Los granulocitos son células del sistema inmune innato que se caracterizan por la presencia de gránulos específicos en su citoplasma . [1] Dichos gránulos los distinguen de los diversos agranulocitos . Todos los granulocitos mieloblásticos son polimorfonucleares, es decir, tienen formas variables (morfología) del núcleo (segmentado, irregular; a menudo lobulado en tres segmentos); y se denominan leucocitos polimorfonucleares ( PMN , PML o PMNL ). En términos comunes, el granulocitos polimorfonucleares se refiere específicamente a los " granulocitos neutrófilos ", [2] los más abundantes de los granulocitos; los otros tipos ( eosinófilos , basófilos y mastocitos ) tienen una morfología variable. Los granulocitos se producen a través de la granulopoyesis en la médula ósea .
Hay cuatro tipos de granulocitos (nombre completo: granulocitos polimorfonucleares): [3]
A excepción de los mastocitos, sus nombres se derivan de sus características de tinción ; por ejemplo, el granulocito más abundante es el granulocito neutrófilo , que tiene gránulos citoplasmáticos de tinción neutra . [4]
Los neutrófilos se encuentran normalmente en el torrente sanguíneo y son el tipo más abundante de fagocito , constituyendo del 60% al 65% del total de glóbulos blancos circulantes, [5] y constan de dos subpoblaciones : los asesinos de neutrófilos y los cazadores de neutrófilos. Un litro de sangre humana contiene alrededor de cinco mil millones (5x10 9 ) de neutrófilos, [6] que tienen alrededor de 12-15 micrómetros de diámetro. [7] Una vez que los neutrófilos han recibido las señales apropiadas, les toma alrededor de treinta minutos salir de la sangre y llegar al sitio de una infección. [8] Los neutrófilos no regresan a la sangre; se convierten en células de pus y mueren. [8] Los neutrófilos maduros son más pequeños que los monocitos y tienen un núcleo segmentado con varias secciones (dos a cinco segmentos); cada sección está conectada por filamentos de cromatina . Los neutrófilos normalmente no salen de la médula ósea hasta la madurez, pero durante una infección se liberan precursores de neutrófilos llamados mielocitos y promielocitos . [9]
Los neutrófilos tienen tres estrategias para atacar directamente a los microorganismos: fagocitosis (ingestión), liberación de antimicrobianos solubles (incluidas las proteínas granulares) y generación de trampas extracelulares de neutrófilos (NET). [10] Los neutrófilos son fagocitos profesionales : [11] son comedores feroces y engullen rápidamente a los invasores recubiertos de anticuerpos y complemento , así como a las células dañadas o los restos celulares. Los gránulos intracelulares del neutrófilo humano han sido reconocidos durante mucho tiempo por sus propiedades bactericidas y destructoras de proteínas. [12] Los neutrófilos pueden secretar productos que estimulan a los monocitos y macrófagos ; estas secreciones aumentan la fagocitosis y la formación de compuestos reactivos de oxígeno involucrados en la muerte intracelular. [13]
Los neutrófilos tienen dos tipos de gránulos: gránulos primarios (azurófilos) (que se encuentran en células jóvenes) y gránulos secundarios (específicos) (que se encuentran en células más maduras). Los gránulos primarios contienen proteínas catiónicas y defensinas que se utilizan para matar bacterias, enzimas proteolíticas y catepsina G para descomponer proteínas (bacterianas), lisozima para descomponer las paredes celulares bacterianas y mieloperoxidasa (utilizada para generar sustancias tóxicas que matan bacterias). [14] Además, las secreciones de los gránulos primarios de los neutrófilos estimulan la fagocitosis de bacterias recubiertas de anticuerpos IgG . [15] Los gránulos secundarios contienen compuestos que participan en la formación de compuestos de oxígeno tóxicos , lisozima y lactoferrina (utilizada para tomar hierro esencial de las bacterias). [14] Las trampas extracelulares de neutrófilos (NET) comprenden una red de fibras compuestas de cromatina y serina proteasas que atrapan y matan microbios extracelularmente. La captura de bacterias es un papel particularmente importante para los NET en la sepsis, donde los NET se forman dentro de los vasos sanguíneos. [16]
Los eosinófilos también tienen núcleos lobulados en forma de riñón (de dos a cuatro lóbulos). La cantidad de gránulos en un eosinófilo puede variar porque tienen una tendencia a desgranularse mientras están en el torrente sanguíneo. [17] Los eosinófilos juegan un papel crucial en la eliminación de parásitos (p. ej., nematodos entéricos) porque sus gránulos contienen una proteína básica tóxica única y una proteína catiónica (p. ej., catepsina [14] ); [18] los receptores que se unen a IgG e IgA se utilizan para ayudar con esta tarea. [19] Estas células también tienen una capacidad limitada para participar en la fagocitosis, [20] son células presentadoras de antígenos profesionales, regulan otras funciones de las células inmunes (p. ej., células T CD4+ , células dendríticas , células B , mastocitos , neutrófilos y funciones de basófilos ), [21] están involucradas en la destrucción de células tumorales, [17] y promueven la reparación del tejido dañado. [22] Un polipéptido llamado interleucina-5 interactúa con los eosinófilos y hace que crezcan y se diferencien; este polipéptido es producido por los basófilos y por las células T auxiliares 2 (TH2). [18]
