++
Conforme los granulocitos maduran a partir del mieloblasto, la cromatina nuclear se condensa, desaparecen los nucleolos y la basofilia citoplásmica; aparecen los gránulos primarios (500 nm) en el promielocito y los gránulos secundarios (200 nm) en el mielocito, a través del estímulo mixto de factores que estimulan las colonias de macrófagos y granulocitos, conocidos como FEC-GM, o en forma individual FEC-M y FEC-G, se reduce el tamaño del núcleo; primero se forma una herradura en la fase de metamielocito, luego una franja nuclear en la fase de banda y al final se forman segmentos o lóbulos, por lo general 3 (2-4) en la fase de neutrófilo adulto, como se observa en el microscopio. Tienen pocas mitocondrias y retículo endoplásmico, ya no sintetizan proteínas; el contenido de glucógeno es semejante al del hígado y músculos, debido a que la vía metabólica es primordialmente glucolítica y anaeróbica.
++
Los gránulos primarios, llamados azurófilos, son de gran tamaño y mayor densidad, contienen enzimas digestivas e hidrolíticas en sus lisosomas, sintetasa del óxido nítrico, fosfatasa ácida, lisozima (proteína catiónica rica en arginina), proteinasa-3, tres defensinas y mieloperoxidasa; esta última es la más abundante, reacciona con el peróxido de hidrógeno y los cloruros, para producir ácido hipocloroso y cloraminas, dos potentes bactericidas. Cuatro proteasas de serina se han caracterizado: azurocidina, elastasa (ausente en la neutropenia cíclica y la congénita), catepsinas G y D que hidrolizan proteoglucanos y colágena insoluble, lo que permite fijar y atrapar las bacterias a su alrededor, y proteinasa-3 o mieloblastina (cuadro 23-1).
++
++
Los gránulos secundarios, o específicos, son de menor tamaño, menos densos y de color rosado, contienen más lisozima y lactoferrina, así como menos mieloperoxidasa; tienen proteasas activadas por complemento C5 y C3b, 5-fosfolipasa, beta-2 microglobulina, transcobalamina II y receptores para la locomoción y polarización de fibrillas de actina, miosina y calmodulina, con calcio iónico, como parte del citoesqueleto del neutrófilo (cuadro 23-2).
++
++
Los gránulos terciarios contienen fosfatasa ácida, lisozima y abundantes gelatinasas, además de vesículas secretoras submembranales, que contienen fosfatasa alcalina, albúmina, citocromo b568, metaloproteinasa-25, 30% de la leucolisina y receptor del C3b. Cada neutrófilo tiene más de 5 000 gránulos, de los cuales un tercio son primarios y el resto son secundarios y terciarios (cuadro 23-3).
++
++
La función más importante de los neutrófilos es la respuesta rápida a la invasión de agentes extraños al organismo, ya se trate de bacterias, virus, hongos, parásitos, células en destrucción y partículas en suspensión. El mecanismo por el que realiza esta función se conoce como fagocitosis, que se divide para su estudio y comprensión en varias etapas, a saber: 1) adherencia, 2) migración, 3) opsonización, 4) degranulación, 5) metabolismo oxidativo, 6) destrucción bacteriana y remodelación tisular.
++
El primer requisito para que el leucocito alcance las partículas o bacterias a los sitios donde han llegado, es que ocurra inflamación con o sin infección. Se produce así vasodilatación por efecto de histamina, serotonina, fracciones C3a y C5a del complemento, trombina, factor tisular, plaquetas y péptidos vasoactivos, como el factor activador de las plaquetas, y reducción del flujo circulatorio capilar prevenular, lo que acerca los neutrófilos al endotelio capilar.
++
El flujo reducido y las sustancias de la inflamación IL-1, TNF-α y lipopolisacáridos bacterianos, unidos a receptores parecidos al “Toll” de la drosofila, facilitan que las selectinas (glucoproteínas ricas en fucosa y ácido siálico, sustancia Lewis, CD15) del leucocito (l-selectinas) aumenten en cantidad, se acerquen a las selectinas (CD62) del endotelio activado (E-selectinas), proveniente de los gránulos de Weibel-Palade y se adhieran al endotelio capilar, para reducir su rodamiento de 100 μm/s a 1 μm/s y fijarlo con baja afinidad, debido a baja fuerza tensil, de forma que el neutrófilo se pegue, se desprenda al azar y siga rodando por el endotelio o se vuelva a unir a él, en un mecanismo permanente de participación.
