Τα ουδετερόφιλα ( Εικ. 5 ) είναι τα περισσότερα από τα κυκλοφορούντα λευκοκύτταρα. Το ώριμο ουδετερόφιλο έχει διάμετρο 10-12μm , ένα χαρακτηριστικό πολύλοβο πυρήνα (2-5 διακριτά λόβια που συνδέονται με λεπτές χορδές πυρηνικού υλικού) και αραιοχρωματικό κυτταρόπλασμα (ρόδινο-σολωμού χρώμα), στο οποίο αναγνωρίζονται με τις συνήθεις χρωστικές λίγα μόνο από τα πολλά κοκκία που περιέχει. Η χρωματίνη εμφανίζει έντονη συμπύκνωση εξαιτίας της χαμηλού βαθμού πρωτεϊνοσύνθεσης του κυττάρου. Ο πυρήνας αποκτά λοβιώδη εμφάνιση προοδευτικά καθώς εξελίσσεται η κυτταρική ωρίμανση του ουδετερόφιλου. Τα ουδετερόφιλα που έχουν πρόσφατα εισέλθει στην κυκλοφορία φέρουν πυρήνα χωρίς λοβούς. Τα κύτταρα αυτά αναφέρονται ως ραβδοπύρηνα ( Εικ. 6 ) . Ο αυξημένος αριθμός των ραβδοπύρηνων στην κυκλοφορία αντικατοπτρίζει την αύξηση των ουδετερόφιλων σε απάντηση κάποιας βακηριακής μόλυνσης.

Στα θήλεα οι πυρήνες σε ποσοστό 3% εμφανίζουν μια μικρή συμπυκνωμένη απόφυση (¨πλήκτρο¨) ( Εικ.7 ), που αντιπροσωπεύει το αδρανοποιημένο Χ χρωμόσωμα.

Το κυτταρόπλασμα των ουδετερόφιλων περιέχει λίγα μιτοχόνδρια, υπολειμματικά στοιχεία της συσκευής Golgi , στοιχειώδες αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο και σημαντικό ποσό κοκκίων γλυκογόνου ( Εικ. 8 ). Η σπανιότητα των μιτοχονδρίων και η αφθονία του γλυκογόνου αντικατοπτρίζει τη σπουδαιότητα του αναερόβιου μεταβολισμού που είναι ικανά να επιτελέσουν. Η παραγωγή ενέργειας μέσω γλυκόλυσης επιτρέπει στα ουδετερόφιλα να λειτουργούν στο φτωχά οξυγονωμένο περιβάλλον των κατεστραμμένων ιστών. Ο αναερόβιος μεταβολισμός επιτελείται και μέσω του παρακυκλώματος της μονοφωσφορικής εξόζης, αλλά αυτό χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία μικροβιοκτόνων οξειδωτικών ουσιών. Επίσης, το κυτταρόπλασμα των ουδετερόφιλων περιέχει διάφορες αντιοξειδωτικές ουσίες για την καταστροφή των τοξικών υπεροξειδίων, που μπορεί να παραχθούν κατά τη διάρκεια της λυσοσωματικής δραστηριότητας.

Κοκκία

Το κυτταρόπλασμα των ουδετερόφιλων περιέχει τρεις τύπους κοκκίων ( πρωτογενή, δευτερογενή και τριτογενή ) τα οποία αφορίζονται από μεμβράνη. Παρόλο που τα πρωτογενή και δευτερογενή κοκκία είναι παρόμοια σε εμφάνιση αντιδρούν διαφορετικά με ιστοχημικά αντιδραστήρια. Τα δευτερογενή (ειδικά) κοκκία εμφανίζουν θετική αντίδραση για την αλκαλική φωσφατάση, κολλαγενάση και λυσοζύμη. Τα πρωτογενή (αζουρόφιλα) κοκκία αντιδρούν θετικά για τα ένζυμα υπεροξειδάση, όξινη φωσφατάση και γλυκουρονιδάση. Η σύνθεση των κοκκίων παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα:

