NEUTROFILY: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, FUNKCE, TYPY - BIOLOGIE - 2025

Tyto neutrofily jsou typu leukocytů a granulocytů podtyp podílí na imunitní odpovědi zaplavovat bakterií, plísní a jiných potenciálně patogenních subjekty pro organismus.

Z granulovaných leukocytů jsou neutrofily nejhojnějšími buňkami, které se nacházejí v poměru mezi 65 a 75% celkového počtu leukocytů. Toto množství se může zvýšit, pokud tělo trpí infekcí.

Zdroj: pixabay.com

K plnění své ochranné role vykazuje tato buňka značnou schopnost pohybovat se tkání. Odpovídají první linii obrany v přítomnosti infekce a souvisí také se zánětlivými událostmi.

Jádro neutrofilů je variabilní, pokud jde o jeho morfologii, a proto se říká, že buňka je polymorfonukleární. Obecně má toto jádro tři až pět nepravidelných výstupků nebo laloků. Cytoplazma představuje řadu granulí, které jí dodávají charakteristickou růžovou barvu této buněčné linie.

vlastnosti

Obecnosti a klasifikace granulocytů

Krev je tvořena různými buněčnými prvky. Jednou z nich jsou leukocyty nebo bílé krvinky, tzv. Kvůli jejich zbarvení ve srovnání s erytrocyty nebo červenými krvinkami.

V bílých krvinek je několik typů a jeden z nich jsou granulocyty. Jsou tak pojmenovány, protože v cytoplazmě představují velké množství granulí. Na druhé straně máme různé typy granulocytů, které se navzájem liší v reakci na různé laboratorní skvrny.

Granulocyty jsou eosinofily s granulemi bohatými na bazické proteiny, které jsou obarveny kyselými barvivy, jako je eosin; basofily, které představují kyselé granule a barví se bazickými barvivy, jako je methylenová modrá; a neutrofily, které představují kyselé i bazické granule a představují růžové nebo levandulové tóny.

Přehled a klasifikace neutrofilů

V granulocytech jsou neutrofily nejhojnějšími buňkami. Jsou to buňky se schopností pohybu, které se podílejí na imunitní reakci a na ničení různých patogenů a činitelů vně těla.

Zralé neutrofily se vyznačují segmentovaným jádrem. Proto někteří autoři nazývají tyto leukocyty polymorfonukleární buňky, zkráceně PMN, pro jejich zkratku v angličtině.

V periferní krvi najdeme dvě formy neutrofilů: jednu se segmentovaným jádrem a druhou s jádrovým jádrem. V oběhu má většina těchto buněk segmentované jádro.

Morfologie

Rozměry

V krevních nátěrech analyzovaných v laboratoři bylo pozorováno, že rozměry neutrofilů jsou mezi 10 až 12 mikrometrů (um), což jsou mírně větší než erytrocyty.

Jádro

Jednou z nejvýznamnějších vlastností neutrofilů je tvar jejich jádra s několika laloky. Ačkoli jsou granulocyty klasifikovány podle jejich odezvy na barvení, lze je pomocí této charakteristiky snadno identifikovat.

Mladé neutrofily vykazují jádro s tvarem, který se podobá proužku a dosud nepředstavuje žádný druh laloků, může to být počáteční.

Když neutrofily dosáhly zralosti, jádro může mít několik laloků - obvykle dva až čtyři. Tyto laloky jsou spojeny jemnými prameny jaderné povahy.

Poloha laloků a jádra obecně je poměrně dynamická. Proto se laloky mohou lišit svou polohou i počtem.

Chromatin

Relativně je chromatin neutrofilů poměrně kondenzovaný. Distribuce chromatinu v neutrofilech je pro tuto buněčnou linii charakteristická: heterochromatin (kondenzovaný chromatin s nízkou transkripční rychlostí) se nachází ve velkých množstvích na okrajích jádra a přichází do styku s jaderným obalem.

Euchromatin (relativně volnější chromatin, s obecně vysokou transkripční rychlostí) se nachází ve střední oblasti jádra a jen velmi málo z tohoto chromatinu je v přímém kontaktu s obálkou.

U žen se jeden z chromozomů sexu X stává zhutněným a inaktivovaným ve struktuře zvané Barrův korpuskul - k tomuto jevu dochází ke kompenzaci genetické zátěže. To je vizualizováno jako dodatek v jednom z jaderných laloků.

