5 typer av leukocyter (vita blodceller)

Leukocyter eller vita blodkroppar är viktiga celler som är involverade i många av försvarsfunktionerna. De produceras från hematopoetiska stamceller i benmärg.

Det finns olika leukocyter med olika morfologi och funktioner. Det totala antalet leukocyter och procentsatser av olika leukocyter i det humana perifera blodet anges i tabell 4.1. Det finns olika typer av leukocyter:

1. Lymfocyter:

Lymfocyter uppstår från de hematopoietiska stamcellerna i benmärgen. Den normala vuxna människan har ungefär triljon (10 ¹² ) lymfocyter. Lymfocyt är en liten, rund (5-12 mikrometer diameter) cell med en kärna som upptar nästan hela cellen och lämnar skarp cytoplasma.

Tabell 4.1: Perifera venösa blodleukocytantal:

Fig. 4.3A till F: Fagocytos och nedbrytning av materia (såsom bakterier). (A) Fagocyt och bakterier. (B) Fagocyten utskjuter sin pseudopodi runt bakterierna. (C och D) Pseudopodien omger bakterierna. Efter omkretsning av bakterierna resulterar pseudopodia-fusionen i bildandet av en membranös vakuol. Den membranösa vakuolen kallas fagosom.

Bakterierna ligger inuti fagosomen. (E) Fagocytens lysosomala membran säkrar med fagmembranet och bildar en fagolysosom. Lysosominnehållet utmatas över bakterierna. (F) Lysosominnehållet Inaktivera och försämra bakterierna.

Nästan alla lymfocyter ser lika ut under mikroskop. Men baserat på funktionella egenskaper och närvaron av specifika proteinmolekyler på sin cellyta, skiljer sig lymfocyterna i flera populationer:

jag. B-lymfocyter

ii. T-lymfocyter

III. Naturliga mördar (NK) celler

Tabell 4.2: Procentandel (approximativt) av lymfoida celler i normala humana vävnader:

De relativa proportionerna av T- och B-celler i perifert blod är ca 75 respektive 10 procent av alla lymfocyter. (Andelen varierar i olika vävnader). De återstående 15 procenten av perifera blodlymfocyter är NK-celler (tabell 4.2).

Både T- och B-celler uppkommer från de hematopoetiska stamcellerna i benmärgen hos vuxna eller lever av fostret. B-lymfocytutveckling sker helt inom benmärgen och de lämnar benmärgen i blodcirkulationen som mogna B-celler. Medan T-cellerna inte uppnår full mognad i benmärgen. Omogna T-celler från benmärgen träder in i blodcirkulationen och når ett organ som kallas thymus. I thymus utvecklas de omogna T-lymfocyterna (även kallade som progenitor T-lymfocyter) ytterligare och lämnar thymus som mogna T-lymfocyter till cirkulationen (Figur 4.4).

Fig. 4.4: Utveckling av T-lymfocyter och B-lymfocyter.

Vid en vuxen produceras T-lymfocyter och B-lymfocyter från de hematopoetiska stamcellerna i benmärgen. Hela utvecklingen av B-celler sker inom benmärgen och följaktligen är B-cellerna som frigörs från benmärgen mogna B-celler. Utvecklingen av T-lymfocyter avslutas inte i benmärgen. T-celler som frigörs från benmärgen är omogna och kallas för progenitor-T-lymfocyter. Progenitor-T-cellerna kommer in i ett organ som kallas thymus. Ytterligare mognad av T-cellerna uppträder i tymusen och mogna T-celler frisätts från tymus till cirkulationen

De mogna lymfocyterna som kommer in i blodcirkulationen kallas virginlymfocyter. Virgin lymfocyter är i "vila" eller "vilande" tillstånd och de delar inte upp. Virgin lymfocyter har bara några dagar av livet. Om jungfrunslymfocyt inte kommer i kontakt med dess specifika antigen dör lymfocyt om några dagar. Å andra sidan, om vilande lymfocyt händer att kontakta sitt specifika antigen aktiveras lymfocyten. (Ett antigen beskrivs generellt som en främmande substans, som kan inducera immunsvar i värden).

