Leitfaden zu Granulozyten

Leitfaden zu Granulozyten

Entdecken Sie die vielfältigen Rollen und Funktionen von Granulozyten – Neutrophile, Eosinophile, Basophile und Mastzellen –, da sie eine wichtige Verteidigungslinie im Immunsystem bilden und schnell auf Infektionen, Allergien und Entzündungsprozesse reagieren. 

Wichtige Erkenntnisse:


1. Granulozyten, essentielle weiße Blutkörperchen im Immunsystem, umfassen Neutrophile, Eosinophile, Basophile und Mastzellen.
2. Sie sind an schnellen Reaktionen auf Krankheitserreger, allergischen Reaktionen und Entzündungen beteiligt.
3. Verstehen Sie ihre einzigartigen Eigenschaften, Entwicklung, Reifung und Funktionen bei der Immunantwort. 

Inhaltsverzeichnis


Was sind Granulozyten?


Granulozyten sind eine entscheidende Untergruppe der weißen Blutkörperchen (Leukozyten), die eine entscheidende Rolle bei der Reaktion des Immunsystems auf Infektionen und pathogene Herausforderungen spielen. Ihren Namen verdanken sie dem Vorhandensein zytoplasmatischer Granula, bei denen es sich um spezialisierte Vesikel handelt, die eine Vielzahl biologisch aktiver Substanzen enthalten, darunter Enzyme und Immunmediatoren. 

Welche Funktion haben Granulozyten?


Die Funktion von Granulozyten besteht darin, den Körper gegen Infektionen und fremde Eindringlinge zu verteidigen. Als wichtige Untergruppe der weißen Blutkörperchen enthalten Granulozyten in ihrem Zytoplasma Körnchen, die Enzyme und Chemikalien beherbergen und es ihnen ermöglichen, aktiv an der Immunantwort teilzunehmen. Neutrophile fungieren als Erstverteidiger gegen bakterielle Infektionen, während Eosinophile parasitäre Infektionen bekämpfen und allergische Reaktionen regulieren. Basophile und Mastzellen sind an allergischen Reaktionen und Entzündungsreaktionen beteiligt. Zusammen führen diese Granulozyten eine Phagozytose durch, setzen antimikrobielle Substanzen frei und modulieren Immunreaktionen, wodurch der Schutz des Körpers und die Aufrechterhaltung der allgemeinen Gesundheit gewährleistet werden 

Arten von Granulozyten 

Es gibt vier Haupttypen von Granulozyten: 

1. Neutrophile


Neutrophile sind die am häufigsten vorkommende Art von Granulozyten. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der angeborenen Immunantwort, insbesondere bei der Abwehr bakterieller Infektionen des Körpers. Neutrophile sind sehr mobil und wandern schnell zu Infektionsherden, um eindringende Bakterien zu verschlingen und zu zerstören. 
Neutrophil
Neutrophil 
• Phagozytose: Neutrophile sind sehr mobil und wandern durch Chemotaxis schnell zu Infektionsherden. Dabei handelt es sich um einen Prozess, der durch Signalmoleküle gesteuert wird, die von beschädigten Geweben und Immunzellen freigesetzt werden. An der Infektionsstelle angekommen, verschlingen Neutrophile eindringende Bakterien und verinnerlichen sie in den Phagosomen. Diese Phagosomen verschmelzen mit Lysosomen und bilden Phagolysosomen, in denen der intrazelluläre Abbau und die Neutralisierung von Krankheitserregern stattfinden. Durch die Freisetzung antimikrobieller Substanzen und wirksamer Enzyme in die Phagolysosomen werden eingefangene Mikroben wirksam abgebaut und neutralisiert.


• Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS): Neutrophile produzieren bei Aktivierung reaktive Sauerstoffspezies (ROS), was die bakterizide Wirkung verstärkt. Zu diesen ROS gehören Superoxidradikale und Wasserstoffperoxid, die in den Phagolysosomen erzeugt werden und die Eliminierung eingeschlossener Bakterien weiter verbessern


• Extrazelluläre Neutrophile-Fallen (NETs): Über die Phagozytose hinaus tragen Neutrophile durch „NETose“ zur Immunantwort bei, indem sie Chromatin und granuläre Inhalte freisetzen, um extrazelluläre Neutrophile-Fallen (NETs) zu bilden. Diese Strukturen fangen Bakterien ein und immobilisieren sie, verhindern so ihre Verbreitung und erleichtern ihre Zerstörung.

2. Eosinophile


Eosinophile sind Granulozyten, die vor allem an der Bekämpfung parasitärer Infektionen und der Regulierung allergischer Reaktionen beteiligt sind. Sie setzen aus ihren Körnern giftige Substanzen frei, die gegen Parasiten wirksam sind und dabei helfen, entzündliche Reaktionen im Zusammenhang mit Allergien zu regulieren. 
Eosinophil
Eosinophil  
• Parasitenabwehr: Eosinophile sind für ihre Beteiligung an der Bekämpfung parasitärer Infektionen bekannt. Wenn parasitäre Organismen in den Körper eindringen, werden Eosinophile in das betroffene Gewebe rekrutiert. Diese Immunzellen verfügen über die einzigartige Fähigkeit, in ihren Granula gespeicherte toxische Substanzen wie das eosinophile kationische Protein (ECP) und das Hauptbasische Protein (MBP) freizusetzen. Diese toxischen Proteine ​​haben starke schädliche Auswirkungen auf Parasiten, da sie diese effizient beseitigen und eine weitere Ausbreitung im Körper verhindern.


• Regulierung allergischer Reaktionen: Über ihre Rolle bei der Parasitenabwehr hinaus haben Eosinophile auch einen erheblichen Einfluss auf allergische Reaktionen und Entzündungsreaktionen. Wenn das Immunsystem auf Allergene trifft, werden Eosinophile an die Entzündungsstelle rekrutiert. Hier tragen sie zur Regulierung von Immunantworten bei, indem sie Zytokine und andere immunmodulierende Substanzen freisetzen. Eosinophile sind insbesondere mit der Spätphase der allergischen Reaktion verbunden und spielen eine Rolle bei chronischen Entzündungen im Zusammenhang mit allergischen Erkrankungen wie Asthma.


• Modulation von Entzündungsreaktionen: Eosinophile haben vielfältige Funktionen bei Entzündungsreaktionen. Während sie aktiv an allergischen Reaktionen beteiligt sind, tragen Eosinophile auch dazu bei, Entzündungen zu regulieren und übermäßige Gewebeschäden zu verhindern. Durch die Freisetzung entzündungshemmender Mediatoren können Eosinophile die entzündungsfördernden Wirkungen anderer Immunzellen ausgleichen, das Immungleichgewicht aufrechterhalten und eine Überreaktion des Immunsystems verhindern. 

3. Basophile


Basophile sind die zahlreichsten Granulozyten und sind an allergischen Reaktionen und Entzündungsreaktionen beteiligt. Sie setzen Histamin und andere Chemikalien aus ihren Körnchen frei, was zu Allergiesymptomen beiträgt und eine Entzündungsreaktion zur Abwehr bestimmter Krankheitserreger fördert. 
Basophile
Basophile 
• Freisetzung von Histamin und chemischen Mediatoren: Basophile besitzen Körnchen, die mit wirksamen chemischen Mediatoren gefüllt sind, darunter Histamin, Leukotriene und Prostaglandine. Bei Kontakt mit Allergenen werden Basophile aktiviert und geben diese Stoffe an die Umgebung ab. Insbesondere Histamin spielt eine Schlüsselrolle bei allergischen Reaktionen. Dadurch erweitern sich die Blutgefäße und werden durchlässiger, was zu den charakteristischen Allergiesymptomen wie Rötung, Schwellung und Juckreiz führt.