Cytoplazma

Organely a granule se nacházejí v cytoplazmě neutrofilů. Díky obrovskému počtu granulí získává cytoplazma neutrofilů růžové nebo fialové zbarvení. Kromě toho existují významná množství glykogenu. Níže podrobně popíšeme každou z dílčích částí cytoplazmy:

Granule

Jak jsme zmínili, neutrofily jsou typem granulocytů, protože jejich cytoplazma má různé granule. V těchto leukocytech existují tři typy granulí: specifické, azurofilní a terciární.

Specifické granule

Specifické granule nebo sekundární granule jsou malé velikosti a dost hojné. Kvůli jejich malé velikosti jsou obtížně vizualizovatelné ve světelném mikroskopu. Ve světle elektronové mikroskopie se však granule objevují jako elipsoidní struktury. Hustota těl je mírná.

Ve specifických granulích najdeme mimo jiné kolagenázu typu IV, fosfolipidázu, laktoferrin, proteiny vázající se na vitamín B12, NADPH-oxidázu, histaminázu, receptory pro vrstvu. Existují také aktivátory komplementu a další molekuly s baktericidními vlastnostmi.

Azurofilní granule

Azurofilní nebo primární granule jsou větší než ty předchozí, ale nacházejí se v menším množství. Vznikají na začátku granulopoézy a vyskytují se ve všech typech granulocytů. Když se na ně nanese azurové barvivo, získají purpurovou barvu. Jsou to velmi hustá těla.

Tato těla jsou analogická lysozomům a obsahují hydrolázy, elastázy, kationtové proteiny, baktericidní proteiny a myeloperoxidázu. Ten má vzhled látky s jemnými granulemi. Tato molekula přispívá k tvorbě chlornanu a chloraminů, látek, které přispívají k eliminaci bakterií.

Důležitou složkou azurofilních granulí v kategorii kationtových proteinů jsou tzv. Defensiny, které působí podobně jako protilátka.

Terciární granule

V poslední kategorii máme terciální granule. Ty jsou zase rozděleny do dvou typů granulí, v závislosti na obsahu: některé jsou bohaté na fosfatázy a jiné na metaloproteiny, jako jsou gelatinázy a kolagenázy. Tyto proteiny jsou spekulovány, aby mohly přispívat k migraci neutrofilů prostřednictvím pojivové tkáně.

Organely

Kromě granulí, které jsou jasně viditelné v cytoplazmě neutrofilů, jsou další subcelulární kompartmenty poměrně vzácné. Ve středu buňky je však rodící se Golgiho aparát a malé množství mitochondrií.

Funkce

Život ve světě hemžícím se patogenními jednobuněčnými organismy je hlavní výzvou pro mnohobuněčné organismy. V průběhu evoluce se buněčné prvky vyvíjely se schopností pohltit a zničit tyto potenciální hrozby. Jednou z hlavních (a nejprimitivnějších) bariér je vrozený imunitní systém.

Neutrofily jsou součástí tohoto vrozeného systému. V těle je tento systém zodpovědný za destrukci patogenů nebo molekul, které jsou v těle cizí a které nejsou specifické pro žádný antigen, spoléhající se na bariéry tvořené kůží a sliznicemi.

U lidí může počet neutrofilů přesáhnout 70% cirkulujících leukocytů, což je první obranná linie proti široké škále patogenů: od bakterií po parazity a houby. Mezi funkce neutrofilů tedy máme:

Ničení patogenních entit

Hlavní funkcí neutrofilů je ničit cizí molekuly nebo materiály, které vstupují do těla fagocytózou - včetně mikroorganismů, které by mohly způsobit onemocnění.

Proces, kterým neutrofily ničí cizí entity, sestává ze dvou kroků: hledání pomocí chemotaxe, buněčné motility a diapédézy, následované jejich destrukcí, pomocí fagocytózy a trávení. K tomu dochází následovně:

Krok 1: chemotaxe

Nábor neutrofilů vytváří zánětlivý proces v oblasti, kde došlo k vazbě na receptor leukocytů. Chemotaktická činidla mohou být produkována mikroorganismy, poškozením buněk nebo jinými typy leukocytů.

První odezvou neutrofilů je dosažení endotelových buněk krevních cév pomocí molekul adhezivního typu. Jakmile buňky dosáhnou místa infekce nebo inflace, neutrofily zahájí proces fagocytózy.