I motsats till vilande lymfocyt dör inte den aktiverade lymfocyten om några dagar. Den aktiverade lymfocyten genomgår flera successiva omgångar celldelning under en period av flera dagar. Några av de uppdelade lymfocyterna blir effektorlymfocyter och de återstående cellerna blir minneslymfocyter (fig 4.5).

Figurerna 4.5A och B: Lymfocytaktivering. Mogna T-lymfocyter och B-lymfocyter som går in i cirkulationen från respektive tymus och benmärg ligger i viloplats eller jungfruligt tillstånd. (A) Kontakt av en vilande lymfocyt med dess specifika antigen leder till aktiveringen av lymfocyten. Den aktiverade lymfocyten genomgår flera divisioner.

Efter varje delning kan dottercellerna dela vidare eller dottercellerna kan sluta ytterligare division och differentiera till minnes (M) lymfocyter eller effektor (E) lymfocyter. (B) Den vilande lymfocyten, som inte kommer i kontakt med det specifika antigenet, dör inom några dagar efter att ha gått in i cirkulationen

jag. Effector lymfocyter lever i några dagar till några veckor och utför specifika defensiva aktiviteter mot antigenet.

ii. Medan minneslymfocyterna återgår till viloperation och överlever i många månader till år. Därefter aktiveras minnescellen om minnescellen kommer i kontakt med det specifika antigenet. Aktiverad minnescellsdelning och deras funktioner leder till eliminering av antigenet. Minneslymfocyter utgör en stor andel lymfocyter hos vuxna.

B-lymfocyter:

Hos fåglar förekommer utvecklingen av B-lymfocyter i ett speciellt organ, Fabricus bursa, beläget nära cloacae. B-lymfocyten härledde dess bokstavsbeteckning från sin mognadsplats i fåglar, bursa fabricius. För övrigt uppstår namnet B som hos människa förekommer cellutvecklingen och mognaden av cellen i benmärg.

Förvärvad immunitet beskrivs att ha två armar, den humorala immuniteten och den cellmedierade immuniteten. B-celler är de huvudsakliga celltyperna som är involverade i humoral immunitet. B-celler uppkommer från de hematopoietiska stamcellerna i benmärgen.

Äldre B-celler från benmärgen som kommer in i cirkulation kallas vilande (eller jungfruliga) B-celler. De vilande B-cellerna utsöndrar inte immunoglobulin s. Men de vilande B-cellerna uttrycker immunoglobulinmolekyler på deras cellmembran (kallad ytimmunoglobulin s) (figur 4.7).

Ytimmunoglobulinet tjänar som antigenreceptorer av B-celler. Varje B-cell uttrycker tiotusentals sådana antigenreceptorer på deras yta. Alla ytimmunoglobulinerna på en enda B-cell binder till en typ av antigen (dvs en B-cell är specifik för ett specifikt antigen).

Fig. 4.7: B-cellytimmunoglobuliner (sig) och utsöndrade immunglobuliner (antikroppar).

Vila B-cell uttrycker många ytimmunoglobulin (sIg) molekyler på sitt cellmembran. Sichorna är förankrade i B-cellmembranet. Sigarna på B-celler binder till det specifika antigenet. Bindning av antigen med sIgs leder till aktiveringen av B-cellen. Vid aktivering delas den aktiverade B-cellen för att producera effektor B-celler (även kallade plasmaceller) och minne B-celler. Plasmacellerna utsöndrar immunoglobulinets. Det utsöndrade immunoglobulinet heter antikroppar

När antigenet binder till ytimmunoglobulinreceptorn i en vilande B-cell sänds signaler inuti B-cellen och de efterföljande händelserna leder till B-cellaktivering. Aktiverad B-cell ökar i storlek och delar. Några av de uppdelade cellerna blir effektor B-celler (kallade plasmaceller) och resten blir minnes B-celler.

