GRANULOPOYESIS.
Los leucocitos resultados de esta ruta de diferenciación se denominan granulocitos debido a que presentan gran cantidad de gránulos en su citoplasma, los cuales tiñen con colorantes ácidos (eosina) y se denominan eosinófilos o con colorantes básicos (azul de metileno o azur) y se llaman basófilos. Los que poseen gránulos que tieñen con ambos colorantes dando un color rosa o violeta se denominan neutrófilos.
A los leucocitos granulocitos (neutrófilos, eosinófilos y basófilos) también se les llama polimorfonucleares (PMN) debido a que presentan un núcleo hipercromático con lobulaciones o segmentos irregulares que lo hacen tener una forma polimorfa por esta razón también se les llama segmentados, siendo que el neutrófilo posee un núcleo con 3 a 4 segmentos unidos por puentes nucleares muy delgados, el eosinófilo por lo general tiene 2 segmentos (pero puede tener 3) y el basófilo puede tener un núcleo redondeado o con una escotadura que le hace dar la forma de 2 segmentos.
La granulopoyesis es la ruta de diferenciación de los granulocitos o polimorfonucleares desde la célula progenitora Granulocito-Monocito (GM) hasta neutrófilo, basófilo y eosinófilo, la cual incluye 7 tipos de células de las cuales las 3 primeras son iguales para las tres líneas celulares y las cuatro siguientes presentan diferencias en cada uno de los futuros granulocitos por tanto a éstos últimos cuatro debe agregársele el tipo de granulocito del que se hable.
Las tres primeras generaciones celulares en esta ruta de diferenciación, las cuales son iguales para los tres tipos de granulocitos son el mieloblasto, el promielocito y el promielocito tardío. Los dos primeros grupos celulares presentan divisiones mitóticas.
Las siguientes cuatro grupos celulares presentan diferencia para cada línea celular partir del mielocito eosinófilo, basófilo y neutrófilo; el metamielocito eosinófilo, basófilo y neutrófilo; el cayado eosinófilo, basófilo y neutrófilo y el segmentado eosinófilo, basófilo y neutrófilo.
Neutrófilos.
El proceso de maduración desde mielocito hasta segmentado neutrófilo incluye la aparición de los gránulos y la segmentación de su núcleo en 3 a 4 lobulaciones. Estos mielocitos no se dividen sino que continúan diferenciándose hasta transformarse en los metamielocitos los que se diferencian porque aumentan la cantidad de gránulos. Estos metamielocitos tampoco se dividen y continua diferenciándose hasta el cayado de neutrófilo el cual se caracteriza por poseer el núcleo alargado y delgado en forma de “bastón de mano” o “cayado” (no segmentado aún), posteriormente este núcleo presentar entre 3 y 4 lobulaciones convirtiéndose de esta forma el neutrófilo segmentado maduro.
Los neutrófilos son células terminales o sea que sufren apoptosis una vez cumplida su función y tienen la siguiente morfología:
Citoplasma: en el que se encuentran los abundantes microtúbulos y microfibrillas, gránulos de glucógeno y los gránulos lisosomiales; este citoplasma está envuelto en una membrana plasmática con abundantes receptores y proteínas de superficie.
El núcleo. Es un núcleo segmentado en 3 a 4 lóbulos unidos por puentes nucleares delgados, el cual contiene una cromatina muy compacta. Este núcleo en algunas patologías se encuentra con un número mayor de lobulaciones (más de 5 lobulaciones) llamándose neutrófilo hipersegmentado como en el caso de la anemia megaloblástica por deficiencia de Vitamina B12 (cianocobalamina) y/o Vitamina B9 (ácido fólico).
Microtúbulos y microfibrillas. Estas estructuras citoplasmáticas son las que permiten al neutrófilo realizar la degranulación, así como la emisión de seudópodos por medio de los cuales lleva a cabo la diapédesis (realizando movimientos ameboides) y la fagocitosis con la formación de los fagosomas y los fagolisosomas o degranulación interna (o sea verter el contenido enzimático de los gránulos o lisosomas, dentro del fagosoma, llevando a cabo la destrucción del microorganismo fagocitado).
Gránulos de glucógeno. Corresponden a la reserva energética de esta célula por cuanto requiere una alta carga de sustrato (glucosa) para llevar a cabo el Shunt de las hexosas monofosfato con el fin de obtener grandes cantidades de NADPH requerido para el estallido respiratorio y también porque en la mayoría de las ocasiones el neutrófilo requiere realizar su actividad biológica en condiciones de anaerobiosis. Lógicamente el neutrófilo también posee en su citoplasma todo el aparato enzimático necesario para llevar a cabo la glicólisis y el Shunt de las HMP.
Los gránulos. Poseen tres (3) tipos de gránulo que tiñen característicamente de color rosado o violeta con la tinción ácida de eosina o con la básica de azul de metileno (o de azur), los cuales contienen proteínas formadas en el proceso de maduración y se denominan gránulos primarios, gránulos secundarios y gránulos terciarios y como se dijo antes éstos gránulos son los lisosomas del neutrófilo maduro.
