NEUTROFIELEN: KENMERKEN, MORFOLOGIE, FUNCTIES, TYPEN - BIOLOGIE - 2026

De neutrofielen zijn het celtype en het granulocyt-subtype van leukocyten die betrokken zijn bij de immuunrespons die bacteriën, schimmels en andere potentieel pathogene entiteiten voor het organisme overspoelt.

Van de granulaire leukocyten zijn neutrofielen de meest voorkomende cellen, die worden aangetroffen in verhoudingen tussen 65 en 75% van het totale aantal leukocyten. Deze hoeveelheid kan toenemen als het lichaam aan een infectie lijdt.

Bron: pixabay.com

Om zijn beschermende rol te vervullen, vertoont deze cel een duidelijk vermogen om door weefsels te bewegen. Ze komen overeen met de eerste verdedigingslinie in aanwezigheid van een infectie en zijn ook gerelateerd aan ontstekingsgebeurtenissen.

De kern van neutrofielen is variabel in termen van zijn morfologie, daarom wordt gezegd dat de cel polymorfonucleair is. Over het algemeen heeft deze kern drie tot vijf onregelmatige uitsteeksels of lobben. Het cytoplasma presenteert een reeks korrels die het de karakteristieke roze kleur geven van deze cellijn.

kenmerken

Algemeenheden en classificatie van granulocyten

Bloed bestaat uit verschillende cellulaire elementen. Een daarvan zijn leukocyten of witte bloedcellen, zo genoemd vanwege hun gebrek aan kleur in vergelijking met erytrocyten of rode bloedcellen.

Binnen de witte bloedcellen zijn er verschillende soorten, en een daarvan is granulocyten. Ze worden zo genoemd omdat ze een grote hoeveelheid korrels in het cytoplasma presenteren. We hebben op hun beurt verschillende soorten granulocyten die van elkaar verschillen als reactie op verschillende laboratoriumkleuringen.

Granulocyten zijn eosinofielen, met korrels die rijk zijn aan basische eiwitten die zijn gekleurd met zure kleurstoffen zoals eosine; basofielen, die zure korrels presenteren en kleuren met basische kleurstoffen zoals methyleenblauw; en neutrofielen, die zowel zure als basische korrels presenteren en roze of lavendeltinten vertonen.

Neutrofielen overzicht en classificatie

Binnen granulocyten zijn neutrofielen de meest voorkomende cellen. Het zijn cellen met een bewegingsvermogen die betrokken zijn bij de immuunrespons en bij de vernietiging van verschillende pathogenen en agentia buiten het lichaam.

Rijpe neutrofielen worden gekenmerkt door een gesegmenteerde kern. Dat is de reden waarom sommige auteurs deze leukocyten polymorfonucleaire cellen noemen, afgekort PMN's, voor hun acroniem in het Engels.

In het perifere bloed vinden we twee vormen van neutrofielen: een met een gesegmenteerde kern en andere met een bandvormige kern. In de bloedsomloop hebben de meeste van deze cellen een gesegmenteerde kern.

Morfologie

Dimensies

In de bloeduitstrijkjes die in het laboratorium zijn geanalyseerd, is waargenomen dat de afmetingen van de neutrofielen tussen 10 en 12 micrometer (µm) liggen, iets groter dan de erytrocyten.

Kern

Een van de meest opvallende kenmerken van neutrofielen is de vorm van hun kern, met meerdere lobben. Hoewel granulocyten worden geclassificeerd op basis van hun reactie op kleuring, kunnen ze gemakkelijk worden geïdentificeerd aan de hand van deze eigenschap.

Jonge neutrofielen vertonen een kern met een vorm die lijkt op een band en die nog geen enkel type lobben vertoont, het kan beginnende zijn.

Wanneer neutrofielen volwassen zijn, kan de kern meerdere lobben hebben - meestal twee tot vier. Deze lobben zijn verbonden door delicate strengen van nucleaire aard.