Los basófilos son una de las células menos abundantes en la médula ósea y la sangre (se presentan en menos del dos por ciento de todas las células). Al igual que los neutrófilos y los eosinófilos, tienen núcleos lobulados ; sin embargo, solo tienen dos lóbulos y los filamentos de cromatina que los conectan no son muy visibles. Los basófilos tienen receptores que pueden unirse a IgE , IgG , complemento e histamina . El citoplasma de los basófilos contiene una cantidad variada de gránulos; estos gránulos suelen ser lo suficientemente numerosos como para ocultar parcialmente el núcleo. El contenido de gránulos de los basófilos es abundante en histamina, heparina , sulfato de condroitina , peroxidasa , factor activador de plaquetas y otras sustancias. [23]
Cuando se produce una infección, los basófilos maduros se liberan de la médula ósea y viajan al lugar de la infección. [24] Cuando los basófilos se lesionan, liberan histamina, que contribuye a la respuesta inflamatoria que ayuda a combatir los organismos invasores. La histamina provoca la dilatación y el aumento de la permeabilidad de los capilares cercanos al basófilo. Los basófilos lesionados y otros leucocitos liberan otra sustancia llamada prostaglandinas que contribuye a un mayor flujo sanguíneo al lugar de la infección. Ambos mecanismos permiten que los elementos de coagulación de la sangre lleguen al área infectada (esto inicia el proceso de recuperación y bloquea el viaje de microbios a otras partes del cuerpo). El aumento de la permeabilidad del tejido inflamado también permite una mayor migración de fagocitos al lugar de la infección para que puedan consumir microbios. [20]
Los mastocitos son un tipo de granulocitos que están presentes en los tejidos; [3] median la defensa del huésped contra patógenos (p. ej., parásitos ) y reacciones alérgicas , particularmente anafilaxia . [3] Los mastocitos también participan en la mediación de la inflamación y la autoinmunidad , así como en la mediación y regulación de las respuestas del sistema neuroinmune , [3] [25] [26] liberan histamina.
Los granulocitos se derivan de células madre que residen en la médula ósea. La diferenciación de estas células madre a partir de células madre hematopoyéticas multipotentes en granulocitos se denomina granulopoyesis . Existen múltiples tipos de células intermedias en este proceso de diferenciación, incluidos los mieloblastos y los promielocitos . [27]
Ejemplos de materiales tóxicos producidos o liberados por desgranulación de los granulocitos al ingerir microorganismos son:
La granulocitopenia es una concentración anormalmente baja de granulocitos en la sangre. Esta afección reduce la resistencia del organismo a muchas infecciones. Otros términos estrechamente relacionados son la agranulocitosis (etimológicamente, "ningún granulocitos en absoluto"; clínicamente, niveles de granulocitos inferiores al 5% de lo normal) y la neutropenia (deficiencia de granulocitos neutrófilos ). Los granulocitos viven sólo uno o dos días en la circulación (cuatro días en el bazo u otro tejido), por lo que la transfusión de granulocitos como estrategia terapéutica conferiría un beneficio de muy corta duración. Además, existen muchas complicaciones asociadas con un procedimiento de este tipo.
Generalmente existe un defecto quimiotáctico de los granulocitos en individuos que padecen diabetes mellitus tipo 1 .
Las investigaciones sugieren que administrar transfusiones de granulocitos para prevenir infecciones redujo la cantidad de personas que tenían una infección bacteriana o fúngica en la sangre. [28] Investigaciones posteriores sugieren que los participantes que recibieron transfusiones terapéuticas de granulocitos no muestran diferencias en la reversión clínica de la infección concurrente. [29]
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Los mastocitos se originan a partir de un progenitor de la médula ósea y posteriormente desarrollan diferentes características fenotípicas localmente en los tejidos. Su gama de funciones es amplia e incluye la participación en reacciones alérgicas, inmunidad innata y adaptativa, inflamación y autoinmunidad [34]. En el cerebro humano, las MC pueden estar ubicadas en varias áreas, como el tallo hipofisario, la glándula pineal, el área postrema, el plexo coroideo, el tálamo, el hipotálamo y la eminencia media [35]. En las meninges, se encuentran dentro de la capa dural en asociación con vasos y terminales de nociceptores meníngeos [36]. Las MC tienen una característica distintiva en comparación con otras células hematopoyéticas, ya que residen en el cerebro [37]. Las MC contienen numerosos gránulos y secretan una gran cantidad de mediadores prealmacenados, como la hormona liberadora de corticotropina (CRH), la neurotensina (NT), la sustancia P (SP), la triptasa, la quimasa, el péptido intestinal vasoactivo (VIP), el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), el TNF, las prostaglandinas, los leucotrienos y variedades de quimiocinas y citocinas, algunas de las cuales se sabe que alteran la integridad de la barrera hematoencefálica (BHE) [38-40].
El papel clave de las MC en la inflamación [34] y en la alteración de la BHE [41-43] sugiere áreas de importancia para la investigación de nuevas terapias. Cada vez hay más pruebas que indican también que las MC participan en la neuroinflamación directamente [44-46] y a través de la estimulación de la microglía [47], lo que contribuye a la patogénesis de afecciones como los dolores de cabeza [48], el autismo [49] y el síndrome de fatiga crónica [50]. De hecho, una revisión reciente indicó que los estímulos inflamatorios periféricos pueden causar activación de la microglía [51], lo que posiblemente involucre a MC fuera del cerebro.
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