¿Qué son los neutrófilos?
Los neutrófilos son células del tipo leucocitos y del subtipo granulocito que participan en la respuesta inmune fagocitando bacterias, hongos y otros entes potencialmente patógenos para el organismo.
Son las células más abundantes de la sangre, encontrándose en proporciones entre el 65 y 75% del recuentro total de leucocitos. Esta cantidad puede incrementar si el cuerpo padece alguna infección.
Para cumplir con su labor protectora, esta célula exhibe una capacidad marcada de desplazamiento por los tejidos. Corresponden a la primera línea de defensa ante una infección y también están relacionados en los eventos de inflamación.
El núcleo de los neutrófilos es variable en morfología, por lo que se dice que la célula es polimorfonuclear. Generalmente, este núcleo presenta de tres a cinco protuberancias o lóbulos irregulares. El citoplasma exhibe una serie de gránulos que le otorgan la coloración rosa característica de este linaje celular.
Características de los neutrófilos
- Forman parte de los granulocitos, y son neutrófilos porque presentan gránulos ácidos y básicos.
- Presentan tonalidades rosadas o lavanda.
- Son las células más abundantes dentro de los granulocitos.
- Tienen capacidad de desplazamiento y están implicados en la respuesta inmune y en la destrucción de distintos patógenos y agentes externos al organismo.
- Los neutrófilos maduros se caracterizan por presentar un núcleo segmentado. Es por ello que algunos autores denominan a estos leucocitos como células polimorfonucleares, abreviadas PMNs, por sus siglas en inglés.
- Dentro de la sangre periférica, hay dos formas de neutrófilos: una con el núcleo segmentado y otra con el núcleo en forma de banda. En la circulación, la mayoría de estas células presentan el núcleo segmentado.
Morfología de los neutrófilos
- Dimensiones: están entre 10 a 12 micrómetros (µm), siendo un poco más grandes que los eritrocitos.
- Núcleo: la forma de su núcleo tiene múltiples lóbulos. Aunque los granulocitos se clasifican de acuerdo a la respuesta a coloraciones, pueden ser fácilmente identificados por esta característica. Los neutrófilos jóvenes exhiben un núcleo en forma de banda y no presentan ningún tipo de lóbulos. Cuando han alcanzado la madurez, el núcleo puede presentar varios lóbulos, generalmente de dos a cuatro. Estos lóbulos están enlazados por hebras delicadas de naturaleza nuclear. La posición de los lóbulos, y del núcleo en general, es bastante dinámica. Por ello, los lóbulos pueden variar en cuanto a su posición y también en el número.
- Cromatina: la cromatina de los neutrófilos es bastante condensada. La heterocromatina (cromatina condensada con una tasa baja de transcripción) se ubica en grandes cantidades en los bordes del núcleo, entrando en contacto con la envoltura nuclear. La eucromatina (cromatina relativamente más laxa, con una tasa de transcripción generalmente elevada) se localiza en la región central del núcleo y muy poca de esta cromatina está en contacto directo con la envoltura. En las mujeres, uno de los cromosomas X sexuales se compacta y se inactiva en una estructura denominada corpúsculo de Barr. Este fenómeno ocurre para compensar la carga genética. Se visualiza como un apéndice en uno de los lóbulos nucleares.
- Citoplasma: en el citoplasma hay organelas y gránulos. Gracias a la inmensa cantidad de gránulos, el citoplasma del neutrófilo adquiere una coloración rosa o lila. Además, hay cantidades importantes de glucógeno.
- Gránulos: los neutrófilos son un tipo de granulocito porque su citoplasma presenta distintos gránulos. En estos leucocitos existen tres tipos de gránulos: los específicos, los azurófilos y los terciarios.
- Gránulos específicos: son pequeños y bastante abundantes. Debido a su pequeño tamaño son difíciles de visualizar en el microscopio óptico. Pero con microscopia electrónica los gránulos se observan como estructuras elipsoides. La densidad de los cuerpos es moderada. En su interior encontramos colagenasa de tipo IV, fosfolipidasa, lactoferrina, proteínas fijadoras de vitamina B12, NADPH-oxidasa, histaminasa, receptores para la lámina, entre otros. También hay activadores del complemento y otras moléculas con propiedades bactericidas.
- Gránulos azurófilos: son más grandes que los anteriores, y en menor cantidad. Se originan al iniciar la granulopoyesis y están presentes en todos los tipos de granulocitos. Cuando se les aplica el colorante azur adquieren una coloración violácea. Son cuerpos muy densos. Son análogos a los lisosomas y contienen hidrolasas, elastasas, proteínas catiónicas, proteínas bactericidas y mieloperoxidasa. Esta última tiene el aspecto de una sustancia con gránulos finos. Esta molécula contribuye a la formación de hipoclorito y cloraminas, sustancias que contribuyen a la eliminación de las bacterias. Un componente importante de los gránulos azurófilos dentro de la categoría de proteínas catiónicas son las denominadas defensinas, que actúan de manera similar a un anticuerpo.