Gránulos primarios. En los mielocitos neutrófilos aparecen éstos gránulos denominados también azurófilos, los cuales contienen las enzimas Mieloperoxidasas (MPO), proteínas catiónicas como las proteasas neutras o de serina (elastasas, proteinasas 3 y la catepsina G y D), nucleotidasas, histonasas, la hidrolasas ácidas, fosfatasa ácida, fosfolipasa A2, colagenasa, lisozimas y alfa defensinas entre otras. Estas últimas proteínas tienen un amplio espectro contra Gram + y Gram – así como contra varios virus lo cual se debe a que su mecanismo de acción es al interactuar con membranas que posean una gran carga negativa como es la de estos microorganismos. Estos gránulos son los directamente implicados en el proceso de degranulación interna en la formación del fagolisosoma.
Gránulos secundarios. Denominados también gránulos específicos los cuales contienen la enzima lisozimas, fosfolipasa A2, la fosfatasa alcalina, la lactoferrina, la proteína fijadora de Vitamina B12, la histaminasa, proteína receptora de laminina, gelatinasa, colagenasas, plasmina y diversos factores que promueven la adhesión del neutrófilo al endotelio. Estos gránulos poseen en su membrana dos proteínas que hacen parte del sistema NADPH Oxidasa denominadas p91-pHox y p22-pHox. Estos gránulos están implicados en la degranulación externa o sea en la secreción de su contenido al medio externo del neutrófilo causando en gran medida el daño de la matriz extracelular.
Gránulos terciarios. Poseen lisozimas, heparinasa, glusosaminidasa, manosidasa, elastasa, colagenasas y gelatinasas. Estos gránulos poseen en su membrana las mismas dos proteínas que hacen parte del sistema NADPH Oxidasa denominadas p91-pHox y p22-pHox que también están presentes en los gránulos secundarios.
Proteínas y receptores de superficie de los neutrófilos.
Los neutrófilos expresan en sus membranas las siguientes proteínas y receptores de superficie:
a).- Receptores para factores quimiotáxicas (quimicinas o quimioquinas). Son las sustancias que guían al neutrófilo hacia el tejido que presenta la infección y pueden ser de origen endógeno o exógenas (producidos por el mismo microorganismo infectante). Entre los endógenos tenemos las proteínas del complemento C3a y C5a, las interleucinas IL-1 y IL-8, los mediadores lipídicos PAF, los leucotrienos B4 (LTB4) y la Prostaglandina D2. Entre las sustancias quimiotáxicas producidas por los microorganismos para el cual el neutrófilo posee receptores es para moléculas formadas por oligosacárido N – formilados cuyo receptor se denominado fMLP (Formyl-Metionina-Leucina-Fenilalanina).
b).- L-Selectinas. Son glicoproteínas que le permiten al neutrófilo adherirse en forma laxa y reversible al endotelio de las vénulas disminuyendo su velocidad de circulación permitiéndole llevar a cabo el marginamiento llevando a cabo el rodamiento de la células sobre el endotelio, fenómeno conocido como “rolling” o “rodamiento”.
c).- Integrinas β2. Entre las que tenemos las MAC-1 (Moléculas de Adhesión Celular-1) las cuales son proteínas que continúan el proceso de fijamiento del neutrófilo al endotelio (integración célula-célula) o a la matriz extracelular (integración célula-matriz extracelular), proceso denominado de “adhesión estable”.
d).- Receptores para opsoninas. El neutrófilo posee receptores para opsoninas tales como el receptor CD16 para la fracción Fc de la Ig G, receptor CR1 y CR3 para las proteínas del complemento C3b y iC3b respectivamente, receptores para la lectina, luftsina, fibronectina y el fibrinógeno entre otros.
e).- Receptores para laminina. Son receptores que contribuyen en la adherencia del neutrófilo al endotelio capilar al unirse a la laminina presente en éste endotelio.
El tiempo de diferenciación de una Stem Cell hasta neutrófilo dura 10 días aproximadamente y una vez se encuentra totalmente maduro en forma de neutrófilo segmentado maduro pasa a la circulación general a través de los sinusoides de la médula ósea. El neutrófilo maduro permanece en la sangre de 6 a 8 horas para luego hacer diapédesis al tejido extracelular donde en promedio tiene una vida media de 1 a 4 días. Normalmente los neutrófilos son eliminados a través del epitelio del tracto gastrointestinal o fagocitados por los macrófagos pulmonares o esplénicos, pero en caso que participen en un proceso inflamatorio o infeccioso se van a eliminar haciendo parte del exudado y del pus. Debido a que el periodo de maduración en la médula ósea de los neutrófilos es relativamente largo (10 días) se requiere que exista una cantidad suficiente de metamielocitos, cayados y segmentados neutrófilos maduros disponibles para cuando se requieran de manera rápida en procesos infecciosos o inflamatorios. Es por esta razón que en algunos casos en infecciones bacterianas agudas donde se presenta gran pérdida de neutrófilos maduros, se puede dar la salida a la circulación general de cayados aumentándose la cantidad que normalmente se encuentra de éstos en la circulación general.
Mecanismo de la diapédesis.
Como ya se mencionó los neutrófilos una vez maduran totalmente en la medula ósea pasan a la circulación general y luego a los tejidos. La migración de los neutrófilos de la circulación general a los tejidos, pasando a través de las células epiteliales o entre ellas sin que se produzca lesión del epitelio venoso, se denomina diapédesis. La diapédesis es proceso normal que llevan a cabo todos los neutrófilos pero que se ve aumentado en determinados sitios cuando se da un proceso infeccioso o inflamatorio, donde se aumenta el paso de los neutrófilos.
