Leukocyty (białe krwinki): cechy, funkcje, typy, choroby
Leukocyty są zróżnicowanym zestawem komórek krwi, które należą do układu odpornościowego. Brakuje im pigmentów, więc są one również znane jako białe krwinki. Komórki biorą udział w odpowiedzi immunologicznej i eliminacji potencjalnych patogenów, które dostają się do organizmu.
Białe krwinki dzielą się na dwie szerokie kategorie: granulocyty i komórki jednojądrzaste lub agranulocyty. W granulocytach mamy eozynofile, bazofile i neutrofile. Zawartość granulek jest zwykle toksyczna, a gdy komórki te opróżniają się, mogą przeciwdziałać infekcjom. Jądra tych komórek są zwykle segmentowane lub klapowane.
Komórki jednojądrzaste składają się z dwóch typów komórek: monocytów i limfocytów. Każdy rodzaj leukocytów ma szczególne zadanie w obronie.
Większość leukocytów pochodzi z mieloidalnej komórki macierzystej, podczas gdy limfocyty pochodzą z limfoidalnej komórki macierzystej. W przypadku zmiany liczby leukocytów może to być wskazanie medyczne do zdiagnozowania patologii lub zakażenia.
Perspektywa historyczna
Odkrycie leukocytów nastąpiło w połowie XVIII wieku przez Williama Hewsona, który opisał je po prostu jako komórki pozbawione koloru.
Ponadto wspomniał, że komórki te były wytwarzane przez układ limfatyczny, gdzie były transportowane do krążenia krwi. Hewson myślał, że białe komórki mogą później stać się krwinkami czerwonymi.
W tym czasie nie było technik barwienia, które pozwoliłyby na bardziej szczegółowe badanie leukocytów. Z tego powodu dopiero w XIX wieku badacz Paul Ehrlich użył różnych barwników, które pozwoliły mu sklasyfikować białe krwinki w różnych typach.
Ludzki układ odpornościowy: wrodzony i adaptacyjny
Aby zrozumieć funkcję leukocytów w układzie odpornościowym, musimy wiedzieć, że system ten jest wyraźnie podzielony na dwa składniki znane jako wrodzone i adaptacyjne. Każdy z nich ma swoje własne receptory rozpoznawania i ma swoją własną szybkość reagowania na patogeny atakujące gospodarza.
Wrodzona odporność
Mechanizmy aktywowane natychmiast w obecności obcego podmiotu odpowiadają wrodzonej odporności. Bariery te obejmują skórę i błony śluzowe, rozpuszczalne cząsteczki, takie jak dopełniacz, peptydy o właściwościach przeciwbakteryjnych, między innymi cytozyny. Evolutively wydaje się być prymitywnym systemem.
Komórki, które je tworzą, to makrofagi i komórki dendrytyczne. Komórki te wykorzystują receptory, które rozpoznają pewne wzorce znalezione w materiale genetycznym, szybko reagując na ogólne struktury biochemiczne wspólne dla patogenów.
Odporność adaptacyjna
Natomiast reakcja adaptacyjna jest znacznie wolniejsza. W komórkach, które go tworzą, mamy limfocyty T i B, które mają receptory dla określonych antygenów. Odpowiedź adaptacyjna ma „pamięć” i może reagować szybciej, jeśli dany antygen był już obecny w organizmie.
Te dwa systemy działają synergicznie ze wspólnym celem obrony ciała przed infekcjami i przed proliferacją komórek rakowych.
Charakterystyka i funkcje
Krew jest płynną tkanką, która przemieszcza się do wnętrza układu sercowo-naczyniowego. W obrębie tej ciekłej matrycy występują elementy i fragmenty komórkowe trzech typów: erytrocytów lub czerwonych krwinek, leukocytów lub białych krwinek i trombocytów lub płytek krwi.
Wymiary i morfologia
Leukocyty lub białe krwinki to grupa sferycznych komórek pozbawionych pigmentów. Średnie wymiary wahają się od 9 do 18 mikrometrów (μm).
W przeciwieństwie do innych komórek krwi, leukocyty zachowują jądro w stanie dojrzałej komórki. W rzeczywistości jądro jest główną cechą używaną do klasyfikacji tych komórek.