Plasmacellerna (effektorns avkomma från den aktiverade B-cellen) utsöndrar stora mängder immunoglobulin, som kallas antikroppar. Antikropparna binder till sina specifika antigener och leder till eliminering av antigenerna. Plasmaceller är ovala eller äggformade celler med riklig cytoplasma. Vanligtvis uttrycker plasmaceller inte ytimmunoglobulin s, men utsöndrar stora mängder immunoglobulin s. Plasmaceller delas inte längre och vanligtvis dör om några dagar till några veckor.

Den antikropp som utsöndras av en plasmacell kommer endast att binda med antigenet, vilket aktiverade B-cellen (från vilken plasmacellen producerades) och detta benämns antikroppens specificitet. Så länge antigenet kvarstår i kroppen, produceras nya plasmaceller. Följaktligen ökar mängden antikropp i blodet. (Vid kroniska infektioner som spetälska och tuberkulos finns stora mängder antikroppar närvarande i blodet på grund av den långvariga närvaron av dessa bakterier i kroppen). Efter eliminering av antigenet upphör produktionen av plasmaceller långsamt och följaktligen minskar antikroppsmängden över en tidsperiod.

T-lymfocyter:

T-lymfocyter uppstår från de hematopoetiska stamcellerna i benmärgen. T-cellerna som kommer in i cirkulationen från benmärg är omogna och kallas progenitor-T-celler. De omogna T-cellerna går in i ett organ som kallas thymus. Ytterligare mognad av T-celler inträffar inuti tymusen. Senare släpps mogna T-celler i blodcirkulationen från tymusen. (Men B-celler som släppts från benmärgen i cirkulation är i mogen form).

T-celler spelar viktiga roller i förvärvade immunsvar. Tillsammans med makrofager är T-cellerna involverade i en kategori av förvärvade immunsvar som kallas cellmedierad immunitet (CMI). Även T-cells hjälp behövs för att B-cellen ska producera antikroppar. Därför krävs T-celler för både cellmedierade immunsvar och humorala immunresponser.

Antigenreceptorn av T-cellen bildas av ett komplex av proteiner som kallas T-cellreceptor (TCR), som är närvarande på ytan av T-cellen (Fig. 4.8). Bindning av antigen till TCR aktiverar T-cellen.

Fig. 4.8: T-cellreceptor.

T-cellreceptor (TCR) är ett komplex av åtta trans-membranproteiner i T-cellmembranet. TCR-a och p-kedjorna binder till antigenet. De återstående sex kedjorna kallas kollektivt CD3-komplex

T-celler utsöndrar inte immunoglobulin s. I stället utövar T-cellerna sina skyddande effekter huvudsakligen på två sätt (fig 4.9):

1. Direkt cell-till-cellkontakt mellan T-cell och annan cell: Den direkta kontakten mellan T-cellens ytmolekyler och cellcellmolekylerna i en annan cell påverkar den andra cellens aktiviteter.

2. Aktiverad T-cell utsöndrar många substanser som kallas cytokiner. Cytokinerna påverkar i sin tur verksamheten hos andra celler. Baserat på funktioner och vissa molekyler som är närvarande på cellmembranen delas T-cellerna i två subpopuleringar som kallas helper T ( _TH ) celler och cytotoxiska T (TC) celler.

Fig. 4.9: Två sätt genom vilka T-cellen påverkar B-cellens funktioner. Schematiskt diagram som visar de två sätten genom vilka hjälpen T (T _H ) cellen påverkar B cellens aktiviteter. Vila B-cell aktiveras vid bindning av dess y-immunoglobulin (sig) med antigenet. Bortsett från antigenbindning behöver B-cellen också hjälp från T _H- cell för aktivering. T- _H- cellen hjälper B-cellen på två olika sätt. 1. Cell-till-cellkontakt mellan _TH- cell och B-cell: CD40-ligand (CD40L) -molekyler närvarande på ytan av _TH- cellen interagerar med CD40-molekyler på B-cellytan.

