5 typer leukocytter (hvite blodceller)

Leukocytter eller hvite blodlegemer er de viktige cellene som er involvert i mange av forsvarsfunksjonene. De er produsert fra hematopoietiske stamceller i beinmarg.

Det finnes forskjellige leukocytter som har forskjellig morfologi og funksjoner. Det totale antall leukocytter og prosenter av forskjellige leukocytter i det menneskelige perifere blod er gitt i tabell 4.1. Det finnes forskjellige typer leukocytter:

1. Lymfocytter:

Lymfocytter oppstår fra hematopoietiske stamceller i benmargen. Den normale voksne mennesker har omtrent trillioner (10 ¹² ) lymfocytter. Lymfocytt er en liten, rund (5-12 mikrometer diameter) celle med en kjernekilde som opptar nesten hele cellen, og etterlater skarp cytoplasma.

Tabell 4.1: Perifer venøs blodleukocyttall:

Fig. 4.3A til F: Fagocytose og nedbrytning av materie (som bakterier). (A) Fagocyt og bakterier. (B) Fagocyten utstikker sin pseudopodi rundt bakteriene. (C og D) Pseudopodia omslutter bakteriene. Etter omkretsing av bakteriene resulterer pseudopodia-sikringen som dannelse av en membranøs vakuol. Den membranøse vakuolen kalles fagosom.

Bakteriene ligger inne i phagosomen. (E) Fagocytens lysosomale membraner smelter sammen med fagosomalmembranen og danner et fagolysosom. Lysosominnholdet utledes over bakteriene. (F) Lysosominnholdet Inaktiver og nedbryt bakteriene.

Nesten alle lymfocyttene ser like ut under mikroskop. Men basert på funksjonelle egenskaper og tilstedeværelsen av spesifikke proteinmolekyler på deres celleoverflate, skilles lymfocyttene i flere populasjoner:

Jeg. B-lymfocytter

ii. T-lymfocytter

iii. Naturlig morder (NK) celler

Tabell 4.2: Prosentandel (omtrentlig) av lymfoide celler i normale humane vev:

De relative proporsjoner av T og B-celler i perifert blod er henholdsvis 75 og 10 prosent av alle lymfocytter. (Andelen varierer i forskjellige vev). De resterende 15 prosent av perifere blodlymfocytter er NK-celler (tabell 4.2).

Både T og B-celler oppstår fra de hematopoietiske stamceller i beinmarg av voksne eller lever av fosteret. B-lymfocyttutvikling foregår helt innenfor beinmargen og de forlater beinmargene i blodsirkulasjon som modne B-celler. Mens T-cellene ikke oppnår full modenhet i benmargen. Umodne T-celler fra benmarg kommer inn i blodsirkulasjonen og når et organ som kalles tymus. I thymus utvikler de umodne T-lymfocyttene (også kalt som stamceller T-lymfocytter) videre og lar thymus som modne T-lymfocytter til sirkulasjonen (figur 4.4).

Fig. 4.4: Utvikling av T-lymfocytter og B-lymfocytter.

I en voksen produseres T-lymfocytter og B-lymfocytter fra de hematopoietiske stamceller i benmargen. Hele utviklingen av B-celler forekommer i beinmarg og følgelig er de B-celler som frigjøres fra beinmargen, modne B-celler. Mens utviklingen av T-lymfocytter ikke er fullført i beinmargen. T-celler frigjort fra beinmargen er umodne og kalles progenitor T-lymfocytter. Forfader T-cellene kommer inn i et organ kalt thymus. Ytterligere modning av T-cellene forekommer i tymus og modne T-celler frigjøres fra tymus til sirkulasjon

De modne lymfocyttene som kommer inn i blodsirkulasjonen kalles virgin lymfocytter. Virgin lymfocytter er i "hvilende" eller "hvilende" tilstand, og de deler ikke. Virgin lymfocytter har bare noen få dager i livet. Hvis jomfru lymfocytt ikke kommer i kontakt med sitt spesifikke antigen, dør lymfocytten om få dager. På den annen side, hvis den hvilende lymfocytt skjer for å kontakte sitt spesifikke antigen, aktiveres lymfocytten. (Et antigen er generelt beskrevet som en fremmed substans, som kan indusere immunrespons i verten).

