Нейтрофилы - это лейкоциты, которые жизненно важны для работы иммунной системы против патогенов. Они помогают бороться с инфекциями и предотвращают длительное повышение воспаления.
Статья основана на выводах 54 научных исследований
В статье цитируются такие авторы, как:
- Австралийский Институт регенеративной медицины, Университет Монаша, Австралия
- Центр тромбоза и гемостаза, Университетский медицинский центр Майнц, Германия
- Научно-исследовательская лаборатория Sanquin и Landsteiner, Академический медицинский центр, Амстердамский университет, Амстердам, Нидерланды
- Базельский университет, Швейцария
Что такое нейтрофилы?
Нейтрофилы, также называемые полиморфноядерными лейкоцитами, являются белыми клетками крови, которые защищают наш организм от бактериальных, грибковых и других подобных инфекций. (1) Нейтрофилы отчетливо видны под микроскопом в виде клеток с характерными 2-5 долями в ядре. (5)
Нейтрофилы составляют приблизительно 40-60% от всех белых кровяных телец в нашем организме, и являются первыми иммунными клетками, которые активируются, когда мы получаем бактериальную инфекцию. (2) Нейтрофилы содержат гранулы, которые имеют важное значение для антимикробного действия. (1)
Повреждение клеток нашего тела (травмой или инфекцией) приводит к выработке "хемокинов", которые привлекают нейтрофилы к пораженному участку в процессе, называемом хемотаксисом. Нейтрофилы известны вам в практике, как первичный компонент гноя любой раны.
Однако, они имеют очень короткую продолжительность жизни. Нейтрофилы живут в крови около 8 часов и подвергаются автоматическому саморазрушению после этого времени, чтобы в организме не накапливалось воспаление. (2) Но наши тела производят примерно 100 миллиардов этих клеток каждый день.
После созревания и выхода из костного мозга, около 50% этих клеток присутствуют вдоль стенок кровеносных сосудов, а другая половина находится в тканях организма.
Функции нейтрофилов
Как и другие клетки крови, нейтрофилы вырабатываются в костном мозге. (2, 3) Они составляют самую большую часть клеток крови, вырабатываемых костным мозгом. Они - наши "первые защитники", играющие роль первой линии обороны от инфекционных организмов, проникающих в организм.
Нейтрофилы появляются первыми в очаге инфекции и воспаления. (1, 4) Они нападают на чужеродные организмы, "съедая их" с помощью процесса, называемого фагоцитозом, или поглощая в процессе, называемом эндоцитозом. Как только инородный организм оказывается внутри нейтрофила, его "атакуют" ферментами, которые приводят к разрушению врага. Нейтрофилы также помогают регулировать иммунный ответ в целом. (5)
Быстрая реакция нейтрофилов на инфекцию делает их первой группой иммунных клеток, которые участвуют в иммунном ответе при заражении или травме. Они производят антимикробные вещества и протеазы (ферменты), которые помогают деградировать и убивать микробов. (5)
Нейтрофилы также могут вырабатывать цитокины (CXCL2, CCL3 , IL-6, ФНО-альфа) для поддержания воспалительной реакции организма на инфекцию. (5, 6)
После того как они заканчивают защищать наше тело против патогенов, некоторые нейтрофилы активируют макрофаги (большие белые клетки крови) для того, чтобы те помогли удалить разрушенных микробов и нейтрофилов из организма. Ограниченная продолжительность жизни нейтрофила помогает предотвратить дальнейшее повреждение тканей и избыточное воспаление. (7)
Нейтрофилы, лейкоциты и иммунная система
Вас может сбить с толку информация, если вы слышите от врачей о лейкоцитах и нейтрофилах. Если нейтрофилы - это только один тип лейкоцитов, то почему онкологи говорят одновременно о низком содержании лейкоцитов и низком содержании нейтрофилов при прохождении химиотерапии (химиотерапевтическая индуцированная нейтропения)? Ответ заключается в том, что низкий уровень нейтрофилов может быть наиболее опасным в предрасположенности людей к инфекциям.