Den direkta cellen till cellen interaktion (mellan CD40L på T _H- cellen och CD40 på B-cellen) är ett sätt genom vilket T _H- cellen påverkar B-cellaktivering. 2. T _H- cellen utsöndrar lnterleukin-2, lnterleukin-4 och interleukin-5. De T- _h- cell-utsöndrade interleukinerna binder till interleukinreceptorer (IL-2-receptor, IL-4-receptor och IL-5-receptor) på ytan av B-cellen. Bindningen av interleukiner påverkar också B-cellaktivering. T-cellen påverkar således B-cellaktivering genom de interleukiner som utsöndras av den.

Naturliga mördarceller:

Naturliga mördar (NK) -celler är stora granulära lymfocyter. NK-celler härledas också från de hematopoetiska stamcellerna i benmärg. Till skillnad från T-celler kräver NK-celler inte tymus för sin mognad. Femton procent av perifera blodleukocyter bildas av NK-celler. NK-cellaktiviteten kräver ingen tidigare exponering för antigenerna. Därför kallas de "naturliga mördare" celler. NK-celler verkar på virusinfekterade celler, cancerceller och transplanterade (såsom njur) främmande celler.

2. Monocyter och makrofager:

Den ryska biologen Elie Metchnikoff (1883) föreslog först idén att fagocyter spelar en viktig roll i värdförsvaret. Metchnikoff kallade dessa stora mononukleära fagocyter som makrofager. Monocyter och makrofager är rörliga celler och rör sig därför fritt till inflammatoriska ställen. Monocyter och makrofager (fig 4.10) är kända som scavenger celler i kroppen, eftersom de engulferar och smälter mikrober, främmande partiklar och skräp från skadade platser. Bortsett från fagocytos spelar dessa celler viktiga roller i förvärvad immunitet.

Monocyt (12-20 pim diameter) är den största kärnbildade cellen i blod och den härstammar från den hematopoietiska stamcellen i benmärg. Blodmonocytet delas inte och har en genomsnittlig transiteringstid på 32 timmar i blod. Monocyterna kommer ut ur blodcirkulationen och ligger i vävnaderna.

I vävnaderna skiljer sig monocyterna och sedimenterar som funktionellt mer aktiva celler, som kallas vävnadsmakrofager eller histiocyter. Makrofager är fem till tio gånger större än monocyter och innehåller mer lysosomer. Makrofager har ett mycket långt liv i vävnaderna, ofta överlevande i månader eller till och med år. Makrofagerna i olika vävnader kallas av olika namn (tabell 4.3).

Tabell 4.3: Beteckning av makrofager:

Celler som har förmåga att uppsluka och bryta ned mikrober och andra partikelformiga ämnen kallas fagocyter. Neutrofiler, monocyter och makrofager är de huvudsakliga fagocytiska cellerna. Processen genom vilken cellerna fyller material och omsluter materialet i en vakuol (kallad fagosom) i cytoplasman kallas fagocytos. Det finns många membranbundna lagringsgranuler som kallas lysosomer i cytoplasman i fagocyten.

Inom sekunder efter fagocytos smälter lysosomernas membran med phagosoms membran och bildar en fagolysosom. Granulerna i lysosomer utmatas över frågan inuti fagolysosomen. Processen för utsläpp av granuler över det fagocytoserade materialet kallas degranulering. Det granulära innehållet verkar på saken och resulterar i inaktivering och nedbrytning av saken.

Makrofagfunktioner:

1. Längs med lymfocyter spelar makrofagerna en viktig roll i förvärvad immunitet. Makrofager är de huvudsakliga antigenpresenterande cellerna (APC) till T-celler.