I motsetning til hvilende lymfocyt dør den aktiverte lymfocytten ikke om noen dager. Den aktiverte lymfocytt gjennomgår flere påfølgende runder med celledeling over en periode på flere dager. Noen delte lymfocytter blir effektorlymfocytter, og de gjenværende cellene blir minne lymfocytter (figur 4.5).

Fig. 4.5A og B: Lymfocytaktivering. Eldre T-lymfocytter og B-lymfocytter som går inn i sirkulasjonen fra henholdsvis tymus og benmarg, er i hvilemodus eller jomfru tilstand. (A) Kontakt av en hvilende lymfocytt med sitt spesifikke antigen fører til aktiveringen av lymfocytten. Den aktiverte lymfocytten gjennomgår flere runder av divisjon.

Etter hver divisjon kan dattercellene dele videre, eller dattercellene kan stoppe videre divisjon og skille seg inn i minnet (M) lymfocytter eller effektor (E) lymfocytter. (B) Mens hvilende lymfocytt, som ikke berører det spesifikke antigenet, dør innen få dager etter å ha kommet inn i sirkulasjonen

Jeg. Effektor lymfocytter lever i noen dager til få uker og utfører spesifikke defensive aktiviteter mot antigenet.

ii. Mens minnet lymfocytter vender tilbake til hvilestadium og overlever i mange måneder til år. Deretter blir minnek cellen aktivert hvis minnek cellen kommer i kontakt med det spesifikke antigenet. Aktivert minnecelledeling og deres funksjoner fører til eliminering av antigenet. Minne lymfocytter utgjør en stor andel lymfocytter hos voksne.

B lymfocytter:

Hos fugler skjer utviklingen av B-lymfocytter i et spesielt organ, bursa av Fabricius, som ligger nær cloacae. B-lymfocytten avledet sin brevbetegnelse fra sitt modningssted i fugler, bursa of fabricius. Forresten, navnet B blir egnet som hos mannen forekommer celleutviklingen og modningen av cellen i beinmarg.

Ervervet immunitet er beskrevet å ha to armer, den humoral immunitet og den cellemedierte immuniteten. B-celler er de viktigste celletyper involvert i humoral immunitet. B-celler oppstår fra hematopoietiske stamceller i beinmarg.

Eldre B-celler fra beinmarget som kommer inn i sirkulasjon kalles de hvilende (eller jomfruelige) B-cellene. De hvilende B-cellene utskiller ikke immunoglobulin. Men de hvilende B-cellene uttrykker immunoglobulinmolekyler på deres cellemembran (kalt overflateimmunoglobulin) (figur 4.7).

Overflateimmunoglobulinet tjener som antigenreceptorer av B-celler. Hver B-celle uttrykker titusener av slike antigenreceptorer på deres overflate. Alt overflateimmunoglobulin er på en enkelt B-celle bundet til en type antigen (dvs. en B-celle er spesifikk for et bestemt antigen).

Figur 4.7: B-celleoverflateimmunoglobuliner (seg) og utsöndrede immunglobuliner (antistoffer).

Hvilende B-celle uttrykker mange overflateimmunglobulin (sIg) molekyler på sin cellemembran. Siktene er forankret til B-cellemembranen. Sigene på B-celle binder til det spesifikke antigenet. Binding av antigen med slimene fører til aktiveringen av B-cellen. Ved aktivering deles den aktiverte B-cellen for å produsere effektor B-celler (også kalt plasmaceller) og minne B-celler. Plasmaceller utskiller immunoglobulinets. Den utsöndrede immunoglobulin er kalt antistoffer

Når antigenet binder seg til overflateimmunoglobulinreseptoren på en hvilende B-celle, sendes signaler inne i B-cellen, og de påfølgende hendelsene fører til B-celleaktivering. Aktivert B-celle øker i størrelse og deler. Noen av de delte cellene blir effektor B-celler (kalt plasmaceller), og resten blir B-celler fra minnet.