Describiremos a continuación el proceso de la diapédesis cuando existe un proceso infeccioso en un tejido, pero recordando que este es un proceso fisiológico que se da en muchos tejidos sin que sea necesario que medie una infección.
El primer suceso que se sucede es el evento conocido como “rolling” o sea el rodamiento que realiza los neutrófilos sobre el endotelio vascular de las vénulas poscapilares. Este fenómeno se caracteriza por la disminución de la velocidad de la circulación de los neutrófilos en la sangre y el marginamiento de estos sobre el endotelio, lo cual sucede porque las proteínas L-selectinas que posee en la superficie el neutrófilo realiza uniones en forma débil, laxa y reversible con las P-Selectina y las E-Selectina que se encuentran presentes en los endotelios vasculares, las primeras en forma constitutivas contenidas en los gránulos de Weibel–Palade y las segundas de tipo inducibles. El resultado de este fenómeno es que el 50% de los neutrófilos de la circulación se encuentran adheridos al endotelio.
Cuando el neutrófilo a disminuido drásticamente su velocidad de circulación en la sangre como consecuencia del “rolling”, en el caso de que se encuentre en un tejido con infección va a estar expuesto a las sustancias quimiotáxicas las cuales lo guiarán hacia el sitio de la lesión. Entre estas parece que las más importantes son la IL-8 y PAF, pero también puede recibir la “orientación” de todas las demás para las que posee receptores.
A consecuencia de las sustancias quimiotáxicas se activan las integrinas β2 específicamente las MAC-1 (Moléculas de Adhesión Celular-1) localizadas en la superficie del neutrófilo, las cuales realizarán una adhesión firme del neutrófilo a otras moléculas localizadas en los endotelios de los tejidos denominada Moléculas de Adhesión intercelular “ICAM” teniendo como consecuencia que el neutrófilo queda fijado a la pared vascular.
Una vez fijado el neutrófilo al endotelio vascular, emite seudópodos que se abren paso a través del citoplasma de las células epiteliales o entre la unión de dos células epiteliales y luego a través de la membrana basal llevando a cabo el paso al tejido celular extracelular (diapédesis) para luego migrar hacia el tejido que posee la infección a donde finalmente migra el neutrófilo. En este paso interactúan también las proteínas denominadas PECAM1 o también CD31, las cuales son proteínas que también se expresan en las células endoteliales de los capilares de los tejidos infectados participando directamente también en el proceso de la diapédesis.
La migración del neutrófilo hasta el tejido con la lesión es guido por las sustancias quimiotáxicas endógenas y exógenas para los cuales el neutrófilo posee receptores tales como las IL-1 y IL-8, las proteínas del complemento C3a y C5a, el PAF, los leucotrienos B4, la Pg D2 entre otros.
Función de los neutrófilos.
Los neutrófilos tienen por función principal la función bactericida llevando a cabo la destrucción de bacterias gram negativas, ciertos hongos e incluso algunos virus con envoltura. Esta función es llevada a cabo a través de dos mecanismos: la actividad fagocítica lisosomial (mecanismo bactericida no oxidativo) y la función bactericida a través de la formación de radicales libres mediante el llamado estallido respiratorio (función bactericida oxidativa).
Además el neutrófilo tiene otra funciones una vez que ha migrado al tejido infectado consistente en secretar moléculas con función bactericidas, quimiotáxicas, sustancias mediadoras y magnificadoras de la inflamación, así como de destrucción de matriz extracelular.
Mecanismo de acción de la actividad bactericida fagocítica lisosomial o mecanismo no oxidativo. Cuando el neutrófilo ha llevado a cabo la diapédesis y luego la migración hasta tejido infectado guiado por sustancias quimiotáxicas como ya se explicó anteriormente, el neutrófilo luego identifica al microorganismo porque debe estar opsonizado con la Ig G o con la proteínas del complemento C3b o iC3b o con cualquier otra opsonina. Estas opsoninas poseen receptores en la superficie del neutrófilo realizando su unión y por medio de este se entra en contacto el neutrófilo con el microorganismo, el cual es envuelto por seudópodos que emite el neutrófilo formando con estos el fagosoma mediante el cual es endocitado, luego el fagosoma se fusiona con los lisosomas correspondientes a los gránulos primarios formando el fagolisosoma en el cual las proteínas que posee este gránulo causan la destrucción del microorganismo.
En esta actividad bactericida no oxidativa o fagocítica lisosomial cumplen una acción muy importante las enzimas contenidas en los gránulos primarios, las que conllevan todas al daño de las paredes bacterianas con el correspondiente efecto bactericida, entre las que tenemos:
- Lisozimas: Las cuales rompen enlaces β1→4 de los disacáridos que forman los peptidoglicanos de las paredes bacterianas,
- Proteínas catiónicas como las proteasas neutras de serina: La cuales dañan las proteínas de las membranas bacterianas,
- Las hidrolasas ácidas: Las cuales causan hidrólisis de enlaces y
- Enzimas inhibidoras del crecimiento bacteriano: como la lactoferrina y la arginasa, las cuales secuestran metabolitos indispensables para el crecimiento bacteriano, como son el hierro y la arginina.
Antes se creía que los neutrófilos son las primeras células en llegar al sitio de la infección luego de los macrófagos, pero ahora se sabe que llegan al tiempo con otros leucocitos, lo que pasa es que llegan en mucha más cantidad y por eso se tenía ese concepto. Lo que sigue teniendo validez es que son las células fagocíticas más agresivas y efectivos en la destrucción de gérmenes.
