
В 1973 году Sanchez et al. обнаружили, что способность нейтрофилов поглощать бактерии снижается при приеме внутрь простых сахаров, таких как глюкоза, фруктоза, а также сахароза, мед и апельсиновый сок, в то время как прием крахмалов не имеет никакого эффекта. С другой стороны, голодание усиливает фагоцитарную способность нейтрофилов поглощать бактерии. Был сделан вывод, что функция, а не количество фагоцитов в поглощающих бактериях изменяется при приеме сахаров. В 2007 году исследователи из Института биомедицинских исследований Уайтхеда обнаружили, что, учитывая набор сахаров на микробных поверхностях, нейтрофилы предпочтительно реагируют на некоторые типы сахаров. Нейтрофилы преимущественно поглощали и убивали мишени бета-1,6-глюкана по сравнению с мишенями бета-1,3-глюкана.
HSC = гемопоэтические стволовые клетки, предшественник = предшественник, L-бласт = лимфобласт, Лимфоцит, Mo-blast = Монобласт, Моноцит, Миелобласт, Pro-M = Промиелоцит, Миелоцит, Мета-M = Метамиелоцит, Нейтрофил, Эозинофил, Базофил, Pro-E = Проэритробласт, Baso-E = Базофильный эритробласт, poly-e = Полихроматический эритробласт, Орто-E = ортохроматический эритробласт, эритроцит, промегакариоцит, мегакариоцит, тромбоцит Средняя продолжительность жизни Количество инактивированных нейтрофилов человека в кровотоке, по данным различных подходов, составляет от 5 до 135 часов.
После активации они граничат (располагаются рядом с эндотелием кровеносных сосудов) и подвергаются селектин -зависимый захват, за которым следует интегрин -зависимая адгезия в большинстве случаев, после чего они мигрируют в ткань s, где они выживают в течение 1-2 дней.
Нейтрофилов гораздо больше, чем фагоцитов более долгоживущих моноцитов / макрофагов. патоген (болезнетворный микроорганизм или вирус), вероятно, первым столкнется с нейтрофилом. Некоторые эксперты предполагают, что короткое время жизни нейтрофилов - это эволюционная адаптация. Короткое время жизни нейтрофилов сводит к минимуму распространение тех патогенов, которые паразитируют на фагоцитах, потому что чем больше времени такие паразиты проводят вне клетки хозяина, тем с большей вероятностью они будут уничтожены каким-либо компонентом организма. защиты. Кроме того, поскольку нейтрофилы антимикробные продукты могут также повреждать ткани, их короткая жизнь ограничивает повреждение хозяина во время воспаления.
нейтрофилы будут удалены после фагоцитоза патогенов макрофагами. PECAM-1 и фосфатидилсерин на поверхности клетки участвуют в этом процессе.
Нейтрофилы подвергаются процессу, называемому хемотаксисом посредством амебоидного движения, что позволяет им мигрировать к участкам инфекция или воспаление. Рецепторы клеточной поверхности позволяют нейтрофилам обнаруживать химические градиенты молекул, таких как интерлейкин-8 (IL-8), интерферон гамма (IFN-γ), C3a, C5a и лейкотриен B4, которые эти клетки используют для направления своей миграции.
Нейтрофилы имеют множество специфических рецепторов, включая рецепторы для комплемента, цитокины, такие как интерлейкины и IFN-γ, хемокины, лектины и другие белки. Они также экспрессируют рецепторы для обнаружения и прикрепления к эндотелию и рецепторам Fc для опсонина.
. В лейкоцитах, отвечающих на хемоаттрактант, клеточная полярность регулируется активностью малых Rho гуанозинтрифосфатаз (Rho GTPases ) и фосфоинозитид-3-киназ (PI3Ks ). В нейтрофилах липидные продукты PI3K регулируют активацию Rho GTPases и необходимы для подвижности клеток. Они накапливаются асимметрично плазматической мембране на переднем крае поляризованных клеток. Пространственно регулируя Rho GTPases и организуя передний край клетки, PI3Ks и их липидные продукты могут играть ключевую роль в установлении полярности лейкоцитов, как компасные молекулы, указывающие клетке, куда ей ползать.
На мышах было показано, что в определенных условиях нейтрофилы обладают определенным типом миграционного поведения, называемым роением нейтрофилов, во время которого они мигрируют в высокой степени координированным образом, накапливаются и группируются в сайты.
Обладая высокой подвижностью, нейтрофилы быстро собираются в очаге инфекции, привлеченные цитокинами экспрессируется активированным эндотелием, тучными клетками и макрофагами. Нейтрофилы экспрессируют и выделяют цитокины, которые, в свою очередь, усиливают воспалительные реакции со стороны некоторых других типов клеток.
