Neutrófilos: características, morfología, funciones, tipos
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.
Dentro de los leucocitos granulares, los neutrófilos son las células más abundantes, encontrándose en proporciones entre el 65 y 75% del recuentro total de leucocitos. Esta cantidad puede incrementar si el cuerpo padece de 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 la presencia de una infección y también están relacionados en los eventos de inflamación.
El núcleo de los neutrófilos es variable en cuento a su 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 presenta una serie de gránulos que le otorgan la coloración rosa característica de este linaje celular.
Índice del artículo
- 1 Características
- 2 Morfología
- 3 Origen y desarrollo
- 4 Migración de los neutrófilos
- 5 Enfermedades
- 6 Referencias
La sangre se encuentra compuesta por diversos elementos celulares. Uno de ellos son los leucocitos o glóbulos blancos, llamados así por su carencia de color si se le compara con los eritrocitos o glóbulos rojos.
Dentro de los glóbulos blancos existen diversos tipos, y uno de ellos son los granulocitos. Se denominan así ya que presentan gran cantidad de gránulos en el citoplasma. A su vez, tenemos distintos tipos de granulocitos que se diferencian entre sí en la respuesta a distintas tinciones de laboratorio.
Los granulocitos son los eosinófilos, con gránulos ricos en proteínas básicas que se colorean con colorantes ácidos como la eosina; los basófilos, que presentan gránulos ácidos y se tiñen con colorantes básicos como el azul de metileno; y los neutrófilos, que presentan gránulos tanto ácidos como básicos y presentan tonalidades rosadas o lavandas.
Dentro de los granulocitos, los neutrófilos son las células más abundantes. Son células con capacidad de desplazamiento que están implicadas 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, encontramos dos formas de neutrófilos: una con el núcleo segmentado y otras con el núcleo en forma de banda. En la circulación, la mayoría de estas células presentan el núcleo segmentado.
En los extendidos de sangre analizados en el laboratorio, se ha podido observar que las dimensiones de los neutrófilos se encuentran entre 10 a 12 micrómetros (µm), siendo un poco más grande que los eritrocitos.
Una de las características más destacadas de los neutrófilos es la forma de su núcleo, con 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 con una forma que recuerda a una banda y todavía no presenta ningún tipo de lóbulos puede ser incipiente.
Cuando los neutrófilos han alcanzado la madurez, el núcleo puede presentar varios lóbulos – generalmente de dos a cuatro. Estos lóbulos se encuentran 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.
De manera relativa, la cromatina de los neutrófilos es bastante condensada. La distribución de la cromatina en los neutrófilos es característica de este linaje celular: 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 localizan en la región central del núcleo y hay muy poca de esta cromatina que 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. Este se visualiza como un apéndice en uno de los lóbulos nucleares.
En el citoplasma de los neutrófilos encontramos 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. A continuación describiremos en detalle cada uno de los subcompartimientos del citoplasma:
Gránulos
Como mencionamos, 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
Los gránulos específicos o gránulos secundarios son de dimensiones pequeñas y bastante abundantes. Debido a su pequeño tamaño son difíciles de visualizar en el microscopio óptico. Sin embargo, a la luz de la microscopia electrónica los gránulos se observan como estructuras elipsoides. La densidad de los cuerpos es moderada.
En el interior de los gránulos específicos 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
Los gránulos azurófilos o primarios son más grandes que los anteriores, pero se encuentran 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 estos adquieren una coloración violácea. Son cuerpos muy densos.
Estos cuerpos 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
En la última categoría tenemos a los gránulos terciarios. Estos se dividen a su vez 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 que son 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.
Para los organismos pluricelulares vivir en un mundo atestado de organismos unicelulares patógeno supone un reto importante. En el curso de la evolución, se desarrollaron elementos celulares con la capacidad de fagocitar y destruir estas amenazas potenciales. Una de las barreras principales (y más primitivas) está formada por el sistema inmune innato.
Los neutrófilos son parte es este sistema innato. En el cuerpo, este sistema se encarga de la destrucción de patógenos o de moléculas que son 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 de los neutrófilos es destruir mediante la fagocitosis las moléculas o materiales extraños que ingresan al cuerpo – incluyendo microorganismos que podrían causar alguna enfermedad.
El proceso por el cual los neutrófilos destruyen a los entes foráneos 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. Esto ocurre de la siguiente manera:
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 el uso de moléculas de tipo adhesivas. Una vez que las células llegan al sitio de la infección o de la inflación, 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, a 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 que será digerida. En este evento ocurre la formación del fagosoma en el interior del citoplasma del neutrófilo.