Mecanismo de acción de la actividad bactericida mediante el estallido respiratorio o mecanismo bactericida oxidativo. El estallido respiratorio se denomina de esta forma debido a que para llevarse a cabo este procesos bactericida se aumenta el consumo de oxígeno por parte del neutrófilo hasta en 100 veces, el cual se lleva a cabo en los siguientes pasos: VER GRAFICO 116 CUADERNO HELM2
Primero. Por acción de señales intracelulares derivadas del sistema fagocítico del neutrófilo, se ensambla el sistema enzimático denominado NADPH oxidasa, el cual es un flavocitocromo b558 que consta de 3 proteínas citoplasmáticas denominadas p40-pHox, p47-pHox y p97-pHox que cuando son activadas se transloca a la membrana de los fagolisosomas (formados por los lisosomas de los gránulos primarios cuando se unen con el fagosoma) y se enlazan a las otras dos proteínas componentes del sistema enzimático localizadas en la membrana del fagolisosoma denominadas p91-pHox y p22-pHox. Al ensamblarse estas 5 proteínas en la membrana del fagolisosoma queda activando el sistema NADPH Oxidasa. Este sistema utiliza NADPH como donador de electrones mediante el cual el neutrófilo convierte el oxígeno molecular en el radical superóxido.
Segundo. El radical superóxido se convierte en peróxido de hidrógeno por acción de la superóxido dismutasa.
Tercero. El peróxido de hidrógeno puede reaccionar espontáneamente con otro anión superóxido dando lugar al radical hidroxilo (reacción de Haber-Weiss) o puede reaccionar oxidando iones haluros intracelulares tales como los aniones cloruro, ioduro o bromuro dando origen a ácido hipocloroso, ácido hipoiodoso y ácido hipobromoso en reacción que es catalizada por la Mieloperoxidasa (MPO); siendo de todos estos el más abundante el a ácido hipocloroso.
Cuarta. El radical libre derivado del oxígeno (radical hidroxilo) y los ácidos derivados de los iones haluros son bactericidas potentes el primero al causar la peroxidación lipídica y la desnaturalización proteica de las bacterias y los segundos causan la oxidación de las aminas, aminoácidos, grupos tioles, tioésteres y hemoproteínas llevando igualmente a la destrucción de la bacteria.
Mecanismo de acción y función secretor de diversas sustancias. Esta actividad es mediada por los gránulos secundarios y terciarios los cuales llevan a cabo la degranulación exterior del neutrófilo, liberando sus proteínas preformadas las cuales tienen diversa funciones.
La función de destrucción de matriz extracelular, la lleva a cabo el neutrófilo al secretar las enzimas contenidas en los gránulos secundarios y terciarios tales como las colagenasas, elastasas y gelatinasas, las cuales degradan la matriz extracelular lo cual tiene dos funciones, la primera es permitir el avance de neutrófilo y demás células fagocitarias a sitios donde se presente una gran infección y segundo como preparación post-inflamatoria para la cicatrización del tejido dañado por la infección bacteriana.
La actividad bactericida de las sustancias excretadas de los gránulos secundarios la lleva a cabo enzimas como la lisozima. También se tienen actividad bacteriostática mediante la lactorferrina y la proteína fijadora de Vitamina B12 (cianocobalamina) las cuales impiden la reproducción de la bacteria al impedir la disponibilidad de hierro y cobre para la bacteria respectivamente.
También secretan mediante la degranulación externa sustancias quimiotáxicas y sustancias mediadoras y magnificadoras de la inflamación sea normal (de defensa) o anormal (procesos alérgicos o autoinmunes).
Correlaciones clínicas de los neutrófilos.
Eosinófilos.
Los eosinófilos comparten con los demás leucocitos la misma ruta de diferenciación siendo indiferenciables con todos los demás en los estadios de mieloblasto, promielocito y promielocito tardío; luego se diferencian individualizándose en los estadios de mielocitos, metamielocitos, cayados y segmentados. Ésta última forma debe su nombre a que los eosinófilos en estado maduro presentan un núcleo segmentado en 2 lóbulos o incluso en algunos es normal encontrar hasta 3 segmentaciones. Para que la célula madre hematopoyética se diferencie hacia esta línea celular recibe la influencia de las citocinas interleucina 3 (IL-3), interleucina 5 (IL-5) y el Factor de Crecimiento de Colonias de Granulocitos – Monocitos (GM-CSF), siendo la IL-5 sintetizada por los Linfocitos T la que induce específicamente hacia la formación del eosinófilo, por cuanto la IL-3 y el GM-CSF estimula la diferenciación de la célula madre también hacia otras líneas celulares.
Por el contrario el Interferón alfa, inhibe la diferenciación de las colonias de granulocitos-monocitos y por tanto bloquea la eosinopoyesis.
Morfológicamente los eosinófilos poseen gránulo que contienen proteínas formadas en el proceso de maduración y cuerpos lipídicos. Los gránulos son de tres (3) tipos los cuales tiñen de color rojo con la eosina y son:
Los gránulos primarios,
Los gránulos secundarios o específicos o grandes y
Los gránulos pequeños.
Los gránulos primarios: Se localizan en la membrana celular del eosinófilo y contienen característicamente la enzima lisofosfolipasa de la cual no se conoce bien su actividad biológica, esta proteína cristaliza formando los cristales bipiramidales de Charcot-Leyden; esos cristales se encuentran típicamente en el esputo, materia fecal y exudados de lesiones inflamatorias como el asma, en la artritis, la pleuritis o infecciones parasitarias dando prueba de la presencia eosinofílica.