De positie van de lobben, en van de kern in het algemeen, is behoorlijk dynamisch. Daarom kunnen de lobben variëren in hun positie en ook in aantal.

Chromatin

Relatief gezien is de chromatine van neutrofielen behoorlijk gecondenseerd. De verdeling van chromatine in neutrofielen is kenmerkend voor deze cellijn: heterochromatine (gecondenseerde chromatine met een lage transcriptiesnelheid) bevindt zich in grote hoeveelheden aan de randen van de kern en komt in contact met de nucleaire envelop.

Euchromatine (relatief losser chromatine, met een over het algemeen hoge transcriptiesnelheid) bevindt zich in het centrale gebied van de kern en er is zeer weinig van dit chromatine dat in direct contact staat met de envelop.

Bij vrouwen wordt een van de geslachts-X-chromosomen verdicht en geïnactiveerd in een structuur genaamd Barr's bloedlichaampje - dit fenomeen treedt op om de genetische belasting te compenseren. Dit wordt gevisualiseerd als een appendix in een van de nucleaire lobben.

Cytoplasma

Organellen en korrels worden gevonden in het cytoplasma van neutrofielen. Dankzij het immense aantal korrels krijgt het cytoplasma van de neutrofielen een roze of lila kleur. Bovendien zijn er aanzienlijke hoeveelheden glycogeen. Hieronder zullen we elk van de subcompartimenten van het cytoplasma in detail beschrijven:

Korrels

Zoals we al zeiden, zijn neutrofielen een soort granulocyten omdat hun cytoplasma verschillende korrels heeft. In deze leukocyten zijn er drie soorten korrels: specifiek, azurofiel en tertiair.

Specifieke korrels

De specifieke korrels of secundaire korrels zijn klein van formaat en vrij overvloedig. Door hun kleine formaat zijn ze moeilijk zichtbaar in de lichtmicroscoop. In het licht van elektronenmicroscopie verschijnen de korrels echter als ellipsoïde structuren. De dichtheid van de lichamen is matig.

In de specifieke korrels vinden we onder andere type IV collagenase, fosfolipidase, lactoferrine, vitamine B12-bindende eiwitten, NADPH-oxidase, histaminase, receptoren voor het vel. Er zijn ook complement-activatoren en andere moleculen met bacteriedodende eigenschappen.

Azurofiele korrels

De azurofiele of primaire korrels zijn groter dan de vorige, maar ze worden in minder hoeveelheden aangetroffen. Ze ontstaan ​​aan het begin van granulopoëse en zijn aanwezig in alle soorten granulocyten. Wanneer de azuurblauwe kleurstof erop wordt aangebracht, krijgen ze een paarsachtige kleur. Het zijn zeer dichte lichamen.

Deze lichamen zijn analoog aan lysosomen en bevatten hydrolasen, elastasen, kationische eiwitten, bacteriedodende eiwitten en myeloperoxidase. De laatste heeft het uiterlijk van een substantie met fijne korrels. Dit molecuul draagt ​​bij aan de vorming van hypochloriet en chlooramines, stoffen die bijdragen aan de eliminatie van bacteriën.

Een belangrijk onderdeel van azurofiele korrels binnen de categorie kationische eiwitten zijn de zogenaamde defensines, die op dezelfde manier werken als een antilichaam.

Tertiaire korrels

In de laatste categorie hebben we tertiaire korrels. Deze zijn op hun beurt onderverdeeld in twee soorten korrels, afhankelijk van de inhoud: sommige zijn rijk aan fosfatasen en de andere aan metalloproteïnen, zoals gelatinases en collagenases. Er wordt gespeculeerd dat deze eiwitten kunnen bijdragen aan de migratie van de neutrofielen door het bindweefsel.

Organellen

Naast de korrels die duidelijk zichtbaar zijn in het cytoplasma van neutrofielen, zijn extra subcellulaire compartimenten vrij zeldzaam. In het midden van de cel bevindt zich echter een ontluikend Golgi-apparaat en een klein aantal mitochondriën.