Все клетки крови (лейкоциты, эритроциты и тромбоциты) образуются в костном мозге — губчатой ткани в центральной области костей, например, таких как бедренная кость. В костном мозге все эти клетки возникают как один тип клеток, известный как кроветворные стволовые клетки.
Эти стволовые клетки затем проходят дифференцировку в различные типы клеток в процессе, известном как кроветворение. Поскольку все эти клетки начинаются с общей стволовой клетки, то процессы, которые повреждают костный мозг, такие как химиотерапия, часто влияют на все типы клеток крови. Это называется подавлением костного мозга при химиотерапии.
Помимо эритроцитов (красных кровяных телец) и тромбоцитов, существует несколько типов белых кровяных телец. Белые кровяные тельца развиваются по двум различным линиям. Стволовые клетки могут развиваться либо вдоль лимфоидной линии, что приводит к окончательному образованию Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов, либо по миелоидной линии. Клетка в миелоидной линии может развиться в нейтрофильную, эозинофильную, моноцитарную или базофильную.
Нейтрофилы начинаются как миелобласты, которые созревают в промиелоциты, миелоциты, метамиелоциты, а затем в зрелые нейтрофилы. (7)
Нормальный уровень нейтрофилов
Здоровый диапазон нейтрофилов составляет около 1,5 - 8 ×10*9/л, или 1500 – 8000 клеток/микролитр. Нормальный уровень нейтрофилов находится обычно между 2500 и 7500 нейтрофилами в микролитр. (2) Нейтрофилы в норме могут быть несколько выше при беременности. (8)
Количество и пропорция лейкоцитов в кровотоке меняются с течением времени суток, с возрастом и другими событиями, например, как беременность. Хотя нормальный диапазон в разных лабораториях немного отличается, но часто используемые нормальные диапазоны указывают на количество нейтрофилов:
- Новорожденный ребенок: 13.000 - 38.000 клеток/микролитр
- Ребенок в возрасте 2 недель: 5.000 - 20.000 клеток/микролитр
- Взрослый: 4.500 - 11.000 клеток/микролитр
- Беременная женщина (третий триместр): 5.800 - 13.200 клеток/микролитр
Когда у взрослых людей (женщин без беременности) количество лейкоцитов в крови превышает 11.000 клеток/микролитр (или 11 x 10*9 /л), то это называется лейкоцитозом, который представляет собой повышенный уровень лейкоцитов. Нейтрофильный лейкоцитоз возникает, когда человек имеет более 7.000 зрелых нейтрофилов в микролитре своего кровотока.
Нейтропения
Уровень нейтрофилов менее 1500 клеток/микролитр - называют нейтропенией, хотя степень снижения имеет важное значение. Количество нейтрофилов менее 1000 ед. является наиболее серьезным состоянием и может нести за собой серьезные риски развития инфекций. (8)
Уровни нейтропении:
- Слабая нейтропения: 1.000 - 1.500 клеток/микролитр или 1.0 - 1.5 x 10*9/л
- Умеренная нейтропения: 500 - 999 клеток/микролитр
- Тяжелая нейтропения: 200 - 499 клеток/микролитр
- Очень сильная нейтропения: ниже 200 клеток/микролитр
Незначительные изменения в уровне нейтрофильных или лейкоцитов крови, как правило, не вызывают беспокойства пока они являются временными. Повышенный уровень лейкоцитов часто означает, что организм реагирует на инфекцию, травму или психологический стресс.
Внешний вид нейтрофилов
Внешний вид нейтрофилов, или их "морфология", также может быть полезен в диагностике заболеваний. В то время как полный анализ крови определяет количество лейкоцитов, мазок периферической крови для морфологии часто делается, чтобы увидеть конкретные характеристики, которые могут присутствовать в нейтрофилах. Например, токсические грануляции могут наблюдаться в нейтрофилах при серьезных инфекциях, гиперсегментированные нейтрофилы (более 5 долей) могут наблюдаться при дефиците витамина В12 или дефиците фолатов и т. д.