Funkcje
Są zaangażowani w obronę organizmu. Leukocyty mają zdolność przemieszczania się przez przestrzenie komórkowe w procesie zwanym diapedezą, migrującym przez ruch ameboidalny.
Ta mobilność jest kontrolowana głównie przez chemotaksję i neutrofile. Aby wyeliminować patogeny, leukocyty wykonują fagocytozę.
Istnieje pięć głównych typów leukocytów i każdy z nich jest związany z określoną funkcją w układzie odpornościowym. Ponieważ komórki tworzące leukocyty są bardzo niejednorodne, opiszemy ich właściwości i funkcje szczegółowo w następnej sekcji.
Rodzaje limfocytów
Istnieje wiele klasyfikacji leukocytów. Klasyfikację można ustalić obserwując komórkę w świetle mikroskopu optycznego, po zabarwieniu szeregiem barwników lub można je sklasyfikować zgodnie z antygenami obecnymi na powierzchni komórki przy użyciu techniki zwanej cytometrią przepływową.
W tym artykule wykorzystamy klasyfikację rzuconą przez mikroskop optyczny, dzięki jego szerokiemu zastosowaniu i prostocie. Następnie opiszemy szczegółowo każdą z głównych kategorii: granulocyty i komórki jednojądrzaste.
Granulocyty
Jak sama nazwa wskazuje, granulocyty są komórkami, których cytoplazma jest bogata w granulki. Oprócz obecności tych przedziałów, granulocyty charakteryzują się obecnością płatków lub segmentowanych jąder.
W granulocytach znajduje się podkategoria, która klasyfikuje komórki w zależności od ich reakcji na różne zabarwienia.
Jeśli granulki są barwione barwnikami kwasowymi, takimi jak eozyna, są to eozynofile. Jeśli barwnik, który je zabarwia, ma charakter podstawowy, taki jak błękit metylenowy, granulocyt nazywany jest zasadochłonnym. Wreszcie, jeśli nie reaguje na plamy, nazywane są neutrofilami.
Ponieważ jądrowa segmentacja neutrofili jest znacząca, są one zwykle nazywane komórkami polimorfojądrowymi.
Neutrofile
Neutrofile są najliczniej występującymi granulocytami i są pierwszą linią obrony przed zakażeniami wywołanymi przez bakterie i inne czynniki. Są elementami wrodzonego układu odpornościowego.
Granulki komórkowe zawierają całą baterię enzymatyczną i bakteriobójczą, która pomaga w niszczeniu patogenów i obcych istot.
Aby spełnić swoją funkcję, komórki te mogą migrować do różnych tkanek i fagocytować dany element. Po zniszczeniu patogenu neutrofile zwykle umierają i mogą być wydalane razem z resztkami bakteryjnymi w postaci ropy.
Neutrofile mogą wydzielać szereg substancji, które alarmują inne komórki układu odpornościowego - zarówno neutrofile, jak i makrofagi - i „spalają” je lub rekrutują je tam, gdzie są potrzebne.
Są one również związane z odpowiedzią zapalną i wytwarzaniem zewnątrzkomórkowych pułapek neutrofilowych.
Eozynofile
W granulocytach eozynofile stanowią tylko niewielki procent komórek ogółem - chociaż ich liczba może wzrosnąć u pacjentów z infekcjami lub gorączką. Są one związane z reakcją na zdarzenia alergiczne.
Podobnie jak neutrofile, eozynofile są leukocytami, które mogą fagocytować obce czynniki, które dostają się do organizmu. Związane są one konkretnie z obecnością pasożytów i robaków.
Granulki, które zawierają eozynofile, zawierają enzymy trawienne i inne składniki cytotoksyczne, co pozwala im pełnić rolę komórki obronnej.
Chociaż są to komórki o bardzo małych wymiarach, aby fagocytować pasożyta, eozynofile mogą usiąść na jego powierzchni i opróżnić toksyczną zawartość granulek.
Bazofile
W granulocytach bazofile są najmniej obfitymi komórkami. Zakłada to szereg komplikacji metodologicznych do ich zbadania, dlatego niewiele wiadomo na temat ich biologii i funkcji.
Historycznie bazofile uznawano za komórki o drugorzędnej roli w procesach alergii. Zostało to wykryte przez obecność receptorów dla immunoglobulin E na powierzchni membrany.
