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免疫细胞家族成成员:中性粒细胞
发布时间:2020年03月29日
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中性粒细胞概述

虽然物理性屏障如皮肤可排除许多生物体,但这样的屏障不是不可渗透的,微生物经常侵入机体组织。这些侵入物必须要立即被攻击和破坏,一些是被抗菌肽或补体杀死,但多数是被细胞吞噬的。这种吞噬微生物细菌的过程叫噬菌作用,噬菌作用是整个炎症过程的中心。

机体的防御性细胞是在血液中发现的,在那它们叫白血球(白色的细胞)。哺乳动物的白血球来源于骨髓中的骨髓干细胞。所有不同类型的白血球均来源于骨髓干细胞,包括粒细胞、单核细胞和树突状细胞,并且在机体防御中均很重要。两种类型的白细胞可特异地杀死和吞噬侵入微生物,它们是中性粒细胞和巨噬细胞(巨噬细胞之前做过科普),起源于普通的骨髓干细胞,但看上去很不同并且有着不同的但补充性的作用。中性粒细胞可反应并快速吞噬侵入生物体,但维持这种吞噬作用的时间不长。而巨噬细胞有多种作用,可作为前哨细胞,但也能反复发生噬菌作用。今天我们科普中性粒细胞的组成及其在炎症反应和先天性免疫中的作用。




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粒细胞

一些白细胞具有充满颗粒的细胞质,这种叫粒细胞。许多这种细胞有小叶构成的不规则的核子,因此描述为“分叶核”(相反单一圆核的是单核细胞)。根据颗粒内容物粒细胞分为三类。内含碱性染料如苏木精的细胞叫嗜碱性细胞,含酸性染料如伊红的是嗜酸性细胞,既不含碱性也不含酸性染料的是中性粒细胞。所有细胞在机体防御中均有重要作用。

中性粒细胞

主要的血液白细胞是多叶核中性粒细胞,另外也称为中性粒细胞。中性粒细胞是在骨髓形成(人每分钟大约形成8百万个),后迁移至血流中,大约12小时后进入组织,几天后死亡。食肉动物白细胞60~75%是中性粒细胞,而马仅大约50%,牛、绵羊、实验性啮齿动物仅20~30%。血液中有两个中性粒细胞储存(pool):一个是循环的pool,另一个是毛细血管中隐藏的细胞pool。细菌感染过程中,循环的中性粒细胞数量会增加10倍,它们是从骨髓和隐藏pool中释放的。

细胞命运

中性粒细胞能量储存是有限并且不能再补充的,因此其从骨髓释放后为活性的,但很快会消耗,仅能承担有限的噬菌作用。中性粒细胞仅能存活几天,因此被认为是第一道防御线,会快速向侵入的生物体移动,迅速地破坏它们,但不能维持这种结果。第二道防御线是单核噬菌细胞系统。

主要表面标志物

中性粒细胞表面有多种抗原,目前已发现的有抗NA(CD16)、抗NBI(CD177)、抗CD11b/CD18和抗肌动蛋白抗体等多种。其中,以发现抗NA的抗体最多。CD16除表达在所有的外周血中性粒细胞(PMN)表面以外,还表达在NK细胞、小部分巨噬细胞和单核细胞表面,但在嗜酸性细胞、嗜碱性细胞、B细胞、血小板和其它单个核细胞表面无表达。

生物学功能

中性粒细胞具有活跃的趋化作用、变形运动和吞噬功能,起重要的防御作用。其吞噬对象以细菌为主,也吞噬异物。

 

一、参与非特异性免疫

1.抵抗微生物病原体

中性粒细胞在血液的非特异性细胞免疫系统中起着十分重要的作用,它处于机体抵御微生物病原体,特别是在化脓性细菌入侵的第一线,当炎症发生时,它们被趋化性物质吸引到炎症部位。由于它们是借糖酵解获得能量,因此在肿胀并血流不畅的缺氧情况下仍能够生存。由于中性粒细胞内含有大量溶酶体酶,因此能将吞噬入细胞内的细菌和组织碎片分解,这样,入侵的细菌被包围在一个局部并消灭,防止病原微生物在体内扩散。当中性粒细胞本身解体时,释出各溶酶体酶类能溶解周围组织而形成脓肿。

2.调节血管口径和通透性

中性粒细胞的细胞膜能释放出花生四烯酸,再进一步生成一组旁分泌激素物质,如血栓素和前列腺素等,从而调节血管口径和通透性,还能引起炎症反应和疼痛,并影响血液凝固。

3.调理作用

中性粒细胞内含许多特有颗粒,颗粒中含有髓过氧化物酶、酸性磷酸酶、吞噬素、溶菌酶等。中性粒细胞膜上有趋化因子受体,受体与趋化因子结合,激活胞膜上的钙泵,细胞向前方伸出片足,使细胞移向产生趋化因子的部位。中性粒细胞的片足与产生趋化因子的异物接触后,接触处周围的胞质形成隆起即伪足,接触部位的细胞膜下凹,将异物包围,形成含有异物的吞噬体或吞噬泡。被吞噬的异物裹有抗体和补体时,与中性粒细胞膜上的相应受体结合,而加强了细胞对它的吞噬作用,称为调理作用。

4.杀死吞噬的细菌等异物

细胞随着吞噬作用的开始,导致细胞膜紊乱而引起呼吸爆发,细胞耗氧量增加,产生大量的过氧化物及超氧化物等细胞毒性效应分子,对寄生虫具有杀伤活性。中性粒细胞在杀死吞噬的细菌等异物后,本身也死亡,死亡的中性粒细胞称为脓细胞。其分解产物能吸引更多的中性粒细胞。

二、引起炎症反应并参与变态反应

除了在抗感染中起重要的防御作用外,中性粒细胞可引起感染部位的炎症反应并参与寄生虫感染引发的变态反应,从而引起免疫病理损害。抗体直接作用于组织或细胞上的抗原,从而导致细胞毒型变态反应损害;当抗原抗体比例适合而形成免疫复合物,不易被吞噬,沉积于毛细血管壁,激活补体,吸引中性粒细胞至局部。中性粒细胞吞噬之,吞噬过程中脱颗粒,释放出一系列溶酶体酶类,造成血管和周围组织的损伤。