Незрелые нейтрофилы в крови
Большинство нейтрофилов в нашей крови - это зрелые нейтрофилы. Незрелые нейтрофилы могут быть обнаружены в мазке крови, если организм испытывает стресс и существует сильная потребность в большем количестве нейтрофилов. Когда это происходит, то повышенное количество незрелых нейтрофилов может попасть в кровь из костного мозга до достижения своей зрелости.
Кроме того, повышенная продукция незрелых нейтрофилов может происходить при таких состояниях, как миелодиспластические синдромы и лейкозы, такие как острый промиелоцитарный лейкоз. (12)
Пониженный уровень нейтрофилов
Одного анализа, показавшего низкое содержание нейтрофилов недостаточно для постановки диагноза. Ваш врач интерпретирует этот тест, принимая во внимание вашу историю болезни и другие анализы, и повторит его при необходимости. Результат, который немного понижен, может не иметь медицинского значения, поскольку число нейтрофилов часто меняется изо дня в день и различается у людей.
Аномально низкие уровни нейтрофилов в крови (менее 1,5 ×10*9/л), сохраняющиеся более 6 месяцев, называются нейтропенией. (9, 10) Стоит иметь ввиду, что число нейтрофилов меньше 2.500 клеток/микролитр может указывать на гиперфункцию иммунной системы при инфекции или аутоиммунном заболевании.
Причины пониженного уровня нейтрофилов
Инфекции
Бактериальные и вирусные инфекции, такие как корь, вирус Эпштейна-Барр, ВИЧ, аденовирус, гепатит и сепсис, являются распространенными причинами низкого количества нейтрофилов. (11, 12, 13, 14, 15)
Аутоиммунные заболевания
Аутоиммунные заболевания, такие как волчанка, ревматоидный артрит, болезнь Крона и диабет 1-го типа, могут снижать количество нейтрофилов. (16, 17, 18, 19, 20)
У людей с волчанкой повышено количество гибели нейтрофильных клеток (через апоптоз). У многих людей с этим заболеванием развивается нейтропения. (19)
Дефицит минералов и витаминов
Дефицит витамина B9 (фолата), витамина B12 или меди может препятствовать продукции нейтрофилов в костном мозге. (21, 22, 23, 24)
Проблемы с костным мозгом
Повреждение и нарушение работы костного мозга могут снижать продукцию клеток крови, в том числе нейтрофилов. (25, 26, 27, 28)
Увеличенная селезенка
Увеличенная селезенка может ускорить разрушение различных клеток крови, в том числе и нейтрофилов. (28)
Некоторые виды рака
Различные виды рака были связаны с более низким количеством нейтрофилов, особенно когда раки метастазируют в костный мозг и инфильтруют его. (29) Костный мозг также может быть поглощен рубцовой тканью (фиброзом) при заболеваниях, например, при миелофиброзе. (13)
Лучевая терапия, направленная на костных мозг, способна уменьшить количество нейтрофилов. (30, 31)
Некоторые лекарства
Несколько препаратов могут снижать уровень нейтрофилов, включая антибиотики, противовирусные препараты, противовоспалительные препараты, препараты, используемые для лечения гиперактивной щитовидной железы, и лекарства для химиотерапии. (32, 33, 34, 35)
Разрушение уже продуцируемых нейтрофилов
Нейтрофилы, которые были выпущены из костного мозга и циркулируют в организме, могут быть уничтожены несколькими различными способами. Это может происходить при аутоиммунных заболеваниях, при которых вырабатываются антитела против нейтрофилов и приводящие к их разрушению, например, при волчанке.
В то время как инфекции обычно производят повышенное количество нейтрофилов, инфекции с некоторыми вирусами и риккетсиозными инфекциями могут привести к снижению выживаемости нейтрофилов и низкому их количеству.