Помимо рекрутирования и активации других клеток иммунной системы, нейтрофилы играют ключевую роль в передовой защите от вторжения патогенов. У нейтрофилов есть три метода прямой атаки на микроорганизмы: фагоцитоз (проглатывание), дегрануляция (высвобождение растворимых антимикробных препаратов) и образование внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET).
Сканирующая электронная микрофотография нейтрофилов (желтый), фагоцитирующих бациллы сибирской язвы (оранжевый). Масштабная шкала составляет 5 мкм. Нейтрофилы - это фагоциты, способные поглощать микроорганизмы или частицы. Чтобы мишени могли быть распознаны, они должны быть покрыты опсонинами - процесс, известный как опсонизация антител. Они могут интернализовать и убивать множество микробов, каждое фагоцитарное событие приводит к образованию фагосомы, в которой секретируются активные формы кислорода и гидролитические ферменты. Потребление кислорода во время генерации активных форм кислорода было названо «респираторным взрывом », хотя и не связано с дыханием или производством энергии.
Дыхательный взрыв включает активацию фермента НАДФН-оксидазы, который производит большие количества супероксида, реактивного вида кислорода. Супероксид самопроизвольно распадается или расщепляется ферментами, известными как супероксиддисмутазы (Cu / ZnSOD и MnSOD), до пероксида водорода, который затем превращается в хлорноватистую кислоту (HClO) посредством фермент зеленый гем миелопероксидаза. Считается, что бактерицидных свойств HClO достаточно для уничтожения бактерий, фагоцитируемых нейтрофилами, но вместо этого это может быть этапом, необходимым для активации протеаз.
Хотя нейтрофилы могут убить многие микробы, взаимодействие нейтрофилов с микробами и молекулами, производимыми микробами, часто изменяет оборот нейтрофилов. Способность микробов изменять судьбу нейтрофилов сильно различается, может быть специфичной для микробов и колеблется от продления жизни нейтрофилов до быстрого лизиса нейтрофилов после фагоцитоза. Сообщалось, что Chlamydia pneumoniae и Neisseria gonorrhoeae задерживают апоптоз нейтрофилов. Таким образом, некоторые бактерии - и те, которые являются преимущественно внутриклеточными патогенами - могут увеличивать продолжительность жизни нейтрофилов, нарушая нормальный процесс спонтанного апоптоза и / или PICD (гибель клеток, вызванная фагоцитозом). На другом конце спектра некоторые патогены, такие как Streptococcus pyogenes, способны изменять судьбу нейтрофилов после фагоцитоза, способствуя быстрому лизису клеток и / или ускоряя апоптоз до точки вторичного некроза.
Нейтрофилы также высвобождают набор белков в трех типах гранул с помощью процесса, называемого дегрануляцией. Содержимое этих гранул обладает антимикробными свойствами и помогает бороться с инфекцией.
| Тип гранул | Белок |
| Азурофильные гранулы (или «первичные гранулы») | Миелопероксидаза, бактерицидный / повышающий проницаемость белок (BPI), дефенсины и сериновые протеазы эластаза нейтрофилов и катепсин G |
| Специфические гранулы (или «вторичные гранулы») | Щелочная фосфатаза, лизоцим, НАДФН-оксидаза, коллагеназа, лактоферрин, гистаминаза и кателицидин |
| Третичные гранулы | Катепсин, желатиназа и коллагеназа |
В 2004 году Бринкманн и его коллеги описали поразительное наблюдение, что активация нейтрофилов вызывает высвобождение паутинных структур ДНК; это представляет собой третий механизм уничтожения бактерий. Эти внеклеточные ловушки (NET) нейтрофилов содержат сеть волокон, состоящих из хроматина и сериновых протеаз, которые улавливают и убивают внеклеточные микробы. Предполагается, что NET обеспечивают высокую локальную концентрацию противомикробных компонентов и связывают, обезвреживают и убивают микробы независимо от поглощения фагоцитами. В дополнение к их возможным антимикробным свойствам NET могут служить физическим барьером, предотвращающим дальнейшее распространение патогенов. Улавливание бактерий может быть особенно важной ролью NET при сепсисе, когда NET образуются внутри кровеносных сосудов. Недавно было показано, что NET играют роль в воспалительных заболеваниях, поскольку NET могут быть обнаружены при преэклампсии, воспалительном заболевании, связанном с беременностью, при котором, как известно, активируются нейтрофилы. Образование нейтрофилов NET может также влиять на сердечно-сосудистое заболевание, поскольку NET могут влиять на образование тромба в коронарных артериях. В настоящее время известно, что NET проявляют про- тромботические эффекты как in vitro, так и in vivo.