Krok 2: fagocytóza

Na buněčném povrchu mají neutrofily širokou škálu receptorů s různými funkcemi: mohou přímo rozpoznávat patogenní organismus, apoptotickou buňku nebo jakoukoli jinou částici, nebo mohou rozpoznat nějakou opsonickou molekulu ukotvenou k cizí částici.

Když je mikroorganismus „opsonizovaný“, znamená to, že je potažen protilátkami, komplementem nebo obojí.

Během procesu fagocytózy se pseudopodie vynoří z neutrofilu, který začíná obklopovat částici, která má být trávena. V tomto případě dochází k tvorbě fagosomů v cytoplazmě neutrofilů.

Fagosomová formace

Tvorba fagosomu umožňuje komplexu NADH oxidázy, který je umístěn uvnitř tohoto těla, k tvorbě reaktivních druhů kyslíku (jako je například peroxid vodíku), který končí přeměnou na chlornan. Podobně různé typy granulí uvolňují baktericidní látky.

Kombinace reaktivních druhů kyslíku a baktericidů umožňuje eliminaci patogenu.

Neutrofilní smrt

Po štěpení patogenu může být materiál degradačního produktu uložen ve zbytkových tělech nebo může být odstraněn pomocí exocytózy. Během tohoto jevu většina zúčastněných neutrofilů trpí buněčnou smrtí.

To, co víme jako „hnis“, je hustý bělavý nebo nažloutlý exsudát mrtvých bakterií smíchaný s neutrofily.

Nábor dalších buněk

Kromě vyprazdňování obsahu granulí pro napadení patogeny jsou neutrofily také zodpovědné za vylučování molekul do extracelulární matrice.

Molekuly, které jsou vylučovány z vnějšku, fungují jako chemotaktická činidla. To znamená, že jsou odpovědné za „volání“ nebo „přitahování“ jiných buněk, jako jsou další neutrofily, makrofágy a jiná zánětlivá činidla.

Generování NET

Neutrofily jsou buňky, které mohou generovat tzv. Extracelulární pasce neutrofilů, zkrácené jako NET, pro jejich zkratku v angličtině.

Tyto struktury se vytvářejí po smrti neutrofilů v důsledku antimikrobiální aktivity. Tyto extracelulární struktury jsou spekulovány, aby reprezentovaly řetězce nukleosomů.

Ve skutečnosti bylo navrženo použití termínu NETosis k popisu této konkrétní formy buněčné smrti - což má za následek uvolnění NET.

Tyto struktury mají enzymy, které také nalézáme uvnitř granulí neutrofilů, které jsou schopné vést k destrukci bakteriálních agens, jak gram negativních, tak gram pozitivních, nebo fungálních agens.

Sekreční funkce

Neutrofily byly spojovány se sekrecí látek biologického významu. Tyto buňky jsou důležitým zdrojem transkobalaminu I, který je nezbytný pro správnou absorpci vitaminu B12 v těle.

Kromě toho jsou zdrojem důležité řady cytokinů. Mezi těmito molekulami vyniká produkce interleukinu-1, látky známé jako pyrogen. To znamená, že molekula je schopna vyvolat procesy horečky.

Interleukin-1 je zodpovědný za vyvolání syntézy dalších molekul nazývaných prostaglandiny, které působí na hypotalamus a způsobují zvýšení teploty. Pochopení z tohoto pohledu je horečka důsledkem akutní inflace vyplývající z masivní neutrofilní reakce.

Původ a vývoj

Kolik neutrofilů je produkováno?

Odhaduje se, že produkce neutrofilů je řádově 10 ¹¹ buněk denně, což může v případě bakteriální infekce stoupat až o řádovou velikost.

Kde se vyrábějí neutrofily?

K vývoji neutrofilů dochází v kostní dřeni. Vzhledem k důležitosti těchto buněk a významnému počtu, které musí být produkovány, věnuje kostní dřeň téměř 60% své celkové produkce původu neutrofilů.

Jak se vyrábějí neutrofily?

Buňka, která je vytváří, se nazývá progenitor granulocytů a monocytů, a jak název napovídá, je to buňka, která dává vznik jak granulocytům, tak monocytům.

Na tvorbě neutrofilů se podílejí různé molekuly, ale hlavní se nazývá faktor stimulující kolonie granulocytů a jedná se o cytokin.

