I neutrofili svolgono un ruolo cruciale nella difesa dalle infezioni batteriche, com'è dimostrato dai pazienti neutropenici, che presentano un'aumentata suscettibilità alle infezioni e allo sviluppo della sepsi; l'iperattivazione dei neutrofili è però implicata nella genesi del danno tissutale.La disfunzione d'organo deriva dall'inappropriata attivazione dei neutrofili in risposta agli stimoli infettivi. 14 I neutrofili sono preposti all'eliminazione dei batteri patogeni, a causa dei numerosi enzimi proteolitici che contengono e della rapidità con cui producono ROS ed enzimi proteolitici per degradare i patogeni inglobati al loro interno.L'eliminazione dei batteri dipende dalla rapidità con cui i neutrofili vengono reclutati nel sito d'infezione. Per prima cosa, i neutrofili devono aderire alla parete del vaso, a questo segue un processo di migrazione attiva verso il tessuto, in risposta a stimoli di natura chimica (chemotassi).Il legame dei neutrofili con le cellule endoteliali è mediato dall'attività sequenziale di due famiglie di molecole d'adesione: le selectine e le integrine. 15 I neutrofili circolanti rispondono a fattori chemotattici rilasciati nel sito d'infezione, tra questi vi sono il fattore del complemento C5a, i leucotrieni B, PAF (fattore attivante le piastrine), il peptide di origine batterica fMLP (N-formyl-methionineleucine-phenylalanine) e IL-8. 16 I neutrofili possono presentarsi in tre diverse forme: vi sono neutrofili inattivi (quando non sono stimolati), attivi (che possiedono una funzione specifica), stimolati (in seguito al contatto con agenti proinfiammatori, che abbassano la soglia di attivazione del neutrofilo stesso). Il passaggio dallo stato inattivo a quello attivo è mediato da una serie ordinata di segnali: C5a, LPS e numerose citochine risultano coinvolte nell'attivazione. 17 Da questo processo traggono beneficio i neutrofili localizzati nel sito d'infezione, ma non quelli legati alle cellule endoteliali, che corrono il rischio di causare un danno alla parete del vaso. I neutrofili circolanti sono già stimolati e questo è dimostrato dall'aumentata attività ossidativa e dall'aumentata espressione intracellulare del gene di trascrizione per NF-kB. Una ridotta attivazione di NF-kB nei neutrofili provenienti da pazienti settici è associata ad un aumento della sopravvivenza. 18 G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor) e GM-CSF (granulocytemacrofage colony stimulating factor) favoriscono il rilascio nel circolo di macrofagi provenienti dal midollo osseo, promuovono la loro maturazione e attivazione, ne prolungano la vita media. 19 Durante la sepsi, i livelli di G-CSF circolanti risultano sovente aumentati, raggiungendo un picco che precede l'aumento dei neutrofili stessi. 20 È stato dimostrato come il danno tissutale nella sepsi sia mediato dai neutrofili; questo si verifica in differenti organi, tra cui il polmone, il rene, l'intestino e il fegato. 21 Il danno tissutale in corso di sepsi severa può essere dovuto a diversi meccanismi, tra cui l'attivazione precoce dei neutrofili durante il processo di migrazione, la liberazione di molecole citotossiche e tossine nel sito d'infezione, la rimozione delle cellule infette o danneggiate e di frammenti cellulari durante l'operazione di rimodellamento tissutale, la mancata risoluzione della risposta infiammatoria acuta. 22 La degradazione dei patogeni da parte dei neutrofili, accelera il processo di apoptosi dei neutrofili stessi; un ritardo nella clearance dei neutrofili in apoptosi potrebbe anch'esso contribuire allo sviluppo del danno cellulare e del danno d'organo.I neutrofili sono costitutivamente proapoptotici e l'apoptosi svolge un importante ruolo nella risoluzione dell'infiammazione e nel turnover cellulare.La rimozione dei neutrofili mediante l'apoptosi è un meccanismo di omeostasi che previene l'insorgenza di un danno tissutale ed è fondamentale nella prevenzione e risoluzione dell'infiammazione. L'apoptosi è inibita nei pazienti con infiammazione sistemica, sepsi severa e insufficienza d'organo 23 , per effetto di fattori circolanti quali LPS e citochine proinfiammatorie. La sopravvivenza dei neutrofili nei tessuti è aumentata da molecole rilasciate a livello locale, come dimostrato nei pazienti affetti da ARDS: la diminuzione dell'apoptosi nei neutrofili localizzati a livello alveolare è correlata alla concentrazione di IL-2 nel BAL. 24 I neutrofili presentano inoltre un effetto procoagulante 14 Durante l'infiammazione sistemica si verifica una compromissione dei meccanismi di omeostasi, che favorisce l'iperattività endoteliale, il deposito della fibrina, l'occlusione a livello del microcircolo, impedendo un'adeguata ossigenazione tissutale. Elastasi, proteasi, glicasi e citochine infiammatorie prodotte dai neutrofili degradano i fattori anticoagulanti e inibiscono la fibrinolisi, favorendo i processi di coagulazione. 25 Conseguenza di ciò sarà la CID (coagulazione intravasale disseminata).L'inefficiente funzionamento dei neutrofili è strettamente correlato con una maggior severità dell'infezione batterica. 26 Qunha e collaboratori in diversi studi hanno dimostrato come in corso di endotossiemia letale e sepsi letale indotta mediante legatura e perforazione del cieco, o mediante inoculazione di Staphylococcus Aureus si riscontri il fallimento della migrazione dei neutrofili. [27][28][29] Nei loro lavori, il fallimento della migrazione dei neutrofili era associato ad un aumentato numero di batteri nella cavità peritoneale e nel sangue, cui faceva seguito l'insorgenza di infiammazione sistemica e la riduzione della sopravvivenza. L'infiammazione sistemica era caratterizzata da aumentati livelli di citochine e chemochine circolanti, dal sequestro dei neutrofili a livello polmonare. 30 L'analisi di pazienti con MOF (multiple organ failure) ha rilevato differenti modalità di distribuzione dei neutrofili: dal sequestro e aggregazione nei vasi presenti a livello renale, fino all'infiltrazione del polmone 31 e negli altri organi periferici.Nei pazienti con ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome), una forma severa di danno polmonare acuto che può essere presente in corso di sepsi, la concentrazione dei neutrofili correla con la disfunzione dell'organo e si accompagna ad un'aumentata presenza nel lavaggio broncoalveolare di enzimi proteolitici derivanti dai neutrofili. 32 L'elevato numero di neutrofili accumulati negli organi insufficienti e il danno d'organo possono scatenare il reclutamento e il successivo sequestro di neutrofili in altri organi, con una conseguente disfunzione multiorgano.