++
Otra superfamilia de 24 moléculas como las α4, las β2- integrinas (CD11 a, b c y d/CD18) y sus correspondientes moléculas de adhesión intercelular, conocidas como Mac-1, ICAM-1 (CD54) e ICAM-2 (CD102) aumentan la fuerza tensil y la afinidad, por lo que ya no se desprende, el neutrófilo se aplana y a través de la quimioquina interleucina-8 atrae más neutrófilos y expresa más ligandos que lo fijan (CD66 a, b y c), se acoplan a nucleótidos de guanina (proteínas G) y lo hacen que migre entre las uniones intercelulares o en forma transcelular, al activar fibrillas de actina gelificada y miosina, activadas por calcio y gelsolina, para formar seudópodos que se mueven a 50 μm/minuto y se adhieren, primero, a moléculas de unión intercelular, llamadas JAM-A, B y C (CD31) y después al receptor CD47 o VE cadherina (su ausencia dificulta la migración del leucocito, la falta de beta integrinas produce la enfermedad de deficiente adhesión del neutrófilo). Las moléculas SIRPA α o proteínas reguladoras de señal, previa fosforilación de enzimas tirosina quinasa, facilitan la diapédesis. Una vez que el neutrófilo alcanza el otro extremo, estimulado por cateninas-β, sin alterar la permeabilidad, las moléculas intercelulares se vuelven a juntar; los neutrófilos liberan elastasas (gránulo primario) que degradan gelatinasa y colagenasa (gránulo secundario), para romper la matriz extracelular (proteoglucanos, condroitín y heparán sulfato) y la fibronectina, de esta forma se abren paso para fagocitar las partículas en suspensión (figura 23-1).
++
++
Los neutrófilos obedecen a un gradiente de quimiotactismo, inducido por más de 50 quimioquinas repartidos en 4 familias (que también atraen y estimulan a linfocitos “T” y a otros granulocitos), producto de bacterias, endotoxinas, del endotelio, de monocitos (proteína quimioatrayente del monocito o CCL2 o MCP-1, la proteína 1α y 1β inflamatoria del macrófago o CCL3 y CCL-4), linfocitos (RANTES) y de ellos mismos donde son expuestos los receptores correspondientes, la fracción cristalizable (Fc) de la inmunoglobulina (CD64, CD32, CD16), fracciones de complemento (RC 1, 2, 3) a las bacterias ya opsonizadas en el sitio inflamado. Las partículas opsonizadas por complemento son incorporadas en un suave hundimiento en el interior de las células fagocíticas, en cambio las fijadas por Fc inician una vigorosa formación de seudópodos, al activar Ca++ y fosforilar inmunorreceptores de tirosina o ITAM; atrapan la partícula, forman una vacuola o fagosoma, vacían los gránulos de los lisosomas y la sellan.
++
Una vez en el interior del fagolisosoma, algunos receptores son regresados a la superficie celular y los ligandos son degradados en un pH menor de 5, a través de proteasas, hidrolasas ácidas, péptidos y enzimas proteolíticas de los gránulos de los neutrófilos, mediados por calcio y calmodulina, en el proceso conocido como degranulación.
++
La ausencia de elastasa en el gránulo primario, no generada por el gen NE (ELA2), produce la neutropenia congénita grave o síndrome de Kostmann.
++
Todos estos procesos requieren energía, el neutrófilo consigue el ATP o adenosín trifosfato de la glucólisis anaeróbica y, en condiciones de urgente necesidad de energía, utiliza el sistema oxidativo de la oxidasa, del fosfato nicotín-adenín dinucleótido (NADPH), que libera oxígeno molecular y protones, además es degradado por medio de la superóxido dismutasa a peróxido de hidrogeno, éste a su vez a ácido hipocloroso, por acción de la mieloperoxidasa, todos ellos metabolitos útiles en la función microbicida del neutrófilo, que consiguen la regeneración del NADPH, por vía de los monofosfatos de hexosa y del glutatión (figura 23-2).
++
++
Aún más, ya en la matriz extracelular, el neutrófilo apoptótico, necrótico o fagocitado por el macrófago, activado por Fc, CR-1 CR-2 y receptores tipo “Toll”, inicia un proceso de reparación; atrae basófilos, alarga la vida media del neutrófilo y macrófago y libera sustancias para la reparación, como el factor de crecimiento vascular, factor de crecimiento derivado de las plaquetas del queratinocito y del fibroblasto, así como los factores α y β, transformadores del crecimiento (TGF-α y TGF-β), además de las selectinas endotelial y plaquetaria, en suficiencia glucosiladas a través de la 1-4 galactosiltransferasa y moléculas de adhesión intracelular (ICAM-1); y metaloproteinasas que inactivan quimioquinas y modulan la formación de la nueva matriz.
++
Se ha considerado que en esta cascada metabólica, el neutrófilo consigue aumentar su producción de oxígeno e hidrogeniones alrededor de 100 veces. Este fenómeno explosivo, de incremento de la función energética, se conoce como “estallido metabólico” y se utiliza para destruir la bacteria, ya que la quimiotaxis, ingestión y degranulación son cubiertas bien por la glucólisis anaeróbica. Los peróxidos no pueden permanecer largo tiempo en los tejidos, por lo que: a) pronto son degradados por catalasas a oxígeno, agua, ácido ascórbico y alfatocoferol; b) se convierten, en forma espontánea, en radicales hidroxilo, que aún poseen acción oxidante, y c) se transforman en el sistema del glutatión. El defecto de alguno de estos mecanismos de detoxificación es que producen enfermedades graves con cuadros infecciosos de repetición bacterianos y micóticos, mismas que pueden ser mortales, el más conocido es la enfermedad granulomatosa crónica, con sus variantes, el cual depende del tipo de defecto molecular en las subunidades de la oxidasa del NADPH.