Los gránulos específicos o secundarios o grandes: son gránulos con centros brillantes que tiñen en forma eosinófila siendo más grandes que los de los neutrófilos dándole el nombre a este granulocito. Estos gránulos contienen proteínas preformadas como son: a) La Proteína Básica Mayor (MBP); b) La Proteína Catiónica Eosinofílica (ECP); c) La Neurotoxina Derivada del Eosinófilo (EDN); d) La Peroxidasa del Eosinófilo (EPO); e) Hidrolasas lisosomales y f) Histaminasas.
La MBP es la proteína constituyente principal del core de los gránulos secundarios proporcionando su carácter cristalino-brillante, lo cual se debe a su alto contenido de residuos de arginina (el aspecto brillante de este gránulo solo se presenta cuando se fija y colorea ya que In vivo en la circulación no presenta esta brillantes) y estos mismos residuos catiónicos son los que interactúan con cargas aniónicas de las membranas celulares del organismo, de células tumorales y de parásitos (helmintos), causando una alteración en la permeabilidad de las mismas llevando a la muerte celular o parasitaria. Esta proteína básica mayor no tiene actividad enzimática y es inhibida por los mismo inhibidores de la calmodulina (clorpromazina y trifluperazina) e inhibidores de la fosfolipasa A (corticosteroides).
La ECP es otra proteína que no posee actividad enzimática y que su mecanismo de acción es citotóxico sobre células tumorales y sobre parásitos especialmente contra la microfilaria (larvas de filarias que generan reacciones inflamatorias en los vasos linfáticos obstruyéndolos siendo una de las causas más frecuente de las elefantiasis), larvas de Trichinella espiralis (causante de la triquinosis caracterizada por parásitos enquistados en las células musculares) y contra la schistosoma (causante de la esquistosomiasis intestinal y urogenital la cual causan daños de los tejidos en los órganos por la reacción inflamatoria a los huevos más que al parásito)
La EDN no se conoce bien su actividad fisiológica teniendo débil actividad antihelmintos y citotóxica (sobre células tumorales). En animales de experimentación causa destrucción de las células de Purkinje del cerebelo (neuronas que utilizan neurotransmisor excitatorio glutamato, que posee los núcleos en la capa media de la corteza cerebelosa cuyas dendritas realizan sinapsis en la capa molecular con los axones de las células trepadoras y los axones llevan información a los núcleos profundos del cerebelo fastigio, interpósito y dentado), sin embargo se atribuye a esta proteína las manifestaciones neurológicas del síndrome hipereosinofílico (SHE).
La EPO posee una homología del 70% con la mieloperoxidasa (MPO) de los neutrófilos y lleva a cabo la misma función de oxidar haluros, los cuales tienen la misma función bacteriostática que en el neutrófilo y por tanto se considera a la EPO como una enzima bacteriostática. La expresión de la EPO es inducida por el TNF-α. VER GRAFICO 116 CUADERNO HELM2
Los gránulos pequeños. Están adosados a la cara interna de la membrana celular y contiene arilsulfatasa B y fosfatasa ácida.
Cuerpos lipídicos sin membrana. Son acúmulos de lípidos, siendo los depósitos principales de ácido araquidónico el cual es el sustrato para la síntesis de los derivados eicosanoides (prostaglandinas y leucotrienos) por acción de las enzimas ciclooxigenasas y lipooxigenasas cuando el eosinófilo se encuentra en tejidos con respuesta inflamatoria.
Proteínas y receptores de superficie de los eosinófilos.
Los eosinófilos expresan en sus membranas las siguientes proteínas y receptores de superficie:
a).- Receptores para factores quimiotáxicos: eotaxina, PAF, leucotrienos B4 (LTB4) y D4 (LTD4), interleucinas 1 y 8, etc. (ver adelante).
b).- L-Selectina, similares a las de los neutrófilos y llevan a cabo la misma función en la diapédesis o sea uniéndose a las selectinas endoteliales con el fin de realizar la adhesión de los eosinófilos, en el proceso denominado “Rodamiento” o “Rolling”.
c).- Integrinas. De la familia β1 solo está presente en el eosinófilo la VLA4 y las integrinas de la familia β2 (FLA-1, MAC-1 y p150,95). Tienen la misma función que en los neutrófilos y llevan a cabo la misma función en la diapédesis o sea uniéndose a las Moléculas de Adhesión Intercelular (ICAM-1) endoteliales para producir una fijación firme del eosinófilo al endotelio, denominado “Adhesión estable”.
d).- Receptores para factores del complemento en especial C3b.