2. Makrofagerna aktiveras av cytokiner (huvudsakligen av interferon gamma) som produceras av aktiverade T-celler. De aktiverade makrofagerna har större förmåga att döda bakterier och tumörceller. Således spelar makrofagerna många aktiva roller under hela dramatiken av cellmedierad immunitet. (Makrofager fångar mikroberna, presentera dem för T-celler, och slutligen dödar makrofagerna själva mikroberna med hjälp av T-cellcykokiner som interferon gamma).

3. Makrofager fagocytosebakterier och dödar dem. Makrofager fagocytosebakterier, även under bakteriens första inträde i värden och spelar därmed en viktig roll i medfödd immunitet. Makrofager har receptorer för Fc-fragmentet av immunoglobulin och C3b, genom vilka de fagocytosebakterier. Således är de också viktiga fagocytiska celler av förvärvat immunförsvar. Lysozymer, väteperoxid och kväveoxid av makrofager har antibakteriella aktiviteter och de dödar de fagocytoserade bakterierna.

4. Aktiverade makrofager utsöndrar också en mängd olika produkter (Tabell 4.4), varav många är aktiva i inflammation. Många av dessa produkter är fördelaktiga; men om makrofagaktivering är oreglerad, har dessa produkter en skadlig effekt på värdvävnaderna.

5. Makrofager hjälper till att förebygga spridning av cancerceller från en plats till en annan.

6. Makrofager tar bort gamla, skadade och döende celler i kroppen.

7. Makrofager krävs för reparation av vävnader och ärrbildning (efter vävnadsskada)

8. Makrofager utsöndrar många cytokiner som påverkar tillväxten och aktiviteten hos många andra celler.

Aktiverade makrofager:

Normalt är makrofagerna i viloläge. Makrofager aktiveras av ett antal stimuli. Makrofagerna aktiveras genom fagocytos av främmande ämnen, som bakterier. Makrofagaktiviteten förbättras ytterligare av cytokiner utsöndrade av aktiverade T-hjälparceller (såsom interferon gamma).

De aktiverade makrofagerna skiljer sig från vilande makrofager på många sätt:

jag. Aktiverade makrofager har större fagocytisk aktivitet.

ii. Aktiverade makrofager har större förmåga att döda mikrober.

III. Aktiverade makrofager producerar många cytokiner som verkar mot intracellulär bakterier, virusinfekterad cell och cancerceller.

iv. Aktiverade makrofager uttrycker mycket höga nivåer av MHC-klass II-molekyler på deras yta. Följaktligen ökar deras antigenpresentationskapacitet till hjälpar-T-celler. Således underlättar makrofager hjälper-T-cellfunktioner och i sin tur underlättar T-hjälparceller makrofagfunktioner.

3. Neutrofiler:

Neutrofiler är så kallade på grund av deras neutrala färgning med Wright-fläck. Neutrofiler kallas ofta polymorfa nukleära celler (PMN) på grund av deras kärnors multiplicerade natur. Neutrofiler är viktiga leukocyter som spelar en viktig roll i fagocytiserande bakterier och andra främmande ämnen som kommer in i kroppen.

Neutrofiler är rörliga celler och följaktligen migrerar de fritt till inflammationsställen. Varhelst vävnaden är skadad samlas neutrofilerna i stora antal på den skadade platsen inom några timmar. Neutrofiler är de huvudsakliga fagocyterna hos det medfödda immunsystemet.

Neutrofiler härrör från hematopoetiska stamceller i benmärgen och släpps ut i cirkulation varje dag i stort antal (tabell 4.5).

Tabell 4.5: Några egenskaper hos neutrofiler, lymfocyter och monocyter-makrofager

Utländska ämnen som bakterier är uppslukad av neutrofiler. De svulmade bakterierna dödas sedan av granulära innehållet i neutrofilerna. Neutrofiler genererar antimikrobiella ämnen genom syreberoende och syreoberoende mekanismer för att döda mikroberna.

