Нейтрофилы - форма лейкоцитов, которые принадлежат к семейству гранулоцитов вместе с эозинофилами и базофилами. Нейтрофилы – самая многочисленная группа лейкоцитов. Важнейшей и основной функцией нейтрофилов является защита организма от инфекций. Механизмы, которые они используют для выполнения своего предназначения – фагоцитоз (поедание чужеродных образований, таких как бактерии или омертвевшие ткани), выработка ряда ферментов, которые убивают микроорганизмы и хемотаксис – способность двигаться между клетками тканей организма и целенаправленно перемещаться к микроорганизмам и очагам воспаления.
Нейтрофилы доставляют в очаг воспаления большое количество разнообразных ферментов, играющих важную роль в процессах рассасывания омертвевших тканей. Нейтрофилы могут выделять в кровь вещества, обладающие антитоксическими свойствами, а также пирогенные вещества, вызывающие лихорадку и вещества, поддерживающие воспалительный процесс. Также нейтрофилы принимают участие в образовании фибриновых тромбов и их удалению – фибринолизу.
Образование нейтрофилов
Развитие нейтрофилов начинается в костном мозге из стволовой клетки, которая называется гемопоэтическая стволовая клетка или гемоцитобласт. Наибольшее их количество найдено в костях грудины, бедер и таза. Эти клетки являются предшественниками всех клеток крови, хотя сами они не первичны, а происходят от других клеток – гемангиобластов и прегемангиобластов, которые уже имеют первичного прародителя – эмбриональную мезодерму.
На следующем этапе гемоцитобласты под влиянием различных факторов превращаются в общий для всех миелоидных клеток предшественник (прогенитор). Эта разновидность стволовых клеток ориентирована на образование узкого класса клеток, в случае миелоидного прогенитора – это нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, а также эритроциты, дендритные клетки и тромбоциты.
Далее, на пути превращения в нейтрофил, миелоидная прогениторная клетка превращается в миелобласт. Миелобласт – стволовая клетка, которая непременно станет одним из трех гранулоцитов – нейтрофилом, эозинофилом или базофилом. Ее можно встретить в крови больных острый миелобластным лейкозом. Миелобласты лишен характерных для всех гранулоцитов гранул в цитоплазме, и большую его часть занимает ядро. Гранулы появляются на следующей стадии развития, когда миелобласты превращается в промиелоциты.
Промиелоцит имеет большие размеры по сравнению с миелобластом, а его цитоплазма содержит заметные гранулы. В пути преобразований, промиелоцит на следующем этапе становится нейтрофильным миелоцитом. Его ядро еще круглое, хотя уже занимает меньшую часть клетки, а на следующем этапе, при преобразовании в метамиелоцит, в ядре становится заметной вмятина, которая начинает разделять его на сегменты. Далее, метамиелоциты становится палочкоядерными нейтрофилами, которые в норме могут содержаться в крови (до 5%). И, наконец, в конце этого сложного пути, приведенного тут в сокращенной форме, палочкоядерный нейтрофил становится зрелым сегментоядерным нейтрофилом, готовым к выполнению своих функций.
Изменения в количестве нейтрофилов
Нейтрофилы являются наиболее изменчивой группой лейкоцитов. В зависимости от своего возраста они делятся на юные (которые, в свою очередь, подразделяются на миелоциты и метамиелоциты), палочкоядерные и взрослые сегментоядерные нейтрофилы. Норма составляет: юные - 0 %, палочкоядерные — 1–6 %, сегментоядерные — 47–72 %. Количество нейтрофилов не определяется отдельно, и они подсчитываются вместе с другими формами лейкоцитов в лейкоцитарной формуле, которая является составляющей общего клинического анализа крови.
Повышение числа нейтрофилов (нейтрофилия или нейтрофилёз) наблюдается при общем повышении числа лейкоцитов. Нейтрофилия – один из основных диагностических критериев любого гнойного процесса, особенно сепсиса. Установлено, что чем выше лейкоцитоз, тем более выражена положительная реакция организма на инфекцию.
Наряду с увеличением количества лейкоцитов при сепсисе возможно и их снижение до 3−4×109/л, что чаще наблюдают при грамотрицательном сепсисе. Наиболее значительное угнетение лейкоцитарной реакции отмечают при септическом шоке (2×109/л). Для тяжёлых форм синегнойного сепсиса с развитием септического шока характерно развитие выраженной лейкопении, доходящей до 1,6×109/л.
Нейтропения — содержание нейтрофилов в крови ниже 1,5×109/л. Выраженность нейтропении может зависеть от расы: нейтропенией у лиц белой расы следует считать снижение количества нейтрофилов ниже 1,8×109/л, а у чернокожих — ниже 1,4×109/л. Основные причинами, вызывающими нейтропению, могут быть бактериальные инфекции. Нейтропения может быть вызвана влиянием химических веществ (бензол, аналин и т.д.), противоопухолевых препаратов, недостатком витаминов – В12 или фолиевой кислоты и т.п. Развитию нейтропении способствует алкоголизм, диабет, тяжелый шок.
