Dinámica y condiciones de la degranulación
El proceso de liberación del contenido de los gránulos está estrictamente ligado a la etapa de la reacción inflamatoria y al nivel de acidez (pH) en el foco de la lesión.
- Los gránulos específicos responden primero. En las etapas iniciales de la inflamación, en el medio extracelular se mantiene un pH neutro, lo cual es una condición óptima para el funcionamiento de sus enzimas (en particular, la lisozima y la fosfatasa alcalina).
- Los gránulos azurófilos entran en acción más tarde. Contienen hidrolasas ácidas cuyo óptimo de acción se desplaza hacia el medio ácido. Dicho medio ácido se forma exclusivamente en el pico de la reacción inflamatoria.
De este modo, a medida que progresa la inflamación, la composición del entorno cambia: a la lisozima se le suman las hidrolasas ácidas y las especies reactivas del oxígeno (ERO).
Eficacia y consecuencias destructivas
Los factores secretados por los neutrófilos poseen una potente acción antimicrobiana; sin embargo, en el espacio extracelular su potencial es limitado.
Entre las principales sustancias activas se encuentran:
- Factores bactericidas: ERO y compuestos halogenados. Actúan de forma muy breve, pero con la máxima eficacia.
- Factores antipatógenos: lisozima, lactoferrina y proteasas catiónicas (elastasa, azurocidina, catepsina G).
El problema de la acción extracelular: Fuera de la célula, la concentración de enzimas cae drásticamente y no existe un contacto estrecho con el patógeno (como ocurre dentro del fagosoma). Por lo tanto, la degranulación no puede considerarse un complemento completo del citólisis intracelular.
Además, las sustancias liberadas poseen una marcada citotoxicidad. No distinguen entre «lo propio» y «lo ajeno», dañando masivamente las propias células del organismo. La mezcla de los productos de degranulación y los neutrófilos muertos por necrosis provoca una «lisis» tisular a gran escala, lo que se manifiesta visual y clínicamente como formación de pus.
Efecto sobre las reacciones vasculares
Además de la destrucción directa de las bacterias, las enzimas de los gránulos de los neutrófilos (especialmente las proteasas) desempeñan un papel crítico en la regulación del tono vascular durante la inflamación. Participan en la generación de péptidos vasoactivos, algunos de los cuales ya están almacenados en los gránulos en su forma definitiva.
- Las proteasas ácidas y neutras estimulan la formación de cininas. Estas moléculas modifican localmente la permeabilidad y la contractilidad de los pequeños vasos sanguíneos.
- La serina proteasa actúa como un factor sistémico: cataliza la conversión de angiotensinógeno en angiotensina II. Esto provoca la constricción de los vasos grandes y un aumento de la presión arterial.
- Las proteínas catiónicas inducen a los mastocitos y a las plaquetas a liberar histamina y otros péptidos vasoactivos, provocando al mismo tiempo la agregación plaquetaria.
- Escisión del complemento: las proteasas específicas de los neutrófilos son capaces de escindir los factores C3 y C5. Como resultado, se generan potentes anafilatoxinas C3a y C5a, que amplifican la respuesta inflamatoria.
Muerte y depuración (clareamiento) de los tejidos
Tras cumplir su función, los neutrófilos tisulares mueren inevitablemente. La forma principal y más segura para el organismo de su muerte es la apoptosis. Cabe destacar que los neutrófilos en los tejidos entran en apoptosis incluso sin participar en la fagocitosis, aunque esta última acelera significativamente dicho proceso.
Mecanismo de la apoptosis del neutrófilo:
- Se incrementa drásticamente la permeabilidad mitocondrial al citocromo c y al factor Apaf-1 (Apo-1).
- En el citoplasma se forma un complejo proteico: el apoptosoma.
- Se produce la activación de la enzima efectora: la caspasa 9.
Durante este proceso, la membrana celular cambia su estructura: en su superficie externa comienza a expresarse fosfatidilserina y otros marcadores de señalización. Los receptores de membrana de los macrófagos leen estas moléculas como una señal de «cómeme». Se produce la fagocitosis de los cuerpos apoptóticos, gracias a lo cual los macrófagos «limpian el terreno» sin desencadenar inflamación adicional.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué enzimas forman parte de los gránulos específicos de los neutrófilos?