Plasma celler (effektor avkom fra den aktiverte B-cellen) utskiller store mengder immunoglobulin, som kalles antistoffer. Antistoffene binder seg til deres spesifikke antigener og fører til eliminering av antigenene. Plasmaceller er ovale eller eggformede celler med rikelig cytoplasma. Vanligvis uttrykker plasmaceller ikke overflateimmunoglobulin, men utskiller store mengder immunoglobulin. Plasmaceller splittes ikke lenger og dør vanligvis om få dager til få uker.

Antistoffet utskilt av en plasmacelle vil bare binde med antigenet, som aktiverte B-cellen (hvorfra plasmacellen ble produsert) og dette refereres til som antistoffets spesifisitet. Så lenge antigenet forblir i kroppen, blir nye plasmaceller produsert. Følgelig øker mengden av antistoff i blodet. (Ved kroniske infeksjoner som spedalsk og tuberkulose er det store mengder antistoffer tilstede i blodet på grunn av den lange forekomsten av disse bakteriene i kroppen). Etter eliminering av antigenet opphører produksjonen av plasmaceller sakte, og følgelig avtar antistoffmengden også over en tidsperiode.

T-lymfocytter:

T-lymfocytter oppstår fra de hematopoietiske stamceller i benmargen. T-cellene som kommer inn i sirkulasjonen fra beinmarg er umodne og kalles stamceller T-celler. De umodne T-cellene kommer inn i et organ kalt thymus. Ytterligere modning av T-celler forekommer inne i thymus. Senere blir modne T-celler frigjort i blodsirkulasjonen fra thymus. (Men B-celler som frigis fra beinmargene i omløp er i moden form).

T-celler spiller viktige roller i oppkjøpte immunresponser. T-cellene er sammen med makrofager involvert i en kategori av tilegnede immunresponser kalt cellemediert immunitet (CMI). Også T-celler er nødvendig for at B-cellen skal produsere antistoffer. Derfor er T-celler kreves for både celle-medierte immunresponser og humoral immunrespons.

Antigenreseptoren av T-cellen dannes av et kompleks av proteiner kalt T-celle-reseptor (TCR), som er tilstede på overflaten av T-cellen (figur 4.8). Binding av antigen til TCR aktiverer T-cellen.

Fig. 4.8: T-cellereceptor.

T-cellereceptor (TCR) er et kompleks av åtte trans-membranproteiner i T-cellemembranen. A og p-kjedene i TCR binder til antigenet. De resterende seks kjedene kalles kollektivt CD3-kompleks

T-celler utsettes ikke for immunoglobulin. I stedet utøver T-cellene sine beskyttende effekter hovedsakelig på to måter (figur 4.9):

1. Direkte celle-til-cellekontakt mellom T-celle og annen celle: Direkte kontakt av T-celleoverflatemolekyler med celleoverflatemolekylene i annen celle påvirker aktivitetene til den andre cellen.

2. Aktivert T-celle utskiller mange stoffer kalt cytokiner. Cytokiner påvirker i sin tur aktivitetene til andre celler. Basert på funksjoner og visse molekyler som er tilstede på cellemembranene, er T-cellene delt inn i to subpopulasjoner kalt helper T (T _H ) celler og cytotoksiske T (T _C ) celler.