- Gránulos terciarios: se dividen en dos tipos de gránulos, dependiendo del contenido: unos son ricos en fosfatasas y los otros en metaloproteínas, como gelatinasas y colagenasas. Se especula que estas proteínas son capaces de contribuir en la migración del neutrófilo por el tejido conjuntivo.
- Organelos: además de los gránulos claramente visibles en el citoplasma de los neutrófilos, los compartimientos subcelulares adicionales son bastante escasos. Sin embargo, en el centro de la célula se encuentra un aparato de Golgi incipiente y una cantidad pequeña de mitocondrias.
Funciones de los neutrófilos
Una de las barreras principales (y más primitivas) de los organismos está formada por el sistema inmune innato. Los neutrófilos son parte de este sistema innato. En el cuerpo, este sistema se encarga de la destrucción de patógenos o de moléculas ajenas al organismo que no son específicas de algún antígeno, confiando en las barreras compuestas por la piel y por las membranas mucosas.
En los humanos, la cuenta de neutrófilos puede superar el 70% de los leucocitos circulando, siendo la primera línea de defensa contra un amplio rango de patógenos: desde bacterias hasta parásitos y hongos. Así, entre las funciones de los neutrófilos tenemos:
- Destrucción de entes patógenos: la función principal es destruir mediante la fagocitosis moléculas o materiales extraños que ingresan al cuerpo, incluyendo microorganismos que podrían causar alguna enfermedad. El proceso consiste en dos pasos: la búsqueda por medio de quimiotaxis, motilidad celular y diapédesis, seguido de la destrucción del mismo, por medio de fagocitosis y digestión.
- Paso 1, quimiotaxis: el reclutamiento de los neutrófilos genera un proceso inflamatorio en la zona donde ocurrió la unión con el receptor del leucocito. Los agentes quimiotácticos pueden ser producidos por los microorganismos, por daño celular o por otro tipo de leucocitos. La primera respuesta de los neutrófilos es llegar a las células endoteliales de los vasos sanguíneos mediante moléculas de tipo adhesivas. Una vez que las células llegan al sitio de la infección o inflamación, los neutrófilos inician el proceso de fagocitosis.
- Paso 2, fagocitosis: en la superficie celular, los neutrófilos poseen una amplia variedad de receptores con diversas funciones: pueden reconocer de manera directa al organismo patógeno, la célula apoptótica o cualquier otra partícula, o bien reconocer alguna molécula opsónica anclada a la partícula extraña. Cuando un microorganismo está “opsonizado”, quiere decir que está recubierto por anticuerpos, por el complemento o por ambos. Durante el proceso de fagocitosis, emergen pseudopodios del neutrófilo que empiezan a rodear la partícula a digerir. En este evento ocurre la formación del fagosoma en el interior del citoplasma del neutrófilo.
- Formación del fagosoma: esto permite que el complejo de NADH oxidasa localizado en el interior de este cuerpo genere especies reactivas del oxígeno (como peróxido de hidrógeno, por ejemplo) que finalizan en la conversión a hipoclorito. Del mismo modo, los distintos tipos de gránulos liberan sustancias bactericidas. La combinación entre las especies reactivas del oxígeno y los bactericidas permite eliminar el patógeno.
- Muerte del neutrófilo: después de que tiene lugar la digestión del patógeno, el material producto de la degradación puede almacenarse en cuerpos residuales, o bien puede desecharse por medio de exocitosis. Durante este fenómeno, la mayoría de los neutrófilos participantes sufren muerte celular. Lo que conocemos como “pus” es un exudado espeso blanquecino o amarillento de bacterias muertas mezcladas con neutrófilos.
- Reclutamiento de otras células: además de vaciar el contenido de los gránulos para atacar a los patógenos, también se encargan de secretar moléculas a la matriz extracelular. Estas moléculas secretadas al exterior actúan como agentes quimiotácticos. Es decir, se encargan de “llamar” o “atraer” a otras células, como neutrófilos adicionales, macrófagos y otros agentes inflamatorios.
- Generación de las NETs: los neutrófilos pueden generan los que se conoce como trampas extracelulares de neutrófilos, abreviadas como NETs, por sus siglas en ingles. Estas estructuras se generan luego de la muerte del neutrófilo, como resultado de la actividad antimicrobiana. Se especula que representan cadenas de nucleosomas. De hecho, se ha propuesto el uso del término NETosis para describir esta forma particular de muerte celular, que resulta en la liberación de las NETs. Poseen enzimas que también encontramos en el interior de los gránulos de los neutrófilos, siendo capaces de liderar la destrucción de agentes bacterianos, tanto gramnegativos como grampositivos, o agentes fúngicos.
