Los neutrófilos son leucocitos de tipo granulocito también denominados polimorfonucleares (PMN). Miden de 9 a 12 μm y es el tipo de leucocito más abundante de la sangre en el ser humano, representando en torno al 50-60 % de los mismos. Su periodo de vida media es corto, durando horas o algunos días. Su función principal es la fagocitosis de bacterias y hongos,Sangre y hematopoyesis, por G. Gigola, Anatomo-Histología. Universidad Nacional del Sur. aunque también participan en otros procesos como la inflamación estéril, la reparación tisular o el cáncer, y presentan comportamientos colectivos coordinados.
Es una célula muy móvil y su consistencia gelatinosa le facilita atravesar las paredes de los vasos sanguíneos para migrar hacia los tejidos, ayudando en la destrucción de microorganismos y respondiendo a estímulos inflamatorios.
Características Se llaman neutrófilos porque no se tiñen con colorantes ácidos ni básicos, por lo que su citoplasma al microscopio óptico aparece de color rosa suave. Se caracterizan por presentar un núcleo con cromatina compacta segmentada multilobulado —de 2 a 5 lóbulos conectados por delgados puentes—. En neutrófilos inmaduros el núcleo se presenta sin segmentar, como una banda fuertemente teñida.Julia Salafranca , Jacky Ka Ko , Ananda K Mukherjee , Marco Fritzsche , Erinke van Grinsven , Irina A Udalova Neutrophil nucleus: shaping the past and the future. J Leukoc Biol. (2023) ;114(6):585–594. doi: 10.1093/jleuko/qiad084
Su citoplasma contiene abundantes gránulos finos color púrpura, (con el colorante Giemsa) que contienen abundantes enzimas líticas, así como una sustancia antibacteriana llamada fagocitina, todo esto necesario para la lucha contra los gérmenes extraños.
El colectivo de neutrófilos está organizado en dos compartimentos funcionales interconectados: uno granulopoyético, localizado principalmente en la médula ósea y encargado de la producción de neutrófilos; y otro maduro, formado por las células ya diferenciadas que circulan por la sangre y los tejidos. Esta organización permitiría al sistema responder con rapidez a agresiones locales, al tiempo que mantiene una memoria de exposiciones previas.
La médula ósea de un adulto normal saludable, produce según los cálculos alrededor de o (1200 millones) de neutrófilos por día.
Es una célula muy móvil y su consistencia gelatinosa le facilita atravesar las paredes de los vasos sanguíneos para migrar hacia los tejidos, ayudando en la destrucción de bacterias y hongos y respondiendo a estímulos inflamatorios. A este fenómeno se le conoce como diapédesis.
Los neutrófilos normalmente se encuentran en el torrente sanguíneo. Pero, durante el inicio agudo de la inflamación, particularmente como resultado de infección bacteriana, son unos de los primeros migrantes hacia el sitio de inflamación (primero a través de las arterias, después a través del tejido intersticial), dirigidos por señales químicas como interleucina-8 (IL-8), interferón-gamma (IFN-γ), en un proceso llamado quimiotaxis. Son las células predominantes en el pus.
La liberación de los neutrófilos desde los vasos sanguíneos está condicionada por la liberación de histamina (liberada por mastocitos) y TNF-α (liberada por macrófagos). La TNF-α y la histamina actúan sobre las células del endotelio del vaso, haciendo que se active mediante la expresión de selectina-E. Los neutrófilos activados mediante IL-8 pueden unirse a la selectina-E mediante su ligando glucídico. De esa manera son capaces de estar presentes en tejidos en apenas 5 horas después de empezar la infección. Debido a sus funciones fagocíticas, los neutrófilos también se conocen como micrófagos, para diferenciarlos de las células fagocíticas más grandes, los macrófagos.
Diapédesis thumb| Un neutrofilo migra desde un vaso sanguíneo a la matriz segregando enzimas proteoltícas disolviendo conexiones intercelulares (lo que mejora su movilidad) y envuelve bacterias mediante fagocitosis. miniatura |Lóbulos Los neutrófilos interaccionan con agentes quimiotácticos para migrar a sitios invadidos por microorganismos, en un proceso denominado extravasación (diapédesis). Este proceso consta de tres etapas: En la luz del vaso sanguíneo: marginación, rotación y adhesión al endotelio (véase también Inflamación aguda para más detalles de los pasos iniciales). Migración a través de la pared del vaso sanguíneo. Migración en el tejido hacia un estímulo quimiotáctico.
Adhesión al endotelio Cuando se inicia el proceso de inflamación, se produce una vasodilatación iniciada por mediadores químicos, que provoca la salida de líquido de la sangre hacia los tejidos, generando un edema. Como consecuencia, la viscosidad de la sangre aumenta, debido al aumento de concentración de los glóbulos rojos, lo que a su vez provoca un descenso en el flujo sanguíneo (estasis). En estas condiciones hemodinámicas, los leucocitos se redistribuyen en posición periférica, un fenómeno denominado marginación. A continuación, los leucocitos ruedan sobre la superficie del endotelio, estableciendo contactos transitorios con las células endoteliales, soltándose y volviéndose a unir. Finalmente, los leucocitos se adhieren firmemente al endotelio, antes de iniciar la migración.
Simultáneamente al efecto vasodilatador, los mediadores de la inflamación (TNF e IL-1) activan las células endoteliales, que expresan proteínas de adhesión para los leucocitos. La fase de rotación está mediada por la familia de proteínas de membrana denominadas selectinas, que pueden ser de tres tipos: selectina-L, que se expresa en los leucocitos selectina-E, en las células endoteliales selectina-P, en las plaquetas y en las células endoteliales Los ligandos para selectinas son oligosacáridos sialilados unidos a cadenas de glicoproteínas. La interacción entre los receptores de selectina de los neutrófilos y las selectinas de las células endoteliales da lugar a que los neutrófilos rueden con lentitud a lo largo del recubrimiento endotelial de los vasos.