Fig. 4.9: To måter gjennom hvilke T-cellen påvirker funksjonene til B-cellen. Skjematisk diagram som viser de to måtene gjennom hvilke hjelper T (T _H ) celle påvirker aktivitetene til B-cellen. Hvilende B-celle aktiveres ved binding av dens overflateimmunoglobulin (seg) med antigenet. Bortsett fra antigenbindingen trenger B-cellen også hjelp fra T _H- cellen for aktivering. T _H- cellen hjelper B-cellen ved to forskjellige måter. 1. Cell-til-cellekontakt mellom _TH- celle og B-celle: CD40-ligand (CD40L) molekyler tilstede på overflaten av _TH- cellen interagerer med CD40-molekyler på B-celleoverflaten.

Den direkte celle-til-celle-interaksjonen (mellom CD40L på T _H- cellen og CD40 på B-cellen) er en måte gjennom hvilken T _H- cellen påvirker B-celleaktivering. 2. T _H- cellen utskiller lnterleukin-2, lnterleukin-4 og interleukin-5. De T- _h- celleutskilte interleukiner binder til interleukinreceptorer (IL-2-reseptor, IL-4-reseptor og IL-5-reseptor) på overflaten av B-cellen. Bindingen av interleukiner påvirker også B-celleaktivering. T-cellen påvirker således B-celleaktivering gjennom interleukinene utskilt av den.

Natural Killer Cells:

Naturlige morder (NK) -celler er store granulære lymfocytter. NK-celler er også avledet fra hematopoietiske stamceller i benmargen. I motsetning til T-celler krever ikke NK-celler tymus for modning. Femten prosent av perifere blodleukocytter dannes av NK-celler. NK-celleaktiviteten krever ingen tidligere eksponering for antigenene. Derfor blir de kalt "naturlige morder" -celler. NK-celler virker på virusinfiserte celler, kreftceller og transplanterte (som nyre) fremmede celler.

2. Monocytter og makrofager:

Den russiske biologen Elie Metchnikoff (1883) foreslo først ideen om at fagocytter spiller en viktig rolle i vertsforsvaret. Metchnikoff kalte disse store mononukleære fagocytter som makrofager. Monocytter og makrofager er motile celler og flyttes derfor fritt til inflammatoriske steder. Monocytter og makrofager (figur 4.10) er kjent som scavenger celler i kroppen, fordi de engulfer og fordøyer mikrober, fremmede partikler og rusk fra skadede steder. Bortsett fra fagocytose spiller disse cellene viktige roller i oppkjøpt immunitet.

Monocyt (12-20 pim diameter) er den største nucleated cellen i blod og den stammer fra hematopoietisk stamcelle i benmarg. Blodmonocytten deles ikke og har en gjennomsnittlig transittid på 32 timer i blod. Monocytene kommer ut av blodsirkulasjonen og bor i vevet.

I vevene skiller monocyttene seg og settes som funksjonelt mer aktive celler, kalt vevmakrofager eller histiocytter. Makrofager er fem til ti ganger større enn monocytter og inneholder flere lysosomer. Makrofager har et veldig langt liv i vevet, som ofte overlever i måneder eller til og med år. Makrofager i forskjellige vev kalles av forskjellige navn (tabell 4.3).

Tabell 4.3: Betegnelse av makrofager:

Celler som har kapasitet til å oppsluke og nedbryte mikrober og andre partikler, kalles fagocytter. Neutrofiler, monocytter og makrofager er de viktigste fagocytiske cellene. Prosessen hvorved cellene bryter inn materiale og omslutter materialet i en vakuol (kalt fagosom) i cytoplasma, kalles fagocytose. Det er mange membranbundne lagringsgranulater kalt lysosomer i cytoplasma av fagocytten.

Innen sekunder etter fagocytose smelter lysosomens membraner sammen med membranen i fagosomet og danner et fagolysosom. Granulene i lysosomene utledes over saken inne i fagolysosomet. Prosessen med utslipp av granuler over fagocytosert materiale kalles degranulering. Det granulære innholdet virker på saken og resulterer i inaktivering og nedbrytning av saken.

Makrofagfunksjoner:

1. Sammen med lymfocytter spiller makrofager en viktig rolle i oppnådd immunitet. Makrofager er de viktigste antigen-presenterende celler (APCs) til T-celler.