Kenmerken

Leven in een wereld vol pathogene eencellige organismen is een grote uitdaging voor meercellige organismen. In de loop van de evolutie ontwikkelden cellulaire elementen zich met het vermogen om deze potentiële bedreigingen op te slokken en te vernietigen. Een van de belangrijkste (en meest primitieve) barrières wordt gevormd door het aangeboren immuunsysteem.

Neutrofielen maken deel uit van dit aangeboren systeem. In het lichaam is dit systeem verantwoordelijk voor de vernietiging van pathogenen of moleculen die lichaamsvreemd zijn en die niet specifiek zijn voor een antigeen, vertrouwend op de barrières van de huid en slijmvliezen.

Bij mensen kan het aantal neutrofielen meer dan 70% van de circulerende leukocyten bedragen, wat de eerste verdedigingslinie is tegen een breed scala aan pathogenen: van bacteriën tot parasieten en schimmels. Onder de functies van neutrofielen hebben we dus:

Vernietiging van pathogene entiteiten

De belangrijkste functie van neutrofielen is het vernietigen van vreemde moleculen of materialen die via fagocytose het lichaam binnendringen - inclusief micro-organismen die ziekten kunnen veroorzaken.

Het proces waarmee neutrofielen vreemde entiteiten vernietigen, bestaat uit twee stappen: het zoeken door middel van chemotaxis, celmotiliteit en diapédesis, gevolgd door de vernietiging ervan door middel van fagocytose en vertering. Dit gebeurt als volgt:

Stap 1: Chemotaxis

De rekrutering van neutrofielen genereert een ontstekingsproces in het gebied waar de binding met de leukocytreceptor plaatsvond. Chemotactische middelen kunnen worden geproduceerd door micro-organismen, door celbeschadiging of door andere soorten leukocyten.

De eerste reactie van neutrofielen is om de endotheelcellen van de bloedvaten te bereiken door het gebruik van adhesieve moleculen. Zodra de cellen de plaats van infectie of inflatie bereiken, beginnen neutrofielen het proces van fagocytose.

Stap 2: fagocytose

Op het celoppervlak bezitten neutrofielen een grote verscheidenheid aan receptoren met verschillende functies: ze kunnen het pathogene organisme, de apoptotische cel of elk ander deeltje direct herkennen, of ze kunnen een of ander opsonisch molecuul herkennen dat aan het vreemde deeltje is verankerd.

Wanneer een micro-organisme wordt "geopsoniseerd", betekent dit dat het is bedekt met antilichamen, door complement of door beide.

Tijdens het fagocytoseproces komt pseudopodia tevoorschijn uit de neutrofiel die het te verteren deeltje begint te omringen. In dit geval vindt de fagosoomvorming plaats in het cytoplasma van de neutrofiel.

Fagosoomvorming

Door de vorming van het fagosoom kan het NADH-oxidasecomplex dat zich in dit lichaam bevindt, reactieve zuurstofsoorten genereren (zoals waterstofperoxide, bijvoorbeeld) die eindigen in de omzetting in hypochloriet. Evenzo geven de verschillende soorten korrels bacteriedodende stoffen af.

De combinatie van reactieve zuurstofsoorten en bactericiden maakt de eliminatie van de ziekteverwekker mogelijk.

Neutrofiele dood

Nadat vertering van de ziekteverwekker heeft plaatsgevonden, kan het afbraakproductmateriaal worden opgeslagen in restlichamen of kan het worden afgevoerd door middel van exocytose. Tijdens dit fenomeen lijden de meeste van de deelnemende neutrofielen aan celdood.

Wat we kennen als "pus" is een dik witachtig of gelig exsudaat van dode bacteriën vermengd met neutrofielen.

Rekrutering van andere cellen

Naast het legen van de inhoud van de korrels om pathogenen aan te vallen, zijn neutrofielen ook verantwoordelijk voor het afscheiden van moleculen in de extracellulaire matrix.