• Verstärkung von Entzündungsreaktionen: Basophile tragen auch zu den Entzündungsreaktionen des Körpers bei. Sie können Immunreaktionen verstärken, indem sie die Aktivierung anderer Immunzellen wie T-Zellen und B-Zellen fördern. Basophile setzen Zytokine frei, die die Kommunikation zwischen verschiedenen Immunzellen erleichtern und so zur Verstärkung und Koordination des Entzündungsprozesses führen.


• Abwehr von Krankheitserregern: Basophile spielen eine Rolle bei der Abwehr bestimmter Krankheitserreger. Während ihre primäre Funktion mit allergischen Reaktionen verbunden ist, wurde festgestellt, dass sie antimikrobielle Peptide absondern, die dazu beitragen können, das Bakterienwachstum an der Infektionsstelle zu begrenzen.

4. Mastzellen


Mastzellen sind eine Art Granulozyten, obwohl es einige Debatten über ihre Klassifizierung gibt. Wie andere Granulozyten enthalten sie Granulat mit verschiedenen bioaktiven Verbindungen. Mastzellen sind geweberesident und spielen eine wichtige Rolle sowohl bei der angeborenen als auch bei der adaptiven Immunantwort. Sie sind insbesondere für ihre Beteiligung an allergischen Reaktionen und sofortigen Überempfindlichkeitsreaktionen bekannt. 
Mastzellen
Mastzellen 
• Beteiligung an allergischen Reaktionen: Mastzellen werden aktiviert, wenn sie Allergenen wie Pollen oder bestimmten Nahrungsproteinen ausgesetzt werden, und setzen eine Vielzahl von Mediatoren frei, darunter Histamin, Heparin und Zytokine. Insbesondere Histamin spielt eine entscheidende Rolle bei der Auslösung allergischer Symptome wie Juckreiz, Niesen und Schwellungen, da es zu einer Gefäßerweiterung und einer erhöhten Gefäßpermeabilität führt.


• Sofortige Überempfindlichkeitsreaktionen: Mastzellen tragen zu sofortigen Überempfindlichkeitsreaktionen bei, indem sie bei erneuter Exposition gegenüber sensibilisierenden Allergenen vorgebildete Mediatoren freisetzen, was zu schweren allergischen Reaktionen wie Anaphylaxie führt.


• Modulation von Entzündungen und Immunreaktionen: Abgesehen von Allergien setzen Mastzellen Zytokine frei, die Entzündungen regulieren und mit anderen Immunzellen interagieren. Sie setzen eine Reihe von Zytokinen und Chemokinen frei, die das Verhalten anderer Immunzellen beeinflussen, darunter T-Zellen, B-Zellen und Eosinophile. Mastzellen sind ein wesentlicher Bestandteil des Zusammenspiels zwischen dem angeborenen und dem adaptiven Immunsystem und formen effektiv die Immunantwort auf verschiedene Herausforderungen.

Granulozyten-bezogene Kits


Humanes MPO-ELISA-Kit
ELISA-Typ-Sandwich
Empfindlichkeit 0,938 ng/ml
Bereich 1,563–100 ng/ml 
Humanes Lipocalin-2 / NGAL ELISA-Kit
ELISA-Typ-Sandwich
Empfindlichkeit 0,188 ng/ml
Bereich 0,313–20 ng/ml 
Humanes G-CSF/Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor 3 ELISA-Kit
ELISA-Typ-Sandwich
Empfindlichkeit 23,438 pg/ml
Bereich 39,063–2500 pg/ml 

Entwicklung und Reifung von Granulozyten


Die Entwicklung und Reifung von Granulozyten, auch Granulopoese genannt, sind lebenswichtige Prozesse, die im Knochenmark ablaufen. Hämatopoetische Stammzellen differenzieren sich in myeloische Vorläuferzellen, die sich weiter in spezifische Granulozytenlinien differenzieren: Neutrophile, Eosinophile, Basophile und Mastzellen. Jede Abstammungslinie folgt unterschiedlichen Differenzierungswegen, die von spezifischen Transkriptions- und Wachstumsfaktoren gesteuert werden, was zum Erwerb einzigartiger funktioneller und morphologischer Merkmale führt.