Πίνακας 1. Κοκκία ουδετερόφιλων

Τα πρωτογενή κοκκία που ονομάζονται και αζουρόφιλα κοκκία είναι όμοια με τα λυσοσώματα και είναι τα πρώτα κοκκία που εμφανίζονται κατά το σχηματισμό των ουδετερόφιλων. Ο αριθμός τους ελαττώνεται –σε σχέση με τα δευτερογενή κοκκία- στη διάρκεια ωρίμανσης του κυττάρου. Τα κοκκία αυτά χρωματίζονται ερυθρωπά-πορφυρά , είναι μεγαλύτερα σε διάμετρο από τα ειδικά κοκκία, εμφανίζονται ηλεκτρονιοπυκνοτικά στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και παρόμοια με τα λυσοσώματα άλλων κυτταρικών τύπων. Τα πρωτογενή κοκκία περιέχουν τις συνήθεις λυσοσωματικές όξινες υδρολάσες καθώς και έναν αριθμό μικροβιοκτόνων παραγόντων, όπως η μυελοϋπεροξειδάση. Η ανίχνευση της μυελοϋπεροξειδάσης αποτελεί ένα χρήσιμο δείκτη, όχι μόνο για την ύπαρξη των πρωτογενών κοκκίων, αλλά και για το καθορισμό της προέλευσης των νεοπλασματικών κυττάρων στις διάφορες μορφές λευχαιμίας, βοηθώντας στη διάγνωση και την τυποποίησή τους.

Τα δευτερογενή κοκκία είναι τα ειδικά κοκκία των ουδετερόφιλων , χρωματίζονται ρόζ και βρίσκονται σε αριθμό διπλάσιο απ΄αυτόν των πρωτογενών κοκκίων. Επειδή η διάμετρός τους είναι 0.2-0.8 μ m (μικρότερη απ' αυτή των πρωτογενών κοκκίων) αναγνωρίζονται δύσκολα στο φωτομικροσκόπιο.

Μελέτες της υπερμικροσκοπικής τους δομής αποκαλύπτουν την ποικιλία που εμφανίζουν στο μέγεθος, στο σχήμα και στην πυκνότητά τους. Περιέχουν ουσίες που ενέχονται σε πολλές φλεγμονώδεις διεργασίες, όπως χημειοτακτικές ουσίες, ενεργοποιητές του συμπληρώματος, κολλαγενάση για την αποδόμηση του κολλαγόνου και λυσοζύμη για τη λύση του κυτταρικού τοιχώματος των gram θετικών βακτηρίων.

Η δραστηριότητα της αλκαλικής φωσφατάσης έχει χρησιμοποιηθεί ως ειδικός δείκτης για τα ειδικά κοκκία των ουδετερόφιλων ( Εικ. 3.4Γ ). Πρόσφατες έρευνες υπερφυγοκέντρησης αποκάλυψαν ότι η αλκαλική φωσφατάση είναι παρούσα σ' ένα μικρό κλάσμα των μεμβρανών των ουδετερόφιλων. Αυτό ίσως αντιπροσωπεύει ένα τέταρτο είδος κοκκίου, το οποίο έχει οριστεί ως φωσφατόσωμα.

Τα τριτογενή κοκκία έχουν περιγραφεί πρόσφατα και περιέχουν ένζυμα (όπως ζελατινάση) που εκκρίνονται στον εξωκυττάριο χώρο, καθώς και γλυκοπρωτεϊνες. Οι τελευταίες προστίθενται στην κυτταρική μεμβράνη και διαμέσου της κυτταρικής προσκόλλησης ενισχύουν τη φαγοκυτταρική λειτουργία των ουδετερόφιλων. Η ζελατινάση αυξάνει την ικανότητα των ουδετερόφιλων να μεταναστεύουν διαμέσου του βασικού υμένα των τριχοειδών.

Χρόνος ζωής

Ο χρόνος ημιζωής τους στο αίμα είναι 6-8 ώρες, ενώ ο χρόνος ζωής τους στο συνδετικό ιστό είναι 1-4 ημέρες.

Λειτουργία των ουδετερόφιλων

Ο κύριος ρόλος των ουδετερόφιλων είναι η φαγοκυττάρωση και η καταστροφή των βακτηρίων και νεκρωμένων κυττάρων. Ωστόσο, τα ουδετερόφιλα μπορούν να καταστρέψουν ιούς, ακόμη και μύκητες. Τα ουδετερόφιλα αποτελούν τον κύριο κυτταρικό τύπο (μαζί με τα μακροφάγα) της οξείας φλεγμονής και φέρουν μεμβρανικούς υποδοχείς για το Fc τμήμα των αντισωμάτων, για παράγοντες συμπληρώματος ( C3b ) ενωμένους με ξένα σωματίδια και για πολυσακχαρίτες βακτηρίων.