Obecnie możliwe jest potwierdzenie roli bazofilów jako członków wrodzonego i adaptacyjnego układu odpornościowego. Komórki te są zdolne do wydzielania szeregu cytokin, które pomagają modulować odpowiedź immunologiczną, a także indukują komórki B do syntezy immunoglobulin E.
Dzięki uwalnianiu cytokin bazofile inicjują reakcję alergiczną. Proces ten nie jest ograniczony przez reakcje specyficzne dla antygenu z immunoglobulinami E, mogą być wyzwalane przez długą listę innych cząsteczek, takich jak między innymi antygeny pasożytnicze, lektyny.
W przeciwieństwie do eozynofili i neutrofili zawartość granulek bazofili była słabo zbadana.
Wraz z eozynofilami bazofile są również zaangażowane w zwalczanie infestacji powodowanych przez robaki.
Komórki jednojądrzaste
Drugą kategorią leukocytów są komórki jednojądrzaste, w których znajdują się monocyty i limfocyty.
W przeciwieństwie do granulocytów, jądro komórek jednojądrzastych nie jest segmentowane ani klapowane, jest zaokrąglone i niepowtarzalne. Nazywane są również agranulocytami, ponieważ nie mają ziarnistości typowych dla eozynofili, bazofili i neutrofili.
Monocyty
Charakterystyka monocytów
Monocyty są największymi limfocytami i pod względem proporcji odpowiadają prawie 11% wszystkich leukocytów w krążeniu. Charakteryzują się wykazaniem jądra w postaci nerki i niebieskawej cytoplazmy. Istnieją zarówno we krwi, jak iw tkankach.
Funkcje
Funkcje monocytów są dość zróżnicowane, uczestnicząc w reakcjach zarówno wrodzonego, jak i adaptacyjnego układu odpornościowego.
Jako część wrodzonego układu odpornościowego monocyty są w stanie rozpoznać szereg patogenów o charakterze bakteryjnym poprzez rozpoznawanie receptorów, które stymulują produkcję cytokin i fagocytozę.
Mają szereg receptorów typu Fc, więc mogą fagocytować i atakować materiały pokryte przeciwciałami.
Makrofagi i komórki dendrytyczne mogą oddziaływać z limfocytami T i B, aby zainicjować odpowiedź adaptacyjną. Komórki dendrytyczne są znane ze swojej doskonałej roli jako komórek prezentujących antygen.
Wreszcie, monocyty uczestniczą w usuwaniu resztek komórkowych i martwych komórek w obszarach, w których wystąpiły uszkodzenia tkanek lub infekcje. Uczestniczą również w syntezie białek, takich jak między innymi czynniki krzepnięcia, składniki dopełniacza, enzymy, interleukiny.
Limfocyty
Charakterystyka limfocytów
Limfocyty to komórki pochodzące ze szpiku kostnego, gdzie się różnicują i dojrzewają. Pod koniec rozwoju komórki wchodzą w obieg. Liczba leukocytów zmienia się w zależności od kilku czynników, takich jak wiek, płeć i aktywność osoby.
Limfocyty wykazują kilka osobliwości, w porównaniu z resztą leukocytów. Nie są to komórki końcowe, ponieważ gdy są stymulowane, rozpoczynają proces podziału komórek mitotycznych, co skutkuje komórkami efektorowymi i pamięciowymi.
Mają zdolność przemieszczania się z krwi do tkanek, a następnie powrotu do krwi. Ze względu na złożoność procesu wzór migracji nie jest dobrze opisany w literaturze.
Rodzaje limfocytów
Są one podzielone na trzy duże grupy: komórki T, komórki B i komórki NK lub NK (od angielskiego zabójcy naturalnego ). Komórki T i B odgrywają nieodzowną rolę w adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, podczas gdy komórki NK stanowią niewielki procent limfocytów zaangażowanych w wrodzoną odpowiedź.
Komórki T są tak nazywane, ponieważ występują w grasicy, komórkach B w szpiku kostnym (B pochodzi z angielskiego szpiku kostnego ), podczas gdy komórki NK są wytwarzane w obu miejscach.
Jeśli chodzi o odpowiedź adaptacyjną, musimy wyróżnić trzy cechy. Po pierwsze, ma znaczną liczbę limfocytów, każdy ze specyficznymi receptorami zlokalizowanymi w błonach, które rozpoznają specyficzne miejsca obcych antygenów.