Генетические нарушения
Некоторые редкие генетические нарушения способны вызывать низкий уровень нейтрофилов, таких, как хроническая доброкачественная нейтропения и циклическая нейтропения. (28, 36, 37, 38)
Это редкое состояние, известное как циклическая нейтропения, может быть генетическим или приобретенным и характеризуется прерывистыми периодами низкого количества лейкоцитов, колеблющимися с нормальным количеством лейкоцитов. (13)
Другие заболевания и воздействия, способные приводить к нейтропении
- Апластическая анемия (например, при псориатическом артрите)
- Радиационное воздействие
- Миелодисплазия (14)
- Болезнь Аддисона (12)
- Подавляющие инфекции (сепсис)
- Брюшной тиф
- Лекарственные реакции: например, на пенициллин, ибупрофен и фенитоин
- Гипергликемия (высокий уровень глюкозы в крови) (16)
- Нейтропения Костмана (поражает маленьких детей)
- Идиосинкразия (то есть никто не знает наверняка, почему количество нейтрофилов низкое)
Способы увеличения уровня нейтрофилов
Самое главное, чтобы вы взаимодействовали с вашим врачом, чтобы узнать о причинах вашего пониженного уровня нейтрофилов. И получить от врача назначение по лечению основной причины или заболевания. Лечение нейтропении будет зависеть от причин этого нарушения.
Медицинские процедуры, помогающие уменьшить влияние нейтропении:
Гранулоцитарно-колониестимулирующий фактор (г-КСФ): это гликопротеин, который стимулирует костный мозг производить нейтрофилы и другие гранулоциты, для выпуска их в кровоток. Наиболее часто используемым вариантом г-КСФ является препарат под названием филграстим.
Гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF): естественно продуцируемый гликопротеин выполняет аналогичную роль по стимулированию выработки нейтрофилов. Факторы используются для восстановления количества нейтрофилов после химиотерапии.
Антибиотики: эти препараты в профилактических целях могут быть назначены, чтобы уменьшить вероятность развития инфекции при нейтропении. Они часто принимаются в тот момент времени, когда количество нейтрофилов будет самым низким.
Обсудите с врачом дополнительные изменения образа жизни, перечисленные ниже. Ни одна из этих стратегий поведения никогда не должна заменять того, что рекомендует или предписывает ваш врач.
Изменение образа жизни для увеличения количества нейтрофилов:
Занимайтесь физическими упражнениями, соблюдайте здоровую диету, бросьте курить и воздержитесь от употребления алкоголя.
Важно иметь сбалансированное питание, содержащее достаточное количество витаминов В12 и фолатов, которые необходимы для образования лейкоцитов, в том числе нейтрофилов. (21, 22)
Регулярные умеренные физические нагрузки могут способствовать улучшению функции и активности нейтрофилов. (39)
Когда число ваших нейтрофилов понижено, то вы можете быть более уязвимы к инфекциям. Правильная гигиена может уменьшить риск этих инфекций. (40)
Повышенный уровень нейтрофилов
Результат анализа, который показывает немного повышенное число нейтрофилов, может не иметь медицинского значения, так как этот показатель часто меняется изо дня в день. Ваш врач интерпретирует анализ, принимая во внимание вашу историю болезни и другие анализы, и повторит его при необходимости.
Аномально высокие уровни нейтрофилов в крови называются нейтрофилией. (9)
Причины повышенного уровня нейтрофилов
Инфекции и воспаление
Инфекции, вызванные бактериями, грибками, вирусами и паразитами, увеличивают количество нейтрофилов. (9) Любые воспалительные состояния также увеличивают число нейтрофилов. (41, 42, 43)
У пациентов с воспаленным аппендицитом количество нейтрофилов значительно превышает норму. Однако численность нейтрофилов не указывает на тяжесть заболевания и недостаточно чувствительно, чтобы быть маркером болезни. (43)
Курение
Исследования показывают, что курение увеличивает количество нейтрофилов. (44) Курение обычно связано с повышенным количеством лейкоцитов и нейтрофилией (рост этих клеток на 25%), что может длиться до 5 лет после прекращения курения. Точный механизм индуцированного курением лейкоцитоза не известен.
