Neutrofile – budowa, funkcja, odchylenia od normy

Krew jest płynną tkanką łączną, której podstawowym składnikiem są krwinki – elementy morfotyczne, zawieszone w osoczu. Istnieją trzy podstawowe rodzaje krwinek. Idąc od najmniejszych do największych, są to: płytki krwi (trombocyty), krwinki czerwone (erytrocyty) i krwinki białe (leukocyty). Te ostatnie są populacją niejednorodną, a ich poszczególni przedstawiciele mocno się od siebie różnią. Generalnie w grupie krwinek białych wyróżnia się:

• monocyty
• limfocyty (B oraz T)
• granulocyty
  • obojętnochłonne (neutrofile)
  • zasadochłonne (bazofile)
  • kwasochłonne (eozynofile)

Dwie pierwsze grupy łącznie określa się mianem agranulocytów. Wśród granulocytów, neutrofile są grupą najliczniejszą: stanowią aż 40 – 75% wszystkich krwinek białych.

Budowa i cechy szczególne neutrofili

Granulocyt obojętnochłonny jest kulistą komórką o średnicy w granicach 12 – 15 mikrometrów (milionowych części metra). Nazwa tych komórek jest wyrazem sposobu ich wybarwiania się w rozmazach i wskazuje, że ich cytoplazma wiąże barwniki mające charakter obojętny (nie są kwasami ani zasadami). Cechą szczególną neutrofili jest budowa jądra komórkowego. W dojrzałych komórkach jest ono podzielone na dobrze wyodrębnione segmenty, stąd opisywane tu komórki określane są polimorfojądrzastymi. W młodocianych neutrofilach jądro jest niepodzielone (pałeczkowate), zaś w starszych może mieć od dwu do pięciu płatów. Liczebność poszczególnych kategorii tych komórek opisuje wzór Arnetha, który ma postać:

• jeden segment: 5%
• dwa segmenty: 35%
• trzy segmenty: 41%
• cztery segmenty: 17%
• pięć segmentów: 2%

Znaczne przesunięcie powyższego rozkładu w kierunku małej liczby płatów (typowej dla młodych neutrofili) wskazuje na intensywne wytwarzanie tych leukocytów w szpiku kostnym, zaś przesunięcie w kierunku przeciwnym sugeruje obniżoną zdolność organizmu do wytwarzania neutrofili (dużą liczbą płatów odznaczają się komórki najstarsze). W cytoplazmie granulocytów obojętnochłonnych znajduje się duża liczba ziarnistości (w przybliżeniu 200),  które zawierają substancje ważne dla funkcji omawianych leukocytów. Są to:

• ziarnistości swoiste (wtórne) – najliczniejsze, zawierają czynniki bakteriobójcze lub bakteriostatyczne (lizozym, laktoferyna)
• ziarnistości azurofilne – zawierają wiele enzymów (mieloperoksyaza, elastaza, kolagenaza, lizozym) oraz defensyny czy azurocydynę (białka przeciwbakteryjne)
• ziarnistości żelatynowe
• ziarnistości wydzielnicze

Powstawanie i los granulocytów obojętnochłonnych

Neutrofile powstają w czerwonym szpiku kostnym, na skutek podziałów krwiotwórczych komórek macierzystych (HSC), które są wspólne dla wszystkich krwinek. Potomstwo HSC może dojrzewać wzdłuż różnych linii rozwojowych, a jedna z nich prowadzi do wytworzenia neutrofili. W obrębie tej linii rozwojowej, wyróżnia się kilka stadiów komórek o coraz większym stopniu dojrzałości. Są to: mieloblast, promielocyt, mielocyt, metamielocyt i granulocyt (komórka dojrzała).

Czas życia i krążenie neutrofili

Po powstaniu w szpiku kostnym, neutrofile przechodzą do krwi i wraz z nią przez kilka dni krążą po organizmie. Część tych komórek tworzy tzw. pulę marginalną. Są to granulocyty przyścienne, czyli przyczepione do śródbłonka, wyścielającego naczynia krwionośne. Są one „niewidoczne” dla diagnosty podczas badania krwi, gdyż nie zostają pobrane wraz z krwią. Komórki te w pewnych okolicznościach mogą uwolnić się od ściany naczynia krwionośnego (po posiłkach, ewentualnie wysiłku fizycznym), co w badaniach krwi może uwidocznić się jako przejściowa leukocytoza. Po pewnym czasie (zwykle od kilku do kilkunastu godzin) omawiane komórki wydostają się z naczyń krwionośnych i wędrują do tkanek. Biorąc pod uwagę pulę wszystkich neutrofili organizmu człowieka, w przybliżeniu połowa znajduje się we krwi, a druga połowa w tkankach, poza naczyniami krwionośnymi. Po opuszczeniu układu krwionośnego, granulocyty obojętnochłonne już do niego nie wracają. Przebywają one w tkankach przez kilka dni, podczas których mogą walczyć z mikroorganizmami, a następnie giną.