Por otro lado, las quimiocinas de la inflamación provocan un cambio de estado de las integrinas de la membrana de los PMN, que pasan de una conformación de baja afinidad a una conformación de alta afinidad, mientras que la interleucina 1 (IL-1) y el factor de necrosis tumoral (TNF) inducen a las células endoteliales para que expresen moléculas de adherencia intercelular tipo 1 (ICAM-1) y VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1), a las cuales se unen con avidez las moléculas de integrina de alta afinidad de los neutrófilos, provocando la adhesión firme de los PMN al endotelio.
Migración a través del endotelio Es el fenómeno denominado diapédesis o extravasación, y ocurre fundamentalmente en las vénulas poscapilares. Las quimioquinas liberadas por los macrófagos y los mastocitos tisulares en respuesta a la presencia de microorganismos, cuerpos extraños o daño tisular, actúan sobre los PMN adheridos al endotelio, estimulando su migración a través de los espacios interendoteliales hacia el sitio dañado o infectado. Algunas moléculas presentes en las uniones entre las células endoteliales facilitan la migración de los neutrófilos, como CD31 o PECAM-1, proteínas de la familia de las inmunoglobulinas. Después de atravesar el endotelio, los PMN deben romper la lámina basal, probablemente segregando colagenasas, y entrar en el tejido extravascular. Para ello, los leucocitos se adhieren a la matriz extracelular mediante la unión de sus integrinas y CD44 a las proteínas de la matriz.
La lobulación del núcleo de los neutrófilos parece facilitar el tránsito a través de espacios porosos <1 μm del endotelio. Los lóbulos individuales podrían ser "enhebrados" secuencialmente a través de las estrecheces, facitando el pasaje. La composición particular en proteínas asociadas a la envoltura nuclear, favorece una disminución de la rigidez. El núcleo multilobulado podría ser simplemente el resultado de cambios marcados en la composición de proteínas en la envoltura nuclear, las laminas A, B y C. OA OA La plasticidad de su núcleo está determinada por una composición de la lámina nuclear que se equilibra con precisiòn en las laminas (con dLamC relativamente bajo en comparación con dLamB) que cambia dinámicamente a medida que los leucocitos experimentan entornos más confinados (con dLamB elevado para una mayor deformabilidad). CC BY
Quimiotaxis de los leucocitos Una vez en el compartimiento de tejido conectivo, los leucocitos migran hacia la zona dañada por un proceso denominado quimiotaxis, que se define como la locomoción dirigida a lo largo de un gradiente químico. Las sustancias que generan dicho gradiente pueden ser exógenas (por ejemplo, toxinas bacterianas) o endógenas, entre las que se encuentran diferentes mediadores químicos: citoquinas, sobre todo las de la familia de las quimioquinas (como IL-8); componentes del sistema del complemento, sobre todo C5a; metabolitos del ácido araquidónico, sobre todo el leucotrieno B4 (LTB4). Todos estos agentes se unen a receptores transmembrana acoplados a proteína G en la superficie de los leucocitos. Esto desencadena una vía de señalización que resulta en la activación de segundos mensajeros que aumentan el calcio citosólico y activan GTPasas y kinasas. Como consecuencia, se induce la polimerización de la actina, que genera un aumento de actina polimerizada en el extremo celular próximo a la región dañada, y localización de los filamentos de miosina en la parte posterior celular. El leucocito se mueve extendiendo filopodios que tiran de la parte posterior celular en dirección de la extensión, como un coche con tracción delantera. El resultado final es que el leucocito se mueve hacia la zona objetivo.
Los NT también participan contra las infecciones virales; una gran cantidad de NT se acumula en la circulación pulmonar como estado estable, debido a las frecuentes interacciones con los virus respiratorios invasores.
Reconocimiento de los microbios y los tejidos muertos Una vez que se encuentran en la zona objetivo, los neutrófilos deben reconocer de forma específica el agente ofensivo, antes de proceder a eliminarlo. Tanto los neutrófilos como los macrófagos (las células con capacidad fagocítica) presentan receptores de membrana que les permite reconocer el agente externo y activar los procesos de fagocitosis. Los tipos de receptores más importantes son:
Receptores para componentes microbianos Los receptores de tipo Toll (TLR, por sus siglas en inglés) reconocen componentes de diferentes tipos de microbios: lipopolisacáridos bacterianos, proteoglicanos bacterianos, nucleótidos CpG no metilados (frecuentes en bacterias) o ARN de doble hebra (producido por algunos virus). Los TLR están presentes en la superficie celular, pero también en los endosomas, de manera que pueden detectar microbios extracelulares y fagocitados. Estos receptores activan kinasas que estimulan la producción de sustancias microbicidas.
Receptores acoplados a proteínas G Algunos de estos receptores reconocen péptidos que contengan fragmentos de N-formilmetionina (que inician todas las proteínas bacterianas, pero solo están presentes en las proteínas mitocondriales de mamíferos). Otros receptores reconocen quimioquinas, fragmentos del sistema del complemento, como C5a, y mediadores lipídicos, como PAF, prostaglandinas o leucotrienos, todos los cuales se producen en el contexto de daño celular. Unión del ligando a estos receptores induce la migración y la producción de sustancias microbicidas
Receptores para opsoninas