e).- Receptores de la fracción Fc de baja afinidad para las Ig E, Ig A y Ig G (pero no para IgM)
Una vez que la célula madre hematopoyética se ha diferenciado en eosinófilo maduro, el cual como se dijo se caracteriza por poseer los gránulos eosinófilos con las proteínas preformadas, los cuerpos lipídicos sin membrana, los receptores de membrana descritos hasta este momento y un núcleo bilobulado, proceso éste de maduración que es llevado a cabo íntegramente en la médula ósea el cual dura de 2 a 6 días, pasa luego a la circulación general a través de los sinusoides medulares, proceso que es inducido por la IL-5 y la eotaxina; luego circula en el torrente sanguíneo por 12 a 18 horas antes de migrar a los tejidos mediante diapédesis a nivel de las vénulas poscapilares. El proceso de diapédesis llevado a cabo por el eosinófilo tiene los mismos pasos y es mediado por las mismas moléculas que el que lleva a cabo el neutrófilo, ya descrito anteriormente. Son varios los órganos a donde migra el eosinófilo pero lo hace principalmente a los tejidos que se encuentran en contacto con el medio externo tal como el tracto respiratorio bajo, el tracto gastrointestinal y el genitourinario (vagina, útero, trompas de Falopio, uréteres, vejiga, uretra), glándula mamaria y timo; una vez en estos tejidos tiene una vida media de 6 a 8 días, pero puede aumentar este promedio hasta semanas por efecto de citocinas liberadas local o sistémicamente, siendo la IL-5 la que más acción posee en el aplazamiento de la apoptosis del eosinófilo activo. La cantidad de eosinófilos tisulares es mayor respecto a la circulante llegando a una relación de 1:400.
Al igual que en los neutrófilos en la médula ósea existe una reserva importante de eosinófilos maduros a la espera de ser requeridos a nivel tisular en caso de infecciones o inflamaciones.
Entre las citocinas que poseen acción sobre los eosinófilos es importante resaltar la actividad de la Interleucina 5 (IL-5) sintetizada por los linfocitos T, la cual además de cumplir una función esencial en la diferenciación celular de los eosinófilos, como ya se dijo antes, también tiene actividad biológica muy importante sobre el eosinófilo maduro al inducir el paso de los eosinófilos maduros de reserva localizados en la médula ósea a la circulación en caso de requerirse (por eso es imprescindible la intervención del Linfocito T en la eosinofilia), también induce la formación del radical superóxido en el estallido respiratorio, aumenta la actividad fagocítica, estimula la expresión de receptores para la fracción Fc (isotipo) de las Ig G y E así como receptores del complemento y finalmente es una de las responsables del retraso de la apoptosis del eosinófilo tisular cuando se presenta inflamación o infección.
Sustancias quimiotáxicas de los eosinófilos. Al ser el eosinófilo una célula fagocítica posee el mismo mecanismo de acción de otras células de este tipo tal como el neutrófilo y el macrófago, por esta razón comparte algunos factores quimiotáxicos con éstos y posee otros más específicos, encontrándose los siguientes:
a).- Eotaxina. Es la única sustancia quimiotáxica específica para los eosinófilos en casos de inflamación alérgica y parasitaria. Esta eotaxina es una glicoproteína sintetizada por los macrófagos, los mismos eosinófilos, los fibroblastos, los condrocitos, las células epiteliales bronquiales ciliadas y no ciliadas y por el músculo liso bronquial cuando reciben estimulación por parte del TNF-alfa, las IL-1, IL-3 e IL-4. Esta eotaxina junto con la IL-5 son las citocinas que inducen la salida de los eosinófilos de la médula ósea a la circulación general y junto con las IL-4 y IL-13 inducen la diapédesis.
b).- Factor activador plaquetario (PAF). Es el más potente de las sustancias quimiotáxicas de los eosinófilos. Es un plasmalógeno el cual se sintetiza en la membrana celular de los peroxisomas de todos los polimorfonucleares, los monocitos y los macrófagos. Como todo plasmalógeno o éter-lípido posee un esqueleto formado por un glicerol el cual en la posición sn-1 posee un grupo alquilo de 16 o 18 carbones, en la posición sn-2 pose un radical acetato y en la posición sn-3 posee un grupo fosfato esterificado con una colina o una etanolamina. Este PAF es sintetizado resultado de la unión de complejos Ag-IgE en la superficie de las células sintetizadoras.
c).- Los leucotrienos B4 y D4.
d).- Las interleucinas IL-1, IL-3, IL-5, IL-8, IL-13 y GM-CSF.
e).- Proteínas del complemento C3a, C5a, C6 y C7
f).- El factor quimiotáxico eosinófilo de la anafilaxia.
g).- La histamina.
Cuando se presenta la liberación de estas sustancias quimiotáxicas por parte de las células presentes en un tejido inflamado o en una reacción alérgica, se produce la llegada masiva de eosinófilos al área llevándose a cabo la diapédesis de los eosinófilos (aunque esta también se sucede sin que exista alteración de los tejidos), proceso este que es igual al llevado a cabo por los neutrófilos en el cual las sustancias quimiotáxicas guían a los eosinófilos hasta el lugar donde se requiere su acción. Las citocinas que inducen la diapédesis son entonces la eotaxina y las IL-4, IL-5 y IL-13.
Función de los eosinófilos:
De acuerdo a lo anotado hasta este momento, en resumen los eosinófilos llevan a cabo las siguientes funciones:
¿a).- Función bactericida. Esta función es llevada a cabo a través de dos mecanismos iguales a los explicados para los neutrófilos, el primero mediante la fagocitosis y segundo mediante la formación de radicales libres mediante el estallido respiratorio.?
b).- Función citotóxica. Esta función la lleva a cabo al liberar citotoxinas preformadas en sus gránulos, principalmente los gránulos específicos o secundarios (Proteínas Básica Mayor –MBP-, Proteínas Catiónica Eosinofílica –ECP-, Neurotoxina Derivada del Eosinófilo –EDN-) que destruyen las membranas celulares de células tumorales, células de parásitos e incluso células del mismo organismo. Los parásitos sobre los que las proteínas citotóxicas eosinofílicas llevan a cabo su acción son fundamentalmente en aquellos que poseen fase hística.