Formación del fagosoma
La formación del fagosoma permite que el complejo de NADH oxidasa que se localiza 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 la eliminación del patógeno.
Muerte del neutrófilo
Después de que tiene lugar la digestión del patógeno, el material producto de la degradación puede ser almacenado en cuerpos residuales o bien puede ser desechado por medio de exocitosis. Durante este fenómeno, la mayoría de los neutrófilos participantes sufren de muerte celular.
Lo que conocemos como “pus” es un exudado espeso blanquecino o amarillento de bacterias muertas mezcladas con neutrófilos.
Además de vaciar el contenido de los gránulos para atacar a los patógenos, los neutrófilos también se encargan de secretar moléculas a la matriz extracelular.
Las moléculas que son 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.
Los neutrófilos son células que 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 estas estructuras extracelulares 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.
Estas estructuras poseen enzimas que también encontramos en el interior de los gránulos de los neutrófilos, siendo capaces de liderar la destrucción de agentes bacterianos, tanto gram negativos como gram positivos, o agentes fúngicos.
Los neutrófilos se han asociado con la secreción de sustancias de relevancia biológica. Estas células son fuente importante de transcobalamina I, la cual es indispensable para la correcta absorción de la vitamina B12 en el cuerpo.
Además, son fuente de una importante variedad de citoquinas. Entre estas moléculas resalta la producción de la interleucina-1, una sustancia que es conocido como un pirógeno. Es decir, una molécula capaz de inducir los procesos de fiebre.
La interleucina-1 es responsable de inducir la síntesis de otras moléculas llamadas prostaglandinas que actúan sobre el hipotálamo y producen el aumento de temperatura. Entendiéndolo bajo esta perspectiva, la fiebre es una consecuencia de la inflación aguda producto de la respuesta neutrófila masiva.
Según los cálculos, la producción de neutrófilos se encuentra en el orden 1011 células por día, lo cual puede subir en un orden de magnitud cuando el cuerpo está experimentando una infección bacteriana.
El desarrollo de los neutrófilos 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.
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 que son 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 están experimentando la maduración nuclear y está formado por metamielocitos y neutrófilos – tanto bandeados como segmentados.
Comparado con las demás células del sistema inmune, se considera que 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.
Hoy en día, se usan metodologías y técnicas que involucran el marcaje con deuterio. Según este enfoque, el tiempo de vida medio de los neutrófilos se incrementa hasta 5 días. En la literatura esta discrepancia sigue siendo un tema de controversia.
Dentro de los tres grupos de neutrófilos 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 estos 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 se encuentra bajo el control de ciertas moléculas de adhesión localizadas en la superficie celular que interaccionan con las células endoteliales.
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, con 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.
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. Este último consiste en movimientos azarosos y sin dirección por parte de las células.
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Essential cell biology. Garland Science.
- Alonso, M. A. S., & i Pons, E. C. (2002). Manual práctico de hematología clínica. Antares.
- Arber, D. A., Glader, B., List, A. F., Means, R. T., Paraskevas, F., & Rodgers, G. M. (2013). Wintrobe’s clinical hematology. Lippincott Williams & Wilkins.
- Deniset, J. F., & Kubes, P. (2016). Recent advances in understanding neutrophils. F1000Research, 5, 2912.
- Hoffman, R., Benz Jr, E. J., Silberstein, L. E., Heslop, H., Anastasi, J., & Weitz, J. (2013). Hematology: basic principles and practice. Elsevier Health Sciences.
- Kierszenbaum, A. L., & Tres, L. (2015). Histology and Cell Biology: an introduction to pathology E-Book. Elsevier Health Sciences.
- Mayadas, T. N., Cullere, X., & Lowell, C. A. (2013). The multifaceted functions of neutrophils. Annual review of pathology, 9, 181–218.
- Munday, M. C. (1964). Absence of neutrophils. British medical journal, 2(5414), 892.
- Pollard, T. D., Earnshaw, W. C., Lippincott-Schwartz, J., & Johnson, G. (2016). Cell Biology E-Book. Elsevier Health Sciences.
- Rosales C. (2018). Neutrophil: A Cell with Many Roles in Inflammation or Several Cell Types?. Frontiers in physiology, 9, 113.
- Selders, G. S., Fetz, A. E., Radic, M. Z., & Bowlin, G. L. (2017). An overview of the role of neutrophils in innate immunity, inflammation, and host-biomaterial integration. Regenerative biomaterials, 4(1), 55-68.