De moleculen die naar buiten worden uitgescheiden, werken als chemotactische middelen. Dat wil zeggen, ze zijn verantwoordelijk voor het "oproepen" of "aantrekken" van andere cellen, zoals extra neutrofielen, macrofagen en andere ontstekingsagentia.

Genereren van netten

Neutrofielen zijn cellen die zogenaamde extracellulaire neutrofielenvallen kunnen genereren, afgekort als NET's, voor het acroniem in het Engels.

Deze structuren worden gegenereerd na het afsterven van neutrofielen als gevolg van antimicrobiële activiteit. Er wordt gespeculeerd dat deze extracellulaire structuren ketens van nucleosomen vertegenwoordigen.

In feite is het gebruik van de term NETosis voorgesteld om deze specifieke vorm van celdood te beschrijven - wat resulteert in het vrijkomen van NET's.

Deze structuren hebben enzymen die we ook vinden in de korrels van neutrofielen, die in staat zijn om de vernietiging van bacteriële agentia, zowel gram-negatieve als gram-positieve, of schimmelstoffen te leiden.

Secretoire functie

Neutrofielen zijn in verband gebracht met de afscheiding van stoffen van biologisch belang. Deze cellen zijn een belangrijke bron van transcobalamine I, wat essentieel is voor de juiste opname van vitamine B12 in het lichaam.

Bovendien zijn ze de bron van een belangrijke variëteit aan cytokinen. Van deze moleculen valt de productie van interleukine-1 op, een stof die bekend staat als een pyrogeen. Dat wil zeggen, een molecuul dat koortsprocessen kan induceren.

Interleukine-1 is verantwoordelijk voor het induceren van de synthese van andere moleculen, prostaglandinen genaamd, die op de hypothalamus werken en de temperatuurstijging veroorzaken. Vanuit dit perspectief gezien, is koorts een gevolg van acute inflatie als gevolg van de massale neutrofiele respons.

Oorsprong en ontwikkeling

Hoeveel neutrofielen worden er geproduceerd?

De productie van neutrofielen wordt geschat in de orde van grootte van ¹⁰¹¹ cellen per dag, wat een orde van grootte kan oplopen wanneer het lichaam een ​​bacteriële infectie doormaakt.

Waar worden neutrofielen gemaakt?

De ontwikkeling van neutrofielen vindt plaats in het beenmerg. Vanwege het belang van deze cellen en het aanzienlijke aantal dat moet worden geproduceerd, wijdt het beenmerg bijna 60% van zijn totale productie aan de oorsprong van neutrofielen.

Hoe worden neutrofielen gemaakt?

De cel waaruit ze voortkomen, wordt de granulocyt-monocytvoorloper genoemd en zoals de naam aangeeft, is het de cel die zowel granulocyten als monocyten voortbrengt.

Er zijn verschillende moleculen betrokken bij het genereren van neutrofielen, maar de belangrijkste wordt granulocytkoloniestimulerende factor genoemd en het is een cytokine.

In het beenmerg zijn er drie soorten zich ontwikkelende neutrofielen: de stamcelgroep, de prolifererende groep en de volwassen wordende groep. De eerste groep bestaat uit hematopoëtische cellen die in staat zijn tot vernieuwing en differentiatie.

De proliferatiegroep bestaat uit cellen in mitotische toestanden (dwz in celdeling) en omvat myeloïde voorlopercellen of kolonies die granulocyten, erytrocyten, monocyten en megakaryocyten, granulocyt-macrofaag voorlopers, myeloblasten, promyelocyten en myelocyten vormen. De rijpingsstadia vinden plaats in de aangegeven volgorde.

De laatste groep bestaat uit cellen die nucleaire rijping ondergaan en bestaat uit metamyelocyten en neutrofielen - zowel gebandeerd als gesegmenteerd.

Hoe lang gaan neutrofielen mee?

In vergelijking met andere cellen van het immuunsysteem wordt aangenomen dat neutrofielen een korte halfwaardetijd hebben. Traditionele schattingen suggereren dat neutrofielen ongeveer 12 uur in omloop blijven en iets meer dan een dag in weefsels.