2. Makrofager blir "aktivert" av cytokiner (hovedsakelig av interferon gamma) produsert av aktiverte T-celler. De aktiverte makrofager har større evne til å drepe bakterier og tumorceller. Dermed spiller makrofagerne mange aktive roller under hele dramaet av cellemediert immunitet. (Makrofager fanger mikrober, presenterer dem for T-celler, og til slutt dræper makrofager selv mikrober ved hjelp av T-celle-cytokiner som interferon gamma).

3. Makrofager fagocytosebakterier og drep dem. Makrofager fagocytosebakterier, selv under første inngrep av bakteriene i verten, og dermed spiller en viktig rolle i medfødt immunitet. Makrofager har reseptorer for Fc-fragmentet av immunoglobulin og C3b, gjennom hvilke de fagocytosebakterier. Dermed er de også viktige fagocytiske celler av kjøpt immunsystem. Lysozymer, hydrogenperoksid og nitrogenoksid av makrofager har antibakterielle aktiviteter, og de dreper fagocytosed bakterier.

4. Aktiverte makrofager secreterer også en rekke produkter (Tabell 4.4), hvorav mange er aktive i betennelse. Mange av disse produktene er gunstige; Men hvis makrofagaktivering er uregulert, har disse produktene en skadelig effekt på vertsvevet.

5. Makrophages hjelper til å forebygge spredning av kreftceller fra ett sted til et annet.

6. Makrofager fjerner gamle, skadede og døende celler i kroppen.

7. Makrofager er nødvendige for reparasjon av vev og arrdannelse (etter vevskader)

8. Makrofager utskiller mange cytokiner som påvirker veksten og aktiviteten til mange andre celler.

Aktiverte makrofager:

Normalt er makrofagene i hvilestatus. Makrofager aktiveres av en rekke stimuli. Makrofager aktiveres ved fagocytose av fremmede stoffer, som bakterier. Makrophageaktivitet forbedres ytterligere av cytokiner utsatt av aktiverte T-hjelperceller (som interferon gamma).

De aktiverte makrofager avviger fra hvilende makrofager på mange måter:

Jeg. Aktiverte makrofager har større fagocytisk aktivitet.

ii. Aktiverte makrofager har større evne til å drepe mikrober.

iii. Aktiverte makrofager produserer mange cytokiner som virker mot intracellulære bakterier, virusinfiserte celler og kreftceller.

iv. Aktiverte makrofager uttrykker svært høye nivåer av MHC klasse II molekyler på overflaten. Følgelig øker deres antigen-presentasjonskapasitet til hjelper T-celler. Således letter makrofager lettere T-cellefunksjoner, og i sin tur letter T-hjelperceller makrofagfunksjoner.

3. nøytrofiler:

Neutrofiler er så navngitt på grunn av deres nøytrale farging med Wright-flekk. Neutrofiler kalles ofte polymorph-nukleære celler (PMNs) på grunn av den multipliserte naturen til deres kjerner. Neutrofiler er de viktige leukocyttene som spiller en viktig rolle i fagocytiserende bakterier og andre fremmede stoffer som kommer inn i kroppen.

Neutrofiler er motile celler og dermed migrerer de fritt til steder med betennelse. Hvor enn vevet er skadet, akkumulerer nøytrofilene i store mengder på det skadede området innen få timer. Neutrofile er de viktigste fagocytter av det medfødte immunsystemet.

Neutrofiler oppstår fra hematopoietiske stamceller i beinmarg og frigjøres daglig i store mengder (tabell 4.5).

Tabell 4.5: Noen egenskaper av nøytrofiler, lymfocytter og monocytter-makrofager

Utenlandske stoffer som bakterier er oppslukt av nøytrofiler. De oppslukkede bakteriene blir så drept av granulære innholdet i nøytrofilene. Neutrofile genererer antimikrobielle stoffer ved oksygenavhengige og oksygen-uavhengige mekanismer for å drepe mikrober.