Die Granulopoese umfasst mehrere Stadien, darunter die Bildung von Promyelozyten, Myelozyten, Metamyelozyten und schließlich reifen Granulozyten. In jedem Stadium unterliegen die Granula im Zytoplasma charakteristischen Veränderungen und es werden spezifische Rezeptoren für chemotaktische Faktoren und Zytokine erworben, die es den Granulozyten ermöglichen, effektiv auf verschiedene Reize zu reagieren.


Die Regulierung der Granulopoese wird streng kontrolliert, um eine ausgewogene Granulozytenpopulation im Blut aufrechtzuerhalten. Faktoren wie der Granulozyten-Kolonie-stimulierende Faktor (G-CSF) und der Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierende Faktor (GM-CSF) spielen eine entscheidende Rolle bei der Stimulierung der Granulozytenproduktion als Reaktion auf eine Infektion oder Verletzung.

Aktivierung und Rekrutierung von Granulozyten


Die Aktivierung und Rekrutierung von Granulozyten sind entscheidende Schritte der Immunantwort gegen Infektionen und Immunherausforderungen. Bei der Begegnung mit Krankheitserregern oder Entzündungssignalen werden Granulozyten aktiviert und können so ihre Abwehrfunktionen ausüben.


Aktivierte Endothelzellen an der Entzündungsstelle exprimieren Adhäsionsmoleküle wie Selektine und Integrine. Neutrophile, Eosinophile und Basophile sowie unter bestimmten Umständen auch Mastzellen interagieren mit diesen Adhäsionsmolekülen über spezifische Rezeptoren und ermöglichen so deren Bindung, Rollen und Adhäsion am Gefäßendothel.


Chemokine und andere chemoattraktive Faktoren, die von infizierten oder entzündeten Geweben freigesetzt werden, induzieren die gerichtete Wanderung von Granulozyten in Richtung des betroffenen Bereichs. Dieser Prozess, Chemotaxis genannt, ermöglicht es Granulozyten, aus dem Blutkreislauf in das Gewebe zu gelangen, wo sie benötigt werden.


Die Aktivierung und Rekrutierung von Granulozyten sind streng regulierte Prozesse, die eine angemessene und kontrollierte Immunantwort gewährleisten, um die Gewebehomöostase aufrechtzuerhalten und Infektionen wirksam zu bekämpfen.

Unreife Granulozyten


Unreife Granulozyten, auch Bandzellen genannt, sind eine Untergruppe der Granulozyten, die sich im frühen Reifestadium befinden. Sie sind Vorläufer vollständig ausgereifter Granulozyten (Neutrophile, Eosinophile und Basophile) und kommen typischerweise im Knochenmark vor. Bei bestimmten klinischen Zuständen wie Infektionen, Entzündungen oder Knochenmarksstörungen kann eine erhöhte Anzahl unreifer Granulozyten in den Blutkreislauf freigesetzt werden.


Das Vorhandensein unreifer Granulozyten im peripheren Blut wird häufig als „Bandenneutrophilenzahl“ angegeben. Dieser Wert ist ein wesentlicher Parameter im kompletten Blutbild (CBC) und kann ein wertvoller Indikator für eine bestehende Infektion oder andere zugrunde liegende Gesundheitszustände sein.


Ärzte überwachen häufig den Prozentsatz der Bandzellen im Blut, um die Diagnose und Beurteilung der Schwere bestimmter Krankheiten zu erleichtern. Ein deutlicher Anstieg unreifer Granulozyten kann auf eine akute bakterielle Infektion hinweisen oder auf eine Knochenmarksbelastung hinweisen, die weitere Untersuchungen und ärztliche Hilfe erfordert. 
16th Sep 2024 Shanza Riaz

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