Neutrofil granulociták szerepe a baktériumok elpusztításában

A neutrofil granulociták (polimorfonukleáris sejtek) a fehérvérsejtek (leukociták) közé tartoznak, azok több, mint 50%-át teszik ki. Fő feladatuk a természetes védekezés részeként a baktériumok, vírusok, gombák fagocitózis útján való elpusztítása. Ebben elsősorban granulumaik és receptoraik vesznek részt, mint pl. komplementreceptorok (CR1, CR3) és Fc-receptorok bizonyos típusai.

Út a baktériumhoz

A neutrofil granulociták keletkezésének a helyszínei: macrophagok által a májban, a lép marginalis zónájában és a csontvelő stromájában. Termelődésük a csontvelőben egy citokin G-CSF (Granulocyta Colony-Stimulating Factor) által szabályozott folyamat. A citokinek jelen esetben leginkább macrophagok által termelt kisméretű molekulák. Nem ellenanyag természetűek, a neutrofilek citoplazmamembrán receptoraihoz kapcsolódnak, ezzel kifejtve hatásukat. Egyes citokineket tekinthetünk az immunrendszer hormonjainak is. A neutrofilek esetében a G-CSF olyan citokinek csoportja, amely a sejtek proliferációját és differenciálódását váltják ki.

Egyes kemokin receptorok által az érett neutrofilek vissza vannak tartva a csontvelőben. Kemokinnek nevezzük az olyan kismolekulájú polipeptidet, melynek fontos szerepe van az immunfolyamatokban leukocitákat vonzó képessége miatt. Fertőzés hatására a neutrofilek kiszabadulnak a csontvelőből, ezt elősegítik citokinek és kemokinek, melyeket együttes néven kemotaktikus faktoroknak is nevezhetünk.

A neutrofilek gyors mobilizációja gyulladásos folyamatokban az előbb említett kemotaktikus faktoroknak köszönhető, amelyek a neutrofileket receptorokon keresztül irányítják. Ez abban nyilvánul meg, hogy ha úgymond nincs baj -nincsenek a szervezetbe újonnan belépő patogének- akkor képződési helyükön marasztalják őket, míg a bekerülő patogénekkel (pl.: baktériumokkal) szemben a neutrofilek képviselik a természetes immunrendszer elsődleges védelmi vonalát, pontosabban igyekeznek korlátozni azok túlzott elterjedését. Ezekben az esetekben a neutrofilek száma hirtelen magasra emelkedik a keringési rendszerben. Például egerek csontvelőjében számuk megközelíti a 120 milliót, míg a keringési rendszerben csak 2,5 millió, de ez pár órán belül tízszeresére növekedhet. Ezt igazolja az a kísérlet is, amelyben MIP-2 (macrophag inflammatory protein-2) kemokin intravénás beadását követően negyedóra elteltével számuk a keringésben jelentősen megnövekszik. Az érett neutrofil granulociták a csontvelőben raktározódnak, ahogy el vannak különítve a vértől sinusoidos endotheliummal. A vér-csontvelő barriert kizárólag ez a sejtréteg alkotja, mivel a pericyták és a membrana basalis sem képez folytonos barriert.

Ezek után felmerül a kérdés, hogy hogyan is képesek a neutrofilek ilyen gyorsan megszaporodni a keringési rendszerben. Erre a kérdésre egyik legfontosabb jellemzőjük adja meg a választ, a transzcelluláris migráció (migráció: térben való aktív mozgás, itt sejt-sejt kapcsolattal). Mivel tíz a tizenegyediken neutrofil van mozgósítva naponta, egyértelmű, hogy áthaladásuk az endothelen nem sérti azt. Ha még is megsérülne az endotheliális barrier, akkor egy hírvivő (cytochalasin D) hatására, az citoszkeleton aktin szálai szétszakadnak, melynek következménye, hogy a leukociták felszabadulnak a csontvelőből nem szelektív módon, mivel a specifikus stimulus elmarad. Ebből következik, hogy a csontvelő sinusoidos endotheliumának fontos feladata a leukociták keringési rendszerbe jutásának szabályozása.

A keringési rendszerbe kijutva, már csak el kell érnie a kemotaktikus faktorok által jelölt megfelelő helyet, amely lehet például egy kötőszöveti sérülés, ahol a neutrofilek legfőbb feladata a baktériumok, szövettörmelék és természetesen a többi kórokozó (vírusok, gombák) elpusztítása.

Sajnos vannak olyan gyulladásos betegségek, amelyekben a neutrofil granulociták akkumulációja és aktivációja a szövetekben hátrányos hatású, pl.: arthritis, ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome-akut légzési elégtelenség speciális esete).

A fagocitózist stimuláló faktorok

A neutrofil granulociták fagocitáló képessége normál körülmények között alacsony szinten zajlik. Stimuláció hatására aktivitásuk több százszorosára megnőhet. Ilyen stimulusok lehetnek az IgG molekulák Fc receptorokkal történő kapcsolata -ez a specifikus immunitás része- és az opszonizációban részt vevő opszoninek, amelyek a természetes immunitás komplementrendszeréhez köthetőek.

Egy gyulladásos folyamatban -baktériumok bejutása a szervezetbe-, mint már említettük az elsődleges védelmi vonalat a neutrofil granulociták képviselik. A neutrofilek fagocitáló képességének hatásfokát növelik az opszoninek, amelyek a komplementrendszer aktiválódásával kerülnek a keringésbe, ilyen a C3 molekula, amelynek hasítása minden esetben központi szerepet játszik. A C3 molekula hasításából származó fragmentumok (C3b-fragmentum) kovalens módon a baktérium felszínére kötődik és ezáltal lehetőség nyílik a megfelelő komplementreceptorral rendelkező fagocita jelen helyzetben a neutrofilek számára a stimulált fagocitózist.

Abban az esetben, ha a baktérium bejutásától számítva már elég idő eltelt ahhoz, hogy a specifikus immunitásban részt vevő sejtek (lymphociták)a megfelelő ellenanyagot megfelelő mennyiségben megtermeljék, akkor már nem csak az opszoninek serkentik a neutrofilek fagocitózisát, hanem az IgG molekulák specifikusan kötődnek a baktérium felületéhez és így a neutrofilek Fc-receptoraival kapcsolódva stimulálják azok fagocitáló képességét.

Az immunválaszt serkentő folyamatok

Mint azt már leírtuk a neutrofil granulociták száma megnő a sérülést követően (fertőzéssel vagy anélkül) kemotaktikus faktorok hatására. A neutrofil granulociták monocyta aktivitást indukálnak, folyamatosan szabadítanak fel anyagokat például ROS (reactive oxygen species), antimicrobialis peptideket, szerin-proteázokat, ezek hatással vannak a további szövetkárosodásra. Az inaktív szerin-proteáz, amelynek nincs proteáz aktivitása. Kiderült, hogy többféleképpen képes az immunrendszert serkenteni, és mediátorként is szolgál az immunválasz megindulásáig. A neutrofil granulociták granulumaiból szabadul fel és monocytákat és makrofágokat aktivál. Lényegében fokozza a citokinek kiáramlását és a fagocitózist, emellett hat az erekre, szivárgást, ödémát idéz elő. Éppen ezért érdemes vele foglalkozni, a gyulladásos folyamatok kezelése terén. Az egyetlen olyan fehérje a neutrofil granulocitában, amely két helyen tárolódik (szekréciós vezikulák és primer granulumok), ezért már a neutrofil granulociták vérbe kerülésekor is ürül, ill. amikor a neutrofil granulociták elérik a fertőzés helyét.

Neutrofilek pusztulása