Tegenwoordig worden methodologieën en technieken gebruikt waarbij deuterium-etikettering betrokken is. Volgens deze benadering wordt de halfwaardetijd van neutrofielen tot 5 dagen verlengd. In de literatuur blijft deze discrepantie een punt van controverse.

Neutrofiele migratie

Binnen de drie groepen neutrofielen een cellulaire beweging (van de neutrofielen en hun voorlopers) tussen het beenmerg, het perifere bloed en de weefsels. In feite is een van de meest relevante eigenschappen van dit type leukocyt het vermogen om te migreren.

Omdat dit de meest voorkomende witte bloedcellen zijn, vormen ze de eerste golf cellen die de laesie bereiken. De aanwezigheid van neutrofielen (en ook monocyten) impliceert een significante ontstekingsreactie. Migratie staat onder controle van bepaalde adhesiemoleculen die zich op het celoppervlak bevinden en die interageren met endotheelcellen.

Ziekten

Neutrofilie

Wanneer het absolute aantal neutrofielen hoger is dan 8,6,10 ^{9, wordt} de patiënt geacht neutrofilie te hebben. Deze aandoening gaat gepaard met granulocytaire hyperplasie van het beenmerg, met afwezigheid van eosinofilie, basofielen en erytrocyten met kernen in het perifere bloed.

Er zijn meerdere oorzaken die kunnen leiden tot een goedaardige toename van neutrofielen, zoals stressomstandigheden, tachycardie-gebeurtenissen, koorts, bevalling, overmatige cardiovasculaire inspanning, onder andere.

Oorzaken die verband houden met pathologieën of aandoeningen van medisch belang zijn onder meer ontsteking, vergiftiging, bloeding, hemolyse en neoplasmata.

Neutropenie

De tegenovergestelde toestand van neutrofilie is neutropenie. Oorzaken die verband houden met een daling van het aantal neutrofielen zijn onder meer infecties, fysische agentia zoals röntgenfoto's, vitamine B12-tekort, inname van medicijnen en het syndroom dat bekend staat als luie witte bloedcel. Dit laatste bestaat uit willekeurige en richtingloze bewegingen van cellen.

Referenties

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Essentiële celbiologie. Garland Science.
2. Alonso, MAS en i Pons, EC (2002). Praktische handleiding van klinische hematologie. Antares.
3. Arber, DA, Glader, B., List, AF, Means, RT, Paraskevas, F., & Rodgers, GM (2013). Wintrobe's klinische hematologie. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Deniset, JF en Kubes, P. (2016). Recente vorderingen in het begrijpen van neutrofielen. F1000Research, 5, 2912.
5. Hoffman, R., Benz Jr, EJ, Silberstein, LE, Heslop, H., Anastasi, J., & Weitz, J. (2013). Hematologie: basisprincipes en praktijk. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
6. Kierszenbaum, AL en Tres, L. (2015). Histologie en celbiologie: een inleiding tot pathologie E-Book. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
7. Mayadas, TN, Cullere, X., en Lowell, CA (2013). De veelzijdige functies van neutrofielen. Jaaroverzicht van pathologie, 9, 181–218.
8. Munday, MC (1964). Afwezigheid van neutrofielen. Brits medisch tijdschrift, 2 (5414), 892.
9. Pollard, TD, Earnshaw, WC, Lippincott-Schwartz, J., & Johnson, G. (2016). E-book over celbiologie. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
10. Rosales C. (2018). Neutrofielen: een cel met veel ontstekingsrollen of verschillende celtypen?. Grenzen in fysiologie, 9, 113.
11. Selders, GS, Fetz, AE, Radic, MZ en Bowlin, GL (2017). Een overzicht van de rol van neutrofielen bij aangeboren immuniteit, inflammatie en integratie van gastheerbiomateriaal. Regeneratieve biomaterialen, 4 (1), 55-68.