Стресс психологический
Стресс-реакция стимулирует нейтрофилы, вероятно, за счет роста воспаления. (45) Стресс-ассоциированная нейтрофилия, по-видимому, связана с перераспределением нейтрофилов из маргинального пула (находящиеся в органах тела) в циркулирующий пул (в крови), вероятно, за счет снижения адгезии нейтрофилов при высвобождении гормона стресса - адреналина.
Большая физическая активность
Напряженная физическая нагрузка может увеличить количество нейтрофилов за короткий промежуток времени. (46) Вызванная физической нагрузкой нейтрофилия, вероятно, обусловлена сочетанием повышенного уровня адреналина в плазме крови и изменением сердечного выброса, что приводит к перераспределению нейтрофилов из маргинального пула в циркулирующий.
Недостаток сна
Исследование показало, что недостаточный сон (бессонница) увеличивает количество нейтрофилов, повышая уровень воспаления в организме. (47)
Повреждение тканей организма
Повреждение тканей вследствие травмы или хирургической операции увеличивает количество нейтрофилов. (48, 49)
Депрессия
Исследование, которое измеряло численность нейтрофилов у 41 пациента с депрессией, показало, что количество нейтрофилов у них было повышено по сравнению со здоровыми людьми. (50)
Лекарства и токсины
Некоторые лекарственные средства (глюкокортикоиды, адреналин, литий и др.) и отравления (свинцом, ртутью, ядом насекомых и др.) также могут вызвать нейтрофилию. (9, 51, 52, 53, 54)
Проблемы с костным мозгом
Нарушения в работе костного мозга, например, такие как лейкоз, могут увеличивать продукцию нейтрофилов. (55, 56)
Генетические нарушения
Мутация в гене CSF3R способствует образованию нейтрофилов. Это может привести к более высокой восприимчивости к наследственной хронической нейтрофилии. (9)
Ожирение
Хроническая легкая нейтрофилия наблюдалась при ожирении. Жировая ткань способна высвобождать воспалительные цитокины, создавая состояние длительного низкоуровнего воспаления, проявляющегося повышенным уровнем С-реактивного белка.
Лептин, гормон вырабатываемый адипоцитами (жировыми клетками), может подействовать на мембранный белок CD34, что приводит к повышению дифференцировки нейтрофилов. Совсем недавно было обнаружено, что хронически воспаленная висцеральная жировая ткань при ожирении имитирует действие гемопоэтических клеток-предшественников для пролиферации и расширения, вызывая как нейтрофилию, так и моноцитоз через выработку цитокина IL-1β.
У человека с ожирением с хронической незначительной нейтрофилией и отсутствием других очевидных проблем со здоровьем, можно предположить, что именно жировые клетки являются причиной повышения количества нейтрофилов.
Негативные последствия повышенного уровня нейтрофилов
Слишком большая активность нейтрофилов может увеличить высвобождение токсичных для клеток агентов (цитотоксических) и чрезмерно активировать части иммунной системы. При нормальных обстоятельствах это помогает защитить ваше тело от инфекций или травм. Однако длительное и нерегулируемое высвобождение этих соединений может привести к повреждению тканей организма. (57, 58)
Заболевания сердечно-сосудистой системы
Исследования показывают, что нейтрофилы усиливают воспаление в бляшках в затвердевших артериях (атеросклероз). (59)
После сердечного приступа нейтрофилы очищают мертвые клетки и мусор вокруг поврежденной области в сердце. После гибели нейтрофилов макрофаги высвобождают факторы роста, вызывающие воспаление и образование тканей, что создает рубцы в сердце (фиброз сердца). (60)
Высокое отношение нейтрофилов к лимфоцитам (НЛР) является предиктором развития сердечно-сосудистых заболеваний. Он ассоциирован с повышенным риском развития нерегулярного сердцебиения (аритмии) и смерти у пациентов , проходящих процедуру лечения сердечно-сосудистых заболеваний (чрескожное коронарное вмешательство) [ 61, 62 ].