Po kontakcie z antygenem komórka może to zapamiętać, a ta pamięć komórkowa może spowodować szybszą i energiczniejszą reakcję, jeśli nastąpi ponowna ekspozycja na ten sam antygen. Zauważ, że antygeny z organizmu są tolerowane i ignorowane przez układ odpornościowy.
Funkcje limfocytów
Każdy typ limfocytu ma określoną funkcję. Limfocyty B uczestniczą w wytwarzaniu przeciwciał i prezentacji antygenów komórkom T.
Komórki B są również zaangażowane w wytwarzanie cytokin, które regulują różne komórki T i prezentację antygenu.
Komórki T dzielą się na CD4 + i CD8 +. Te pierwsze są podzielone na wiele kategorii i uczestniczą w szczególności w takich funkcjach, jak pośredniczenie w odpowiedzi immunologicznej przeciwko patogenom wewnątrzkomórkowym, infekcjom bakteryjnym, wywołaniu grzybicy astmy i innym reakcjom alergicznym.
Te typu CD8 + są zdolne do niszczenia komórek docelowych za pomocą wydzielin granulek zawierających szereg toksycznych enzymów. W literaturze komórki CD8 + są również znane jako cytotoksyczne limfocyty T dla wszystkich uwalnianych przez nie cząsteczek.
Funkcja limfocytów NK jest bezpośrednio związana z odpowiedzią immunologiczną wrodzonego typu. Ponadto są one zdolne do zabijania komórek nowotworowych i komórek zainfekowanych wirusami. Dodatkowo komórki NK mogą modulować funkcje innych komórek, w tym makrofagów i limfocytów T.
Średnia długość życia leukocytów
Granulocyty i monocyty
Życie leukocytów w krwiobiegu lub tkankach zależy od badanego typu. Niektóre granulocyty, takie jak bazofile, żyją tylko przez kilka godzin, a eozynofile żyją przez kilka dni, około nieco ponad tydzień. Monocyty trwają również od godzin do dni.
Limfocyty
Żywotność limfocytów jest zauważalnie dłuższa. Osoby zaangażowane w procesy pamięciowe mogą przetrwać lata, a te, które nie trwają przez kilka tygodni.
Choroby
Normalne wartości leukocytów są rzędu 5 do 12, 103 na ml. Zmiany w całkowitej liczbie leukocytów są znane jako leukopenia i leukocytoza. Pierwszy termin odnosi się do małej liczby komórek, podczas gdy leukocytoza odnosi się do dużej liczby komórek.
Leukocytoza
Duża liczba leukocytów może wystąpić ze względu na reakcję organizmu na szeroki zakres procesów fizjologicznych lub zapalnych, przy czym ten ostatni jest najczęstszą przyczyną. Leukocytoza zapalna lub infekcja występuje z powodu obecności bakterii, wirusów i pasożytów.
W zależności od czynnika zakaźnego, specyficzne poziomy leukocytów różnią się w określony sposób. Oznacza to, że każdy patogen podnosi pewien rodzaj leukocytów.
Na przykład, jeśli środek jest wirusem, może wystąpić leukopenia lub leukocytoza. W przypadku bakterii początkowa infekcja charakteryzuje się neutrofilią, następnie monocytozą i kończy się limfocytozą i ponownym pojawieniem się eozynofili.
Wzrost liczby neutrofili może wskazywać na reakcję zapalną. Wzrost liczby eozynofili jest związany z obecnością pasożytów lub zdarzeniem nadwrażliwości.
Ostatni typ leukocytozy jest typu niezakaźnego i może wystąpić z powodu nowotworowych lub nienowotworowych i nie hematologicznych przyczyn hematologicznych.
Wiedza, że wartości leukocytów są nieprawidłowe, nie jest faktem bardzo pouczającym. Musi być scharakteryzowany, jaki typ komórki jest dotknięty, aby ustalić dokładniejszą diagnozę.
Leukopenia
Niska liczba leukocytów u pacjenta może wystąpić z powodu zmniejszenia ich wytwarzania w szpiku kostnym, hipersplenizmie, między innymi warunkami. Leukocyty uważa się za nienormalnie niskie, jeśli liczba ta jest mniejsza niż 4000 leukocytów na mm3.