c).- Participa en la reacción de hipersensibilidad Tipo I o inmediata. La participación del eosinófilos en este tipo de reacciones esta mediada por el acople a los receptores que posee el eosinófilo para la fracción Fc de la Ig E, anticuerpo que ha sido sintetizado en la etapa de sensibilización previa. Al realizarse la unión de la fracción Fc de la Ig E con su receptor se desencadena la cascada de reacciones que llevan a la degranulación del eosinófilo con la liberación del contenido de los gránulos entre los cuales se encuentra la histamina. Además esta misma interacción anticuerpo-eosinófilo activa la síntesis de PAF, el cual es uno de los principales mediadores de la reacción de hipersensibilidad tipo I del asma al ser capaz de inducir broncoespasmo y aumento de la permeabilidad microvascular.
d).- Síntesis de novo de diferentes moléculas. Además de los radicales libres de oxígeno que produce el eosinófilo en el estallido respiratorio en su función bactericida, los eosinófilos sintetizan de novo otras molécula tales como los derivados eicosanoides, la síntesis de PAF (siendo la principal célula productora de este plasmalógeno), Interleucina 3 (IL-3), factor de crecimiento de colonias GM, sustancia P y péptido intestinal vasoactivo (VIP).
Mecanismo de acción de la actividad antiparasitaria de los eosinófilos.
Para que el eosinófilo pueda llevar a cabo la actividad antiparasitaria requiere de dos pasos:
a).- En el primero la célula del parásito a ser atacada por el eosinófilo debe encontrarse “opsonizada” (realizando una analogía con la opsonización bacteriana), para lo cual el parásito debe tener unida IgG, IgA o IgE (sintetizadas por las células plasmáticas consecuencia de la reacción inmunológica secundaria desencadena por el parásito) o la proteínas del complemento C3b (resultado de la activación del complemento sea por la vía clásica o alterna); este requisito se requiere ya que el eosinófilo tiene receptores de superficie para la fracción Fc de éstas Ig y para la proteína del complemento, siendo la forma en que el eosinófilo entra en contacto directo con el parásito.
b).- El segundo paso del mecanismo antiparasitario del eosinófilo es llevado a cabo por la liberación de las proteínas citotóxicas del eosinófilo (MBP, ECP y EDN) directamente sobre el parásito las cuales causan daño en la membrana celular de sus células, tal como se explicó anteriormente. Recordemos que estas proteínas citotóxicas liberadas sobre el parásito también afectan a las células de los tejidos donde se encuentra la larva del parásito o los huevos en el caso del schistosoma. La liberación de las proteínas citotóxicas preformadas directamente sobre la superficie del parásito se lleva a cabo mediante el proceso denominado degranulación del eosinófilo.
Las eosinofilias causada por los parásitos son de mayor severidad cuando la larva recién invade los tejidos, para convertirse en una eosinofilia leve o moderada cuando la parasitosis ya se encuentra establecida. Recordemos que se considera una eosinofilia leve cuando el porcentaje de eosinófilos en sangre es del 7 al 15% (700 a 1500 u/cm3), es moderada cuando va del 16 al 30% (1600-3.000 u/cm3) y es severa cuando es mayor del 30% (mayor a 3.000 u/cm3)
Correlaciones clínicas de los eosinófilos.
Las alteraciones de los eosinófilos se pueden manifestar por el incremento de su cantidad (eosinofilias) y por su disminución (eosinopenias). Aunque las patologías que se acompañan de eosinofilia, tal como los procesos alérgicos entre otros, esta eosinofilias no son tan evidentes a nivel sanguíneo como si lo es a nivel tisular.
EOSINOFILIAS
EOSINOPENIAS
Basófilos.
Se diferencian de los demás granulocitos en que son muy escasos (0 a 2%), poseen gránulos específicos muy grandes que tiñen de azul con la tintura básica de azul de metileno o azur (lo cual le da el nombre de basófilos), estos gránulos incluso pueden dificultar la distinción del núcleo el cual es compacto, redondeado o en algunos casos bilobulado. Al parecer por acción de la interleucinas 3 y 4 los basófilos pueden dar origen a los mastocitos, lo cual explicaría la similitud del funcionamiento de éstas dos células.
Los gránulos basófilos contienen en su interior proteínas preformadas en el proceso de maduración con actividad enzimática, tales como:
.- Peroxidasas (como todos los granulocitos).
.- Proteasas neutras o de serina.
.- Elastasas.
.- Lisofosfolipasa, la cual cristaliza igualmente en los cristales de Charcot-Leyden.
.- Interleucinas 3, 4, 6, 9, 13 y 25.
.- Factores quimiotáxicos para los eosinófilos.
.- Histamina,
.- Serotonina,
.- Heparina, entre otros.
Proteínas y receptores de superficie de los basófilos. El basófilo expresa en su membrana celular (al igual que el mastocito) receptores de alta afinidad para la fracción Fc de la Ig E, llamado FcεR-II, la cual cuando se une a éste desencadena las reacciones que lleva a la degranulación del basófilo con la liberación de las proteínas contenida en los gránulos entre las que se encuentra la histamina.