Η μετακίνηση των ουδετερόφιλων από την αιματική κυκλοφορία στην περιοχή της φλεγμονής ή της ιστικής καταστροφής, με τη διεργασία της διαπίδυσης, οφείλεται στην αυξημένη συγκέντρωση των χημειοτακτικών ουσιών στις παραπάνω περιοχές. Οι χημειοτακτικές ουσίες περιλαμβάνουν ουσίες που είναι προϊόντα διάσπασης του συμπληρώματος, ουσίες που διαφεύγουν από νεκρωμένα κύτταρα και πολυσακχαρίτες που προέρχονται από βακτήρια. Η κάλυψη των μικροοργανισμών με αντισώματα και συμπλήρωμα, ένα φαινόμενο γνωστό ως οψωνινοποίηση, ενισχύει σημαντικά τη φαγοκυτταρική δραστηριότητα των ουδετερόφιλων. Για τούτο, οι μικροοργανισμοί που δεν εκλύουν χημειοτακτικές ουσίες ή δεν οψωνινοποιούνται είναι σχετικά ανθεκτικοί στη φαγοκυττάρωση από τα ουδετερόφιλα και επομένως έντονα παθογόνοι.

Φαγοκυττάρωση

Στην πρώτη φάση της φαγοκυττάρωσης ο μικροοργανισμός περιβάλλεται από ψευδοπόδια που δημιουργούνται από τον πολυμερισμό και αποπολυμερισμό των νηματίων της ακτίνης. Στη συνέχεια τα ψευδοπόδια συνενώνονται μεταξύ τους, περικλείοντας το μικροοργανισμό εντελώς μέσα σε ένα ενδοκυτταρικό κυστίδιο, το φαγόσωμα ( Σχηματική παράσταση 3 ) . Κατά την φαγοκυττάρωση το φαγόσωμα αρχικά συγχωνεύεται με τα ειδικά κοκκία, με αποτέλεσμα η απελευθέρωση του περιεχομένου τους να προκαλεί την ελάττωση του pH (μικρότερο του 4,0) εντός του φαγοσώματος, η οποία από μόνη της μπορεί να προκαλέσει την καταστροφή πολλών βακτηρίων. Επίσης η λακτοφερρίνη των ειδικών κοκκίων ενώνεται με το Fe (έτσι τα βακτήρια δεν μπορούν να τον χρησιμοποιήσουν), η δε λυσοζύμη καταστρέφει το βακτηριακό τοίχωμα. Κατόπιν, τα αζουρόφιλα κοκκία συγχωνεύονται με το φαγόσωμα και τα ένζυμά τους (όξινες υδρολάσες, μυελοπεροξειδάση) σκοτώνουν και αποδομούν τα βακτήρια εάν δεν έχουν ήδη νεκρωθεί.

Τα ουδετερόφιλα εκτός από την ενζυμική αποδόμηση των μικροοργανισμών έχουν την ικανότητα να προβαίνουν σε απότομη αύξηση της χρήσης Ο 2 , μια διεργασία γνωστή ως αναπνευστική έκρηξη. Έτσι, κατά τη φαγοκυττάρωση η ενζυμική αναγωγή του οξυγόνου από μια μεμβρανική οξειδάση, την οξειδάση της αναπνευστικής έκρηξης ( RBO - respiratory burst oxidase ), προκαλεί την παραγωγή ανιόντων υπεροξειδίου (Ο - 2 ) και υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η 2 Ο 2 ). Οι παραπάνω ουσίες μαζί με τη μυελοϋπεροξειδάση, τα ιόντα αλογόνου ( Cl - , I - ), τις δραστικές οξειδωτικές ομάδες του υποχλωριώδους (Ο Cl - ) και το όξινο περιβάλλον του φαγοσώματος αποτελούν ένα ισχυρό κυτταροτοξικό σύστημα εναντίον των παθογόνων μικροοργανισμών. Η καταστροφή του ξένου σωματιδίου συνδέεται με το σχηματισμό του υπολειμματικού σωματίου, το οποίο περιέχει το αποδομημένο υλικό. Τα ουδετερόφιλα παράγουν επίσης λευκοτριένια από αραχιδονικά οξέα της κυτταρικής τους μεμβράνης για να υποβοηθήσουν την έναρξη της φλεγμονώδους αντίδρασης.

Επειδή η φαγοκυττάρωση είναι μια ενεργο-εξαρτώμενη λειτουργία και χρησιμοποιεί όλα τα αποθέματα γλυκογόνου, τα ουδετερόφιλα πεθαίνουν σύντομα μετά απ΄αυτήν. Τα λυσοσωμικά ένζυμα που απελευθερώνονται στον εξωκυττάριο χώρο, μετά από το θάνατο των ουδετερόφιλων, προκαλούν ρευστοποίηση των γειτονικών ιστών. Το άθροισμα των νεκρωμένων ουδετερόφιλων, του υγρού των ιστών και του μη φυσιολογικού υλικού αποτελούν το πύον.