V kostní dřeni existují tři typy vyvíjejících se neutrofilů: skupina kmenových buněk, proliferující skupina a skupina zrání. První skupinu tvoří hematopoetické buňky, které jsou schopné obnovy a diferenciace.

Skupina proliferace je tvořena buňkami v mitotických stavech (tj. V buněčném dělení) a zahrnuje myeloidní progenitory nebo kolonie, které tvoří granulocyty, erytrocyty, monocyty a megakaryocyty, granulocyty-makrofágy, myeloblasty, promyelocyty a myelocyty. Fáze zrání se vyskytují v uvedeném pořadí.

Poslední skupina se skládá z buněk, které procházejí jaderným zráním a jsou tvořeny metamyelocyty a neutrofily - pruhované i segmentované.

Jak dlouho vydrží neutrofily?

Ve srovnání s jinými buňkami imunitního systému mají neutrofily krátký poločas. Tradiční odhady naznačují, že neutrofily trvají v tkáních asi 12 hodin v oběhu a něco málo přes den.

Dnes se používají metodiky a techniky, které zahrnují označování deuteriem. Podle tohoto přístupu je poločas neutrofilů prodloužen až na 5 dní. V literatuře zůstává tento nesoulad předmětem diskuse.

Migrace neutrofilů

V rámci tří skupin neutrofilů je buněčný pohyb (neutrofilů a jejich prekurzorů) mezi kostní dření, periferní krví a tkáněmi. Ve skutečnosti je jednou z nejdůležitějších vlastností tohoto typu leukocytů jeho schopnost migrovat.

Protože se jedná o nejhojnější bílé krvinky, tvoří první vlnu buněk, která dosáhne léze. Přítomnost neutrofilů (a také monocytů) znamená významnou zánětlivou reakci. Migrace je řízena určitými adhezními molekulami umístěnými na buněčném povrchu, které interagují s endoteliálními buňkami.

Nemoci

Neutrofie

Pokud absolutní počet neutrofilů přesáhne 8,6,10 ^9, je pacient považován za neutrofilii. Tento stav je doprovázen granulocytární hyperplázií kostní dřeně, s nepřítomností eosinofilie, bazofilů a erytrocytů s jádry v periferní krvi.

Existuje několik příčin, které mohou vést k benignímu nárůstu neutrofilů, jako jsou stresové stavy, události tachykardie, horečka, práce, nadměrné kardiovaskulární cvičení.

Mezi příčiny spojené s patologiemi nebo stavy s lékařským významem patří zánět, otrava, krvácení, hemolýza a novotvary.

Neutropenie

Opačným stavem než neutrofie je neutropenie. Příčiny spojené s poklesem hladin neutrofilů zahrnují infekce, fyzikální látky, jako jsou rentgenové paprsky, nedostatek vitaminu B12, požití léků a syndrom známý jako lenivá bílá krvinka. Ten sestává z náhodných a bezsměrných pohybů na straně buněk.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základní buněčná biologie. Věnec věnec.
2. Alonso, MAS, & i Pons, EC (2002). Praktická příručka klinické hematologie. Antares.
3. Arber, DA, Glader, B., Seznam, AF, Prostředky, RT, Paraskevas, F., & Rodgers, GM (2013). Wintrobeova klinická hematologie. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Deniset, JF, a Kubes, P. (2016). Poslední pokroky v porozumění neutrofilům. F1000Research, 5, 2912.
5. Hoffman, R., Benz Jr, EJ, Silberstein, LE, Heslop, H., Anastasi, J., & Weitz, J. (2013). Hematologie: základní principy a praxe. Elsevier Health Sciences.
6. Kierszenbaum, AL, & Tres, L. (2015). Histologie a buněčná biologie: úvod do patologie E-Book. Elsevier Health Sciences.
7. Mayadas, TN, Cullere, X. a Lowell, CA (2013). Mnohostranné funkce neutrofilů. Roční přehled patologie, 9, 181–218.
8. Munday, MC (1964). Absence neutrofilů. 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: Buňka s mnoha rolemi při zánětu nebo s několika typy buněk? Hranice ve fyziologii, 9, 113.
11. Selders, GS, Fetz, AE, Radic, MZ a Bowlin, GL (2017). Přehled úlohy neutrofilů vrozené imunity, zánětu a integraci biomateriálů hostitele. Regenerativní biomateriály, 4 (1), 55-68.