Исследование с участием 4.625 человек показало, что более высокие показатели нейтрофилов были связаны с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний. (63) Аналогичные результаты были получены и в другом исследовании с 4.860 мужчинами. (65)
В другом исследовании, проведенном с участием 18.558 человек, было обнаружено, что высокий уровень нейтрофилов способствует повышению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний - ишемического инсульта и инфаркта миокарда. (64)
Рак
В целом нейтрофилы могут играть определенную роль в возникновении рака, формировании опухоли и распространения метастазов на другие места в организме. (66)
Нейтрофилы способствуют воспалению, выделяя активные формы кислорода (АФК). Исследования показывают, что они также подавляют противоопухолевый иммунный ответ (стимулируя TGF-β к высвобождению iNOS или ARG1, что подавляет цитотоксические CD8+ Т-лимфоцитов, борющиеся с раковыми клетками). (66)
Отношение числа нейтрофилов к численности лимфоцитов (NLR = нейтрофилы / лимфоциты) - это маркер крови, который ученые использовали для того, чтобы попытаться предсказать исходы различных видов рака (кишечника, легких, головы, шеи, яичников и т. д.). Многочисленные исследования показали, что повышенные значения NLR связаны с плохим прогнозом при раке толстой кишки, раке поджелудочной железы, раке желудка и раке легких. (67, 68, 69, 70)
В обзоре более 100 исследований и 40.000 пациентов, значение NLR выше 4 было связано с худшими общими показателями выживаемости при раке. (71)
Интерпретация показателя NLR зависит от клинического контекста. Однако, можно примерно представить как можно оценивать этот показатель:
- Нормальный уровень NLR находится в диапазоне 1-3
- NLR в пределах 6-9 предполагает умеренный воспалительный стресс (например, у пациента с неосложненным аппендицитом)
- Тяжелобольные пациенты часто имеют NLR ~9 или выше (иногда достигая значений, близких к 100)
Способы снижения уровня нейтрофилов
Самое главное, чтобы вы взаимодействовали с врачом, чтобы выяснить причину ваших повышенных нейтрофилов и начать стандартные процедуры лечения. Обсудите с врачом перечисленные ниже изменения образа жизни. Но никогда не применяйте эти методы взамен того, что рекомендует или предписывает ваш врач.
Стресс способствует росту уровня нейтрофилов. Это означает, что избегание или управление стрессом может помочь предотвратить хроническое воспаление от стресса. Используйте медитацию, йогу или аутогенную тренировку. (45)
Убедитесь, что вы хорошо спите (не менее 7-8 часов в сутки). Ограничение сна дает повышение уровня нейтрофилов. (47)
Гидрозоль, приготовленный из цветов розы damascena (Роза дамасская), традиционно используется для решения различных проблем связанных со здоровьем, в том числе проблем с кожей, таких как эритема, зуд, отеки. Этот гидрозоль (розовая вода) может снижать патогенность микробов и ослаблять стимуляцию нейтрофилов, которые участвуют в воспалительных реакциях. (51)
Куркумин усиливал апоптоз нейтрофилов и отменял межслойную миграционно-индуцированную задержку апоптоза нейтрофилов. Активация нейтрофилов была снижена при лечении куркумином, о чем свидетельствует снижение миграции и высвобождения миелопероксидазы. (52)
Кверцетин и витексин (глюкозид флавоноида апигенина) оказывают значительное противовоспалительное действие, понижая активность нейтрофилов. Как кверцетин, так и витексин значительно ингибировали продукцию ФНО-альфа, оксида азота (NO) и отпуск миелопероксидазы (MPO) в нейтрофилах человека. (53)
Нарингенин, флавоноид из цитрусовых фруктов, обладает противовоспалительными свойствами. Введение нарингенина крысам с травмой позвоночника позволяло защитить их спинной мозг от повышенного воспаления. Нарингенин подавлял активацию нейтрофилов через ингибирование miR-223. (54)