- Función secretora: están asociados con la secreción de sustancias de relevancia biológica. Estas células son fuente importante de transcobalamina I, indispensable para la correcta absorción de la vitamina B12 en el cuerpo. También son fuente de una importante variedad de citoquinas. Entre estas moléculas resalta la producción de la interleucina-1, sustancia conocida como un pirógeno, es decir, capaz de inducir los procesos de fiebre. La interleucina-1 es responsable de inducir la síntesis de otras moléculas (prostaglandinas) que actúan sobre el hipotálamo y producen el aumento de temperatura. Entendiéndolo bajo esta perspectiva, la fiebre es una consecuencia de la inflamación aguda producto de la respuesta neutrófila masiva.
Origen y desarrollo de los neutrófilos
- Cantidad de neutrófilos producidos: según los cálculos, la producción de neutrófilos se encuentra en el orden 1011 células por día, lo cual puede subir en un magnitud cuando el cuerpo experimenta una infección bacteriana.
- Dónde se producen: ocurre en la médula ósea. Debido a la importancia de estas células y al número significativo que deben ser producidas, la médula ósea dedica casi el 60% de su producción total al origen de los neutrófilos.
- Cómo se producen: la célula que los origina se denomina progenitor granulocito-monocito, y como su nombre indica, es la célula que da origen tanto a los granulocitos como a los monocitos. Existen diferentes moléculas implicadas en la generación de los neutrófilos, pero la principal se denomina factor estimulante de colonias de granulocitos, y es una citoquina. En la médula ósea existen tres tipos de neutrófilos en desarrollo: el grupo de las células troncales, el grupo de la proliferación y el grupo de la maduración. El primer grupo está formado por células hematopoyéticas, capaces de renovarse y diferenciarse. El grupo de proliferación está constituido por células en estados mitóticos (es decir, en división celular) e incluye a los progenitores mieloides, o colonias formadoras de granulocitos, eritrocitos, monocitos y megacariocitos, los progenitores granulocitos-macrófagos, mieloblastos, promielocitos y mielocitos. En el orden mencionado ocurren las etapas de maduración. El último grupo consiste en células que experimentan la maduración nuclear y está formado por metamielocitos y neutrófilos, tanto bandeados como segmentados.
- Cuánto duran: comparados con las demás células del sistema inmune, los neutrófilos tienen un tiempo de vida media corto. Los estimados tradicionales sugieren que los neutrófilos duran unas 12 horas en circulación y un poco más de un día en los tejidos.
Migración de los neutrófilos
En los tres grupos de neutrófilos, existe un movimiento celular (de los neutrófilos y de sus precursores) entre la médula ósea, la sangre periférica y los tejidos. De hecho, una de las propiedades más relevantes de este tipo de leucocitos es su capacidad para migrar.
Como son los glóbulos blancos más abundantes, forman la primera onda de células que llegan a la lesión. La presencia de los neutrófilos (y también de los monocitos) implica una reacción inflamatoria significativa. La migración está bajo el control de ciertas moléculas de adhesión localizadas en la superficie celular, que interaccionan con las células endoteliales.
Enfermedades asociadas a los neutrófilos
- Neutrofilia. Cuando el recuento absoluto de neutrófilos supera los 8,6.109 se considera que el paciente está experimentando neutrofilia. Esta condición va acompañada de hiperplasia granulocítica de la médula ósea, ausencia de eosinofilia, basófilos y eritrocitos con núcleos en la sangre periférica. Existen múltiples causas que pueden llevar a un aumento benigno de los neutrófilos, como condiciones de estrés, eventos de taquicardia, fiebre, el trabajo de parto, exceso de ejercicio cardiovascular, entre otros. Las causas asociadas a patologías o a condiciones de relevancia médica incluyen inflamaciones, intoxicaciones, hemorragias, hemólisis y neoplasias.
- Neutropenia. La condición opuesta a la neutrofilia es la neutropenia. Las causas asociadas a un descenso en los niveles de neutrófilos abarcan infecciones, agentes físicos como los rayos X, deficiencia de vitamina B12, ingestión de medicamentos y el síndrome conocido como leucocito perezoso, que consiste en movimientos azarosos y sin dirección por parte de las células.
Referencias
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Walter, P. Essential cell biology. Garland Science.
- Alonso, M. A. S., & i Pons, E. C. Manual práctico de hematología clínica. Antares.
- Deniset, J. F., & Kubes, P. Recent advances in understanding neutrophils. F1000Research.