Однако при анализе причин нейтропений необходимо помнить и о редких заболеваниях, сопровождающихся снижением количества нейтрофилов в крови, например:
- доброкачественная наследственная нейтропения – семейное заболевание, клинически часто не проявляющееся. У большинства пациентов общее количество лейкоцитов в норме, нейтропения умеренная (до 20−30%), другие показатели крови в норме;
- циклическая нейтропения – заболевание, характеризующееся периодическим (обычно через довольно точный интервал – от 2-3 нед до 2-3 мес) исчезновением из крови нейтрофилов. До возникновения «приступа» кровь больного имеет нормальный состав, а при исчезновении нейтрофилов увеличивается содержание моноцитов и эозинофилов.
Агранулоцитоз – резкое уменьшение количества гранулоцитов в крови вплоть до полного их исчезновения. Агранулоцитоз ведёт к снижению сопротивляемости организма инфекциям и развитию бактериальных осложнений. В зависимости от механизма возникновения различают миелотоксический и иммунный агранулоцитоз.
Миелотоксический агранулоцитоз возникает в результате действия веществ, замедляющих или останавливающих рост клеток. Как правило он связан с химиотерапией онкологических заболеваний. Ему свойственно сочетание лейкопении с тромбоцитопенией и нередко с анемией.
Иммунный агранулоцитоз может быть связан с появлением аутоантител (например, при системной красной волчанке) и антител к гранулоцитам, в т.ч. и нейтрофилам, после приема определённых медикаментов (при попадании в организм эти медикаменты, соединяясь с белком, обретают свойства антигена): диакарба (диамокса), амидопирина, антипирина, ацетилсалициловой кислоты, барбитуратов, изониазида (тубазида), мепротана (мепробамата), фенацетина, бутадиона, новокаинамида (прокаинамида), индометацина, левамизола, сульфаниламидов, метициллина, триметоприма (входит в состав бактрима), хингамина (хлорохина), инсектицидов, клозапина (лепонекса) и др.
Патологии нейтрофилов
Человеческие нейтрофильные сегментоядерные лейкоциты, или нейтрофилы, обеспечивают эффективную защиту против бактериальных и грибковых инфекций. Однако, они также являются важным звеном в механизме возникновения и развития некоторых неинфекционных заболеваний.
Врожденные (генетически обусловленные) недостатки нейтрофилов и их последствия
| Недостаток | Последствия |
|---|---|
| Дефицит рецептора CR3 (iC3b) | Задержка отделения пуповины, раннее начало рецидивных бактериальных инфекций – инфекций кожи, мукозита, отита, гингивита, периодонтита; угнетение иммунной системы, нейтрофилия |
| Хронический гранулематоз (дефицит НАД- и НАДФ-оксидазы и глутатионпероксидазы) | Инфекции, вызванные каталаз-положительными бактериями (стафилококки, листерии, сальмонеллы и т.д.) и грибками, которые поражают кожу, легкие, печень и кости, формируется гранулома |
| Дефицит специфических гранул | Тяжелые рецидивирующие бактериальные инфекции кожи и глубоких тканей, угнетение иммунного ответа в форме воспаления |
| Дефицит миелопероксидазы | В целом, пациент здоров, но на фоне диабета могут возникать грибковые инфекции, преимущественно кандидоз |
Хотя нейтрофилы и играют определяющую роль в защите против бактерий, они также, при определенных обстоятельствах, атакуют и уничтожают ткани собственного организма. Некоторые механизмы, важные при уничтожении микроорганизмов, могут влиять на ткани, которые находятся в зоне атаки нейтрофилов. Таким образом они становятся одним из элементов в патогенезе многочисленных болезней. Для некоторых из них, например подагре и аутоиммунных артритах, связь между деятельностью нейтрофилов и поражением суставов доказана многочисленными исследованиями.
Нейтрофилы также вовлечены в механизмы возникновения ряда респираторных заболеваний, которые включают в себя эмфизему, астму и респираторный дистресс-синдром взрослых (ARDS), который непосредственно угрожает жизни и требует реанимационных мероприятий. Предполагается, что тяжелая шоковая интоксикация при ARDS является следствием прямого действия фактора некроза опухоли (белок, который выделяется макрофагами и другими лейкоцитами и является мощным стимулятором воспалительного процесса) с участием монокинов (разновидность цитокинов – белков, регулирующих межклеточные и межсистемные взаимодействия в организме), которые синтезируют нейтрофилы.