Función del basófilo. Es netamente secretora, lo cual sucede cuando se degranula secretando el contenido de sus gránulos. Esta degranulación tiene por objeto coadyuvar en la respuesta de los otros dos granulocitos y por tanto al liberarse por ejemplo la histamina esta aumenta la permeabilidad vascular lo cual permite que se lleve a cabo en forma más rápida y “fácil” la diapédesis de los neutrófilos y eosinófilos y al liberarse las proteasas neutras causa una fluidez de la matriz extracelular favoreciendo la migración de los mismos granulocitos.
Los basófilos poseen en su membrana el receptor FcεR-II, cuyo ligando es la fracción Fc de la IgE sintetizada por las células plasmáticas en respuesta a un epítopo, el cual al activarse sufre cambios conformacionales, que trasmite al interior del basófilo, lo cual llevan a la exocitosis del contenido de los gránulos que posee el basófilo (degranulación), liberando mediadores de la inflamación tales como la histamina, serotonina, proteasas (responsables de la respuesta rápida de las alergias). Así mismo esta IgE activa la ruta sintética de los leucotrienos, tromboxanos y bradicininas responsables de las manifestaciones tardías de la reacción alérgica. Por lo anterior el basófilo (al igual que el mastocito e incluso los eosinófilos) son los responsables de la reacción de hipersensibilidad tipo I o inmediata de la clasificación del Gell y Coombs.
Mastocitos.
Llamadas también células cebadas y también células mástil, nombres éstos que causan confusión debido a que la palabra mastocito no proviene del griego, como la mayoría de palabras del español, sino que proviene del alemán. La anecdótica historia de esta confusión se debe a que esta célula fue descubierta por el médico inmunólogo alemán Dr. Paul Ehrlich, quien al observarlas al microscopio creyó que los gránulos citoplasmáticos metacromáticos correspondían a un proceso de fagocitosis de contenido graso o sebáceo y por tanto a estas células las denominó células en “engorde” o células cebadas, acuñando la palabra Mastzelle que etimológicamente está formada por las palabras alemanas mast = cebado o engorde y la palabra zelle = célula o sea literalmente quiere decir célula en engorde o célula cebada. Después se descubrió que lógicamente el contenido de los gránulos metacromáticos no era graso sino diferentes moléculas como histamina y heparina entre otros, pero el nombre ya estaba muy generalizado y se le continuó llamando de esta forma. Posteriormente al traducirse al inglés se les tradujo con el nombre de mastocyte o Mast Cell, por lo cual la primera palabra se tradujo literalmente al español como mastocito y la segunda por error de traducción se tradujo como célula Mástil, porque se pensó que la palabra Mast era de origen anglosajona que quiere decir mástil y no de origen alemán con el significado ya descrito. Por esta razón estas células poseen nombres tan confusos como de células mástil, células cebadas o Mastocitos. Además de los anteriores nombres también se le conoce con nombres como células de Ehrlich (en honor a su descubridor) y heparinocitos (debido a su alto contenido de heparina).
El origen de los Mastocitos es igualmente confuso, teniéndose tres posibles orígenes:
1.- Algunos autores consideran que derivan del linaje de las células progenitoras eritrocitos – megacariocitos (EM)
2.- Otros autores consideran que derivan del linaje de las células progenitoras Granulocitos – Monocitos (GM), para lo cual, para que la célula progenitora de GM, se diferencie en mastocito se requiere que posea la proteína alfa de unión a CCAAT/Amplificadora, la cual es un factor de transcripción y en caso de no poseerlo está destinada a diferenciarse en basófilo, y
3.- La tercera teoría expresa que los Mastocitos parecen provenir de un linaje diferente de los anteriores, teoría que es reforzada porque en primer lugar el mastocito sale de la médula ósea en forma inmadura y agranular, circula por el torrente sanguíneo en forma indiferenciada para luego migrar al tejido conjuntivo donde madura y cumple su función. Otra razón para aceptar esta teoría es que el núcleo de los Mastocitos no es segmentado mientras que todos los granulocitos poseen núcleo segmentado.
Una característica de los Mastocitos es que los gránulos citoplasmáticos son metacromáticos o sea que se tiñen con un color diferente al de la tinción que se usa, por ejemplo al usar una tinción de color azul como el azul de metileno o de toluidina o hematoxilina, los gránulos tieñen de rojo; y cuando se usa eosina, (que es rojo) los gránulos tiñen de azul; esta propiedad metacromática de los Mastocitos se debe a la presencia en el gránulo de la Heparina (glucosaminoglicano sulfatado); sin embargo estos gránulos también poseen histamina, proteasas neutras (triptasa, quimasa y carboxipeptidasa), arilsulfatasa, β-glucoronidasa, peroxidasa, superóxido dismutasa, factor quimiotáctico de los neutrófilos, factor quimiotáctico de los eosinófilos, PAF.
Los Mastocitos inmaduros que circulan en el torrente sanguíneo continúan su proceso de maduración una vez migran a los tejidos, localizándose en estrecha relación con los vasos sanguíneos en tejidos periféricos como la piel, el aparato respiratorio y el aparato digestivo.
Funciones de los Mastocitos.
1.- Mediadores de la reacción de hipersensibilidad tipo I o inmediata, la cual desencadena desde reacciones urticariformes hasta choques anafilácticos (al igual que los basófilos e incluso los eosinófilos).
2.- Mediadores de la quimiotaxis de neutrófilos y eosinófilos.
3.- Facilitan la movilización de las células móviles, libres o errantes que ingresan al tejido conectivo en los procesos infecciosos o inmunológicos.