Los gránulos específicos (secundarios) de los neutrófilos contienen enzimas activas en un medio neutro y levemente alcalino. Entre ellas se encuentran:
- Fosfatasa alcalina: una enzima activa a valores de pH neutros.
- Lisozima: una enzima con actividad de muramidasa, perteneciente al grupo de las proteínas catiónicas.
- NADPH oxidasa: enzima clave que cataliza el «estallido respiratorio» y la producción de especies reactivas del oxígeno.
¿Qué enzimas contienen los gránulos azurófilos de los neutrófilos?
Los gránulos azurófilos (primarios) de los neutrófilos contienen un amplio conjunto de hidrolasas ácidas y otras enzimas activas a pH ácido. Su composición incluye:
- Mieloperoxidasa: enzima marcadora de los gránulos azurófilos.
- Lisozima (muramidasa): una enzima que degrada el componente glicano de las bacterias.
- Hidrolasas ácidas y glicosidasas: alfa-fucosidasa, 5'-nucleotidasa, beta-galactosidasa, arilsulfatasa, alfa-manosidasa, N-acetilglucosaminidasa, beta-glucuronidasa, glicerofosfatasa ácida.
- Proteasas neutras (serprocidinas) — catepsina G, elastasa, colagenasa, azuracidina.
¿Qué factores bactericidas dependientes de oxígeno producen los neutrófilos?
Los neutrófilos producen especies reactivas del oxígeno (ERO) y compuestos halogenados, que son los principales factores bactericidas. Entre los factores dependientes de oxígeno se encuentran:
- Peróxido de hidrógeno ($H_2O_2$): un componente del sistema microbicida de la mieloperoxidasa.
- Ácido hipocloroso (HOCl): un potente agente microbicida que se forma por la interacción del cloruro con el peróxido de hidrógeno.
- Cloraminas: compuestos bactericidas que surgen de la interacción del HOCl con los aminoácidos.
- Radical hidroxilo (OH): un oxidante sumamente potente que causa profundos cambios químicos en las macromoléculas.
- Oxígeno singlete ($^1O_2$): se forma durante la oxidación del HOCl por el superóxido.
¿Qué mediadores liberan los mastocitos bajo la acción de las proteínas catiónicas de los neutrófilos?
Bajo la acción de las proteínas catiónicas de los neutrófilos, los mastocitos liberan péptidos vasoactivos e histamina. Estos mediadores son fundamentales para la respuesta vascular en la inflamación:
- Histamina: una amina vasoactiva que provoca la dilatación y el aumento de la permeabilidad de los vasos, así como el espasmo del músculo liso.
- Péptidos vasoactivos: influyen en la contractilidad y la permeabilidad de los vasos sanguíneos en el foco inflamatorio.
GNEE: Gránulos específicos — Medio Neutro, Gránulos azurófilos — Medio Ácido. Esto ayudará a no confundir el orden y las condiciones de funcionamiento de las enzimas.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué la desgranulación se considera un efecto secundario y no la defensa principal?
Fuera de la célula, las enzimas pierden la concentración necesaria y carecen de contacto estrecho con las bacterias. En cambio, dañan agresivamente los propios tejidos del organismo, provocando su necrosis y supuración.
¿Cómo pueden los neutrófilos elevar la presión arterial sistémica?
Sus gránulos contienen una serina proteasa que convierte el angiotensinógeno inactivo en angiotensina II, lo cual causa espasmo en los grandes vasos sanguíneos.
¿Cómo distinguen los macrófagos un neutrófilo muerto de una célula viva?
Durante la apoptosis, el neutrófilo expone fosfatidilserina en la superficie externa de su membrana. Los macrófagos reconocen este marcador con sus receptores y fagocitan los restos celulares.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de la citólisis intracelular en el fagosoma
- Composición detallada de los gránulos específicos y azurófilos
- Bioquímica de la formación de especies reactivas del oxígeno (ERO)
- Sistema del complemento: el papel de las anafilatoxinas C3a y C5a
- Cascada de caspasas en la apoptosis de las células inmunitarias
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