Нейтрофилы и рак
Нейтрофилы больше не рассматриваются лишь в качестве лейкоцитов, которые первыми реагируют на измененные (злокачественные клетки). По современным воззрениям они играют сложные многогранные роли на всех стадиях перерождения тканей, к тому же в двух ролях: как клетки, способствующие развитию опухоли, так и, как лейкоциты с противоопухолевым действием. Было обнаружено несколько популяций нейтрофилов при раке, которые сейчас определяются комбинацией признаков: плотность, зрелость, поверхностные маркеры, морфология и строение. Количество нейтрофилов в периферической крови увеличивается у пациентов, больных раком. Опухоли производят гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF), который влияет на баланс содержания/выведения нейтрофилов в костном мозге, что приводит к их выходу в кровь.
Проведено немало исследований, направленных на выявление связи между количеством нейтрофилов в крови и состоянием больного раком. Большинство исследовательских групп в качестве маркера использовали соотношение нейтрофилов к лимфоцитам (NLR). Анализ сотни таких исследований, которые включали сведения о более 40 000 пациентов, показал, что отношение NLR> 4 указывает на худшее общее выживание. Это было установлено для всех типов и стадий рака.
Однако связь между нейтрофилами периферической крови и выживанием не дает никакой информации о том, что происходит в самой опухоли, ткани которой содержат ассоциированные или внутреопухолевые нейтрофилы (TAN). Анализ данных почти 4000 пациентов показал, что высокое содержание внутреопухолевых нейтрофилов связано с неблагоприятной выживаемостью. Одно исследование, которое включало 3000 пациентов с крупными опухолями (14 видов рака), показало, что внутриопухолевые нейтрофилы являются наиболее неблагоприятной для прогноза группой клеток.
С точки зрения терапии показано, что нейтрофилы является важным элементом в полезной иммунной реакции при лечении рака на основе антител, фотодинамической терапии рака и иммунотерапии бациллами Кальметта-Герена (Calmette-Guerin или БЦЖ). Сами нейтрофилы также рассматриваются в перспективе, как терапевтические цели. Предлагаются методы лечения, которые "нацеливают" нейтрофилы на цель, которой является раковые клетки.
Нейтрофилы в остром коронарном синдроме
Термин "острый коронарный синдром» охватывает целый спектр заболеваний, от ишемии миокарда до инфаркта; при этом, среди первопричин этих болезней преобладает атеросклероз. Изменения целостности эндотелиальных клеток на поверхности атеросклеротических бляшек, такие как разрыв бляшки или ее эрозия, является механизмом, запускающим острый коронарный синдром. В течение последних двух десятилетий стало все более очевидным, что воспаление играет ключевую роль в инициировании и прогрессе атеросклероза. Учитывая важную роль нейтрофилов в развитии и поддержке процесса воспаления, неудивительно, что взгляды исследователей направлены на поиск связей между ними и расстройствами, вызванными атеросклерозом.
Различные иммунные клетки, включая лимфоциты, дендритные клетки, тромбоциты и моноциты (макрофаги), принимают участие в воспалении, связанном с атеросклерозом. Однако сейчас наблюдается все больше доказательств того, что нейтрофилы играют в этом процессе ключевую роль. Нейтрофилы, как указано выше, содержат в своих гранулах различные белки, выделяемые для уничтожения вредоносных патогенов.
При атеросклерозе неудачные попытки иммунной системы организма очистить сосуды от атеросклеротических бляшек приводят к образованию источника воспламенения с признаками некроза. В ответ на это клетки - посредники воспаления, такие как эндотелиальные клетки, лейкоциты (в т.ч. нейтрофилы) и тромбоциты, синтезируют и высвобождают цитокины, легкие белки, участвующие в клеточной сигнализации. Эти цитокины активируют гуморальные и клеточные факторы (специализированные белки), которые приводит к воспалению и тромботических процессов с возможным развитием острого коронарного синдрома.
Нейтрофилы и прогноз смертности
В ходе недавних исследований в Тайване была обнаружена взаимосвязь между содержанием нейтрофилов в крови и прогнозом заболеваемости и смертности у пациентов с множественными хроническими болезнями. Если точнее, то в качестве показателя использовали отношение числа нейтрофилов к лимфоцитам в периферической крови (NLR).
Ранее было известно, что увеличенное значение NLR (то есть существенное преобладание нейтрофилов над лимфоцитами) связано с плохим выживанием при раке и сердечно-сосудистых заболеваниях. Среди обследованных пациентов в количестве 230 человек, общий уровень смертности за 2 года наблюдения составил 23%. Достоверно установлено, что двухлетние показатели смертности были выше у пациентов с повышенной NLR. Многофакторный анализ показал, что уровень NLR> 3,0 при приеме и выписке связан с смертностью независимо от возраста, пола, образования, рака, заболеваний печени, депрессии и др.
Расшифровать значение количества нейтрофилов в комплексе с другими показателями общего клинического анализа крови можно с помощью программы автоматической расшифровки онлайн.