En vuxen har omkring 50 miljarder neutrofiler i omlopp. Neutrofilerna i blod kan inte delas vidare. De har en livstid på 12 timmar och under denna period cirkulerar de i blodet. Under deras turné i blod, om neutrofilerna stöter på en vävnadsskada, flyttar de sig ut ur blodcirkulationen och ackumuleras i stort antal på den skadade platsen.

Vid vävnadsskada bor endast neutrofilerna i några timmar. Därför hälls många neutrofiler på platsen för vävnadsskada och färska neutrofiler från blodcirkulationen till platsen. När neutrofilerna dör, frigörs enzymerna från neutrofilerna utanför cellen. Dessa enzymer kondenserar de närliggande värdcellerna och det främmande materialet för att bilda en viskös semi-flytande substans som kallas pus.

Den fagocytiska mekanismen för neutrofiler liknar den hos makrofager. Äldre neutrofiler innehåller flera granuler. Fyra typer av granuler har beskrivits att vara närvarande i neutrofiler (tabell 4.6).

Tabell 4.6: Neutrofila granuler

1. Primära (azurofila) granuler innehåller i allmänhet många antimikrobiella substanser. Dessa granuler smälter med fagosomen, vilket resulterar i degranulering av granulerna i fagolysosomen. Innehållet i granulaten verkar på de fagocytoserade mikroberna och nedbryter dem.

jag. Myeloperoxidas i primärgranulatet katalyserar produktionen av hypoklorit från klorid och väteperoxid genom oxidativ utbrott.

ii. Defensiner dödar en mängd bakterier, virus och svampar.

III. Lysozymer nedbryter bakteriella peptidoglykaner.

2. Sekundära (specifika) granuler. Några av de sekundära granulerna smälter också med fagosom. Det föreslås att sekundära granulerna frisätts till utsidan av neutrofilen och de modifierar de inflammatoriska svaren.

3. Tertiära (gelatinas) granuler innehåller många membranproteiner.

4. Sekretorblåsor.

4. Eosinofiler:

Eosinofiler starkt fläckar med färgämnet eosin. Eosinofiler är starkt förknippade med allergiska reaktioner och helminthic parasitiska infektioner. Eosinofil är en leukocyt som produceras från hematopoetiska stamceller i benmärgen. Det är 12-17 μm i diameter och har en bilobed kärna.

Cytoplasman har eosinofila granuler. 1 till 3 procent av cirkulerande perifera vita blodkroppar är eosinofiler. De flesta eosinofilerna finns i bindväven, vilka finns närvarande i hela människokroppen. Cirkulerande eosinofiler har en halveringstid på 6 till 12 timmar. I bindväven är uppehållstiden för eosinofiler endast några dagar.

Antalet cirkulerande eosinofiler ökar vid allergiska sjukdomar och helminthicinfektioner. Eosinofili är termen som används för att beteckna sådant ökat antal eosinofiler i perifert blod. (Interleukin-5 (IL-5) antas vara ansvarig för ökningen av eosinofiler under dessa förhållanden).

5. Basopliils:

Basofiler (7-10 μm i diameter) cirkulerar vita blodkroppar härledda från de hematopoetiska stamcellerna i benmärgen.

Basofiler har många av egenskaperna hos vävnadsmastceller. Liksom mastceller har basofiler membranreceptorer för Fc-regionen av IgE (cirka 2, 70 000 receptorer är närvarande i varje cell) och cytoplasman innehåller histaminrika granuler. Det finns emellertid många morfologiska och biokemiska skillnader mellan basofil och mastceller.

Basofiler ackumuleras i vävnader under många inflammatoriska tillstånd. Det antas allmänt att basofiler deltar i IgE-medierade reaktioner på ett sätt som liknar mastcellerna. Ändå är rollen som spelas av basofiler i immunitet och överkänslighet ännu inte känd.