En voksen har rundt 50 milliarder nøytrofiler i omløp. Neutrofiler i blod kan ikke dele videre. De har en levetid på 12 timer og i løpet av denne perioden sirkulerer de i blodet. I løpet av sin tur i blodet, hvis nøytrofile kommer over et sted av vevskader, beveger de seg ut av blodsirkulasjonen og akkumuleres i det skadede området i store mengder.

På stedet for vevskada lever nøytrofilene bare i få timer. Derfor dør mange nøytrofiler på stedet for vevskader og friske nøytrofiler fra blodsirkulasjonen helles i stedet. Som nøytrofilene dør, frigjøres enzymer fra nøytrofiler utenfor cellen. Disse enzymer forteller de nærliggende vertsceller og det fremmede materialet til å danne et viskøst halvfluidstoff som kalles pus.

Den fagocytiske mekanismen for nøytrofiler er lik den for makrofager. Eldre nøytrofiler inneholder flere granulater. Fire typer granuler er beskrevet for å være tilstede i nøytrofiler (tabell 4.6).

Tabell 4.6: Neutrofile granuler

1. Primære (azurofile) granulat inneholder generelt mange antimikrobielle stoffer. Disse granulene smelter sammen med fagosomet, noe som resulterer i degranulering av granulene i fagolysosomet. Innholdet av granulene virker på fagocytosed mikrober og nedbryter dem.

Jeg. Myeloperoksidase i primærgranulatet katalyserer produksjonen av hypokloritt fra klorid og hydrogenperoksid ved oksidativ utbrudd.

ii. Defensiner dreper en rekke bakterier, virus og sopp.

iii. Lysozymer nedbryter bakterielle peptidoglykaner.

2. Sekundære (spesifikke) granulater. Noen av de sekundære granulene smelter også med fagosom. Det foreslås at sekundære granulatene frigjøres til ytre delen av nøytrofilen og de modifiserer de inflammatoriske responsene.

3. Tertiær (gelatinase) granulat inneholder mange membranproteiner.

4. Sekretoriske vesikler.

4. Eosinofiler:

Eosinofiler sterkt flekker med fargestoffet eosin. Eosinofiler er sterkt forbundet med allergiske reaksjoner og helminthic parasittiske infeksjoner. Eosinofil er en leukocyt produsert fra hematopoietiske stamceller i benmargen. Det er 12-17 μm i diameter og har en bilobed kjernen.

Cytoplasma har eosinofile granulater. 1 til 3 prosent av sirkulerende perifere hvite blodceller er eosinofiler. De fleste eosinofilene er i bindevevet, som er til stede i hele kroppen. Sirkulerende eosinofiler har en halveringstid på 6 til 12 timer. I bindevevet er oppholdstidspunktet for eosinofiler bare få dager.

Antall sirkulerende eosinofiler øker i allergiske sykdommer og helminthic infeksjoner. Eosinofili er begrepet som brukes til å betegne slik økt antall eosinofiler i perifert blod. (Interleukin-5 (IL-5) antas å være ansvarlig for økningen i eosinofiler under disse forholdene).

5. Basopliils:

Basofiler (7-10 μm i diameter) sirkulerer hvite blodceller som stammer fra hematopoietiske stamceller i benmargen.

Basofiler har mange av egenskapene til vevsmastceller. Som mastceller har basofile membranreseptorer for Fc-regionen av IgE (ca. 2, 70.000 reseptorer er tilstede i hver celle) og cytoplasma inneholder histaminrike granulater. Imidlertid er det mange morfologiske og biokjemiske forskjeller mellom basofil og mastceller.

Basofiler akkumuleres i vev under mange inflammatoriske tilstander. Det antas generelt at basofiler deltar i IgE-medierte reaksjoner på samme måte som mastceller. Likevel er rollen som spilles av basofiler i immunitet og overfølsomhet ennå ikke kjent.