++
Los neutrófilos maduros salen de la circulación de acuerdo con las necesidades y reacciones fisiológicas, como el ejercicio, el estrés, el miedo. Se sabe que son más abundantes en la mañana que en la tarde y noche, aumentan durante el embarazo y después de las comidas.
++
La mitad de los neutrófilos están adosados a la pared del endotelio y los restantes circulan en el torrente sanguíneo venoso o arterial. Esta distribución representa el 10% del total de leucocitos, el restante 90% es intramedular, de los cuales el 70% está en maduración y el 30% en división y proliferación.
++
El gran volumen de leucocitos neutrófilos, producidos diariamente, se vierte a los capilares de los órganos de mayor necesidad defensiva, como son las vías aéreas respiratorias superiores, desde la nariz y cavidades frontales y nasales, hasta los bronquiolos de mediano tamaño; producen una capa defensiva continua de leucocitos activos que depura y limpia dichos sitios, bioquímica y mecánicamente, de las partículas en suspensión, sustancias químicas, virus, hongos, levaduras y bacterias de todos tipos, que provienen del aire del medio ambiente. El otro sitio donde se consume gran cantidad de los leucocitos neutrófilos, producidos en el día, es el tubo digestivo, desde la boca hasta el recto y forman una verdadera valla defensiva conocida como barrera hematointestinal.
++
La producción, maduración, supervivencia y actividad funcional final están determinados por 10 factores de transcripción, que codifican los genes de las proteínas que lo regulan, y dirigidos por 4 factores: el factor Steel, estimulante temprano de las células hematopoyéticas, precursoras tempranas con 28 000 daltones, actúa en combinación con la interleuquina-3 de 28 000 daltones y los siguientes factores, estimulan la proliferación. El factor estimulante del crecimiento de granulocitos y macrófagos o FEGM, glucoproteína de doble cadena de 22 000 daltones y 127 aminoácidos, es producido en el macrófago y en linfocitos T activados, el gen que determina su formación se localiza en una porción del brazo corto del cromosoma 5 y estimula, además, la proliferación de monocitos y eosinófilos. Por último, el factor estimulante de granulocitos o FECG, de 20 000 daltones y 174 aminoácidos, estimula sólo la producción de granulocitos y se forma en linfocitos, en el endotelio, fagocitos mononucleares y células mesenquimatosas, su síntesis depende de una porción del brazo corto del cromosoma 17. Las células maduran en la médula ósea, distribuida en los huesos planos (pelvis y costillas) y largos (columna vertebral y extremos proximales de fémur y húmero); tiene dos compartimientos, el mitótico, que lo ocupan el mieloblasto, el promielocito y el mielocito, donde ocurren 4 a 5 divisiones; y la porción madurativa, constituida por el metamielocito, la banda y el neutrófilo maduro o segmentado, proceso que realizan de 8 h a 5 días, depende de las necesidades y estímulos producidos para ser liberados de la médula ósea.
++
La producción diaria de neutrófilos es de 1 200 millones de leucocitos neutrófilos por kilogramo de peso en un adulto promedio de 70 kg. Una vez que dejan la médula ósea ya no regresan a ella, de modo que cabe decir que su flujo es unidireccional. En la sangre se distribuyen en forma proporcional entre las células que viajan adheridas a las márgenes de vasos y capilares y las que viajan libremente en la circulación, son libremente intercambiables. La vida media de los neutrófilos en la sangre es de 6.7 h, de tal forma que fabricamos el mismo volumen de neutrófilos, tres, cuatro o más veces al día, según se requiera. Si existen suficientes estímulos quimiotácticos (quimioquinas) como C5a e interleuquina 8, los neutrófilos irán a los tejidos a realizar sus funciones, donde permanecen de 1 a 2 días, en los sitios de inflamación; el interferón gamma activa las funciones del neutrófilo y el factor de necrosis tumoral alfa reduce su apoptosis con el fin de mantenerlo activo en su trabajo de depurar el lugar de partículas nocivas. La 5-lipooxigenasa del neutrófilo, codificada en el brazo largo del cromosoma 10, cataliza la transformación de ácido araquidónico a leucotrienos A4 y luego a B4, C4, D4 y E4, así como la aparición de lipoxinas que aceleran la apoptosis, impiden la migración de los neutrófilos al sitio inflamado e inician la reparación del sitio dañado, tanto celular a través del macrófago, como a través de la liberación de resolvinas y protectinas de los ácidos grasos omega-3, factor de crecimiento transformador β, fosfatidil serina y factor estimulante del crecimiento vascular. El B4 es un potente quimioatrayente inespecífico del neutrófilo, induce quimiocinesis y adhesión al endotelio, así como los leucotrienos D y E aumentan la permeabilidad del endotelio y contraen las células del músculo liso, todas estas sustancias participan en el daño a los vasos, en la arterioesclerosis, perjudican las articulaciones en la artritis y la membrana alveolar en el síndrome de dificultad respiratoria del adulto y en la proteinosis alveolar (figura 23-1 y cuadro 23-4).
++
++