Микрофотография, показывающая несколько нейтрофилов во время острого воспаления Низкое количество нейтрофилов называется нейтропения. Это может быть врожденный (возникший при рождении или до него) или он может развиться позже, как в случае апластической анемии или некоторых видов лейкемии. Это также может быть побочный эффект лекарства, наиболее заметно химиотерапия. Нейтропения делает человека очень восприимчивым к инфекциям. Это также может быть результатом колонизации внутриклеточными нейтрофильными паразитами.
При дефиците альфа-1-антитрипсина важный фермент нейтрофилов эластаза не ингибируется в достаточной степени альфа-1-антитрипсином, что приводит к избыточному количеству тканей повреждение при наличии воспаления, наиболее заметным из которых является эмфизема легких. Отрицательные эффекты эластазы были также показаны в случаях, когда нейтрофилы чрезмерно активированы (у здорового человека) и высвобождают фермент во внеклеточное пространство. Нерегулируемая активность эластазы нейтрофилов может привести к нарушению легочного барьера, проявляя симптомы, соответствующие острому повреждению легких. Фермент также влияет на активность макрофагов, расщепляя их толл-подобные рецепторы (TLR) и подавляя экспрессию цитокинов, ингибируя ядерную транслокацию NF-κB.
In (FMF), мутация в гене пирина (или маренострина ), который экспрессируется в основном в нейтрофильных гранулоцитах, приводит к конститутивно активному острофазовому ответу и вызывает приступы лихорадки., артралгия, перитонит и - в конечном итоге - амилоидоз.
Снижение функции нейтрофилов связано с гипергликемией. Дисфункция биохимического пути нейтрофилов миелопероксидаза, а также снижение дегрануляции связаны с гипергликемией.
Абсолютное количество нейтрофилов (АНК) также используется в диагностике и прогнозе. ANC - золотой стандарт для определения степени нейтропении и, следовательно, нейтропенической лихорадки. Любой ANC < 1500 cells / mm is considered neutropenia, but <500 cells / mm is considered severe. There is also new research tying ANC to инфаркт миокарда как средство ранней диагностики.
Распознаются пять (HNA 1-5) наборов нейтрофильных антигенов. Три антигена HNA-1 (а-с) расположены на низкоаффинном рецепторе Fc-γ IIIb (FCGR3B: CD16b ). Единственный известный антиген HNA-2a расположен на CD177. Система антигенов HNA-3 имеет два антигена (3a и 3b), которые расположены на седьмом экзоне гена CLT2 (SLC44A2 ). Каждая антигенная система HNA-4 и HNA-5 имеет по два известных антигена (а и b) и расположена в интегрине β2 . HNA-4 располагается на цепи αM (CD11b ), а HNA-5 располагается на единице интегрина αL (CD11a ).
Активность нейтрофилов-киллеров и нейтрофилов-клеток в тесте NBT Две функционально неравные субпопуляции нейтрофилов были идентифицированы на основе разных уровней их образования реактивного метаболита кислорода, проницаемости мембран, активности ферментной системы и способность к инактивации. Клетки одной субпопуляции с высокой проницаемостью мембраны (нейтрофилы-киллеры) интенсивно генерируют реактивные метаболиты кислорода и инактивируются в результате взаимодействия с субстратом, тогда как клетки другой субпопуляции (клетки нейтрофилов) вырабатывают активные формы кислорода менее интенсивно, не прилипают к субстрату и сохраняют свою активность. Дополнительные исследования показали, что опухоли легких могут инфильтрироваться различными популяциями нейтрофилов.
Быстро движущийся нейтрофил можно увидеть, занимая несколько конидий в течение 2 часов визуализации. с одним кадром каждые 30 секунд.
Воспроизвести медиа Здесь можно увидеть нейтрофил, избирательно поглощающий несколько дрожжей Candida (флуоресцентно помеченных зеленым), несмотря на несколько контактов с Aspergillus fumigatus конидии (немаркированные, белые / прозрачные) в трехмерной коллагеновой матрице. Время съемки составляло 2 часа с одним кадром каждые 30 секунд.
[1] Нейтрофилы проявляют направленную амебоидную подвижность инфицированных подушечек стопы и фаланг. Прижизненная визуализация проводилась на подушечках лап мышей LysM-eGFP через 20 минут после заражения Listeria monocytogenes.
Клетки крови
Более полные линии