Funkcja granulocytów obojętnochłonnych

Neutrofile to jeden z najważniejszych elementów tzw. odporności nieswoistej. Ten typ odporności, w odróżnieniu od odporności swoistej, nie jest oparty o wysoce specyficzne przeciwciała, ale nieco mniej wyszukane mechanizmy rozpoznawania patogenów. Jednakże, ma on wielką zaletę: działa szybko, od razu po przedostaniu się bakterii do organizmu. W miejscu, gdzie toczy się infekcja, uwalniane są liczne cząsteczki sygnałowe, które nakręcają w tym obszarze reakcję zapalną. Jako pierwsze do tego obszaru przyciągane są komórki żerne, a konkretnie makrofagi i neutrofile (zwane mikrofagami), które ulegają aktywacji. Pożerają one mikroorganizmy i próbują je zniszczyć przy pomocy szeregu różnych mechanizmów. Pochłanianie bakterii przez leukocyty nosi nazwę fagocytozy, a pojedynczy neutrofil jest w stanie sfagocytować kilkanaście mikrobów, w przeciągu kilku minut. W procesie tym bardzo pomaga pokrycie komórki bakterii przez przeciwciała.

Mechanizmy zabijania bakterii we wnętrzu neutrofila

Po sfagocytowaniu komórki bakterii, znajduje się ona w pęcherzyku otoczonym błoną. Jednak, samo pochłonięcie mikroba to za mało: gdyby mikrofag nie miał broni zdolnej do zabicia intruza ten mógłby żyć i namnażać się w jego wnętrzu. Dlatego po „pożarciu” bakterii neutrofil zaczyna intensywnie wytwarzać reaktywne formy tlenu (wybuch oddechowy). Wolne rodniki tlenowe uszkadzają struktury bakterii, powodując ich obumieranie. Duże znaczenie w zabijaniu zarazków ma też kwas podchlorawy wytwarzany przez enzym mieloperoksydazę. Inny mechanizm niszczenia intruzów polega na uwolnieniu do pęcherzyka z bakterią zawartości ziaren neutrofili. Jak wspomniano powyżej, ziarna te zawierają liczne białka bakteriobójcze. Należą do nich defensyny, lizozym, białko BPI, katepsyna G, azurocydyna, katelicydyny. Laktoferyna jest glikoproteiną wiążącą (i ukrywającą przed bakteriami) żelazo, niezbędne do wzrostu mikroorganizmów. Jednym z najdziwniejszych sposobów zabijania bakterii są zewnątrzkomórkowe pułapki neutrofilowe, wytwarzane z DNA. DNA (materiał genetyczny komórki) jest substancją lepką, której stężony roztwór przypomina śluz. Jeżeli neutrofile nie są w stanie sfagocytować bakterii, potrafią wyrzucać z siebie część swojego DNA po to, aby mikroby się do niego przykleiły. Następnie, tak uwięzione zarazki zabijane są przy pomocy mechanizmów zewnątrzkomórkowych.

Granulocyty obojętnochłonne – normy i odstępstwa od nich

Aby precyzyjnie wyznaczyć zagęszczenie neutrofili we krwi trzeba wykonać rozmaz i przeanalizować liczbę poszczególnych typów leukocytów (czyli wyznaczyć leukogram). Rozmaz może być wykonywany metodą tradycyjną (manualną) lub automatyczną. W tym pierwszym przypadku kroplę krwi rozmazuje się na powierzchni szkiełka mikroskopowego, suszy i wybarwia. W przypadku rozmazu automatycznego, analizę próbki krwi przeprowadza aparat, co zapewnia większą wydajność i niższy koszt. Liczba neutrofili może, w pewnych przypadkach, być nadmiernie podwyższona, zaś w innych obniżona.

• Neutrofilia (zbyt duża liczba neutrofili) – o przekroczeniu normy mówi się zwykle, gdy zagęszczenie komórek przekracza 8000/mm³. Może być następstwem zakażeń wieloma patogenami (grzybami, bakteriami, wirusami, pasożytami, pierwotniakami), uszkodzenia tkanek (zawały, udary), chorób nowotworowych (w tym białaczka), stanów zapalnych (np. nerek), zażywania pewnych leków (np. kortykosteroidy, sole litu, adrenalina), elektrowstrząsów. Kolejne możliwe powody to: krwotoki, nadczynność nadnerczy, dna moczanowa, palenie tytoniu, zatrucia (metale ciężkie, czad).
• Neutropenia (zbyt mała liczba neutrofili) – może być skutkiem zażywania niektórych leków (m. in. chemioterapeutyków), niedoborem witaminy B12, kwasu foliowego, względnie żelaza. Może też czasem wystąpić jako następstwo ciężkich infekcji.