Структурная и функциональная характеристика лейкоцитов

ЛИМФОЦИТЫ – являются основными клетками организма, способными к распознаванию антигена и осуществлению иммунологических реакций. Лимфоциты и лимфоидные органы составляют иммунную систему организма. Как мы уже говорили лимфоидная или иммунная система предназначена для поддержания антигенного постоянства организма, для комплементарной регуляции клеточных функций, пролиферации и гомеостаза, а также для защиты организма от патогенов /Бернет, 1971/.

Морфологически различают большие, средние и малые лимфоциты, а функционально: Т- и В-лимфоциты. Малые лимфоциты имеют диаметр 7 микрон, средние 10, а большие – 12–18. Ядро занимает большую часть клетки, имеет круглую или овальную форму. Вокруг ядра имеется светлый ободок цитоплазмы, получивший название перенуклеарной зоны. Большинство лимфоцитов в физиологических условиях малые, большие лимфоциты в норме в периферической крови не встречаются. Функционально Т- и В-лимфоциты формируют звенья клеточного и гуморального иммунитета. В иностранной литературе принята цифровая маркировка лимфоцитов: Т1, Т2, Т4, Т8, NK, Тн, Тs и т.д.

МОНОЦИТЫ представляют собой крупные клетки периферической крови с диаметром 14–20 мкм. Имеют характерное строение и форму. Структура ядра грубая, но рыхлая, форма ядра может быть разной, от лентовидной до округлой, но чаще бобовидной. Отличительной чертой является отсутствие ровного контура. Цитоплазма, как правило, большая, серовато-голубого цвета, с пылевидной зернистостью, иногда вакуолизирована.

МОНОНУКЛЕАРНЫЕ ФАГОЦИТЫ идентифицируются в периферической крови как моноциты и, в конечном счете, необратимо становятся тканевыми макрофагами. Обладают выраженными секреторными и синтетическими функциями. Ряд возбудителей фагоцитируется только макрофагами: микобактерии, бруцеллы, сальмонеллы, листерии токсоплазмы и пораженные вирусами клетки. Макрофаги формируют систему мононуклеарных фагоцитов, куда входят гистиоциты соединительной ткани, свободные и фиксированные макрофаги костного мозга, лимфатических узлов, селезёнки, перитонеальные, альвеолярные макрофаги, клетки Купфера, остеокласты, микроглия, эпидермальные Лангерганса, эпителиоидные клетки и продукты их слияния многоядерные гигантские клетки. В отличие от нейтрофилов, макрофаги кроме фагоцитоза обладают выраженными синтетическими и секреторными функциями. По определению Ц. Кона "Макрофаг – вездесущий элемент воспаления. Системе мононуклеарных фагоцитов присущи многочисленные и сложные функции при воспалении – от инициирующих сигналов другим клеткам до деструкции тканей в очаге воспаления, восстановления ткани и заживления ран". Макрофаги гетерогенны в функциональном отношении: среди них имеются фагоциты, детерминированные на метаболическую активацию, и фагоциты, кооперирующиеся с лимфоцитами в иммунном ответе. Секреция и синтез медиаторов воспаления присуща, в основном, первым. Вторые способны продуцировать монокины, влияющие на хемотаксис и функции лимфоцитов.

Функциональная характеристика гранулоцитарных лейкоцитов тесно связана с их морфологическими особенностями. Гранулы, находящиеся в их цитоплазме, содержат отдельные ферменты, поэволяющие выполнять им бактерицидную роль и быть активными против некоторых грибов.

ЭОЗИНОФИЛ – клетка, поперечник которой равен 10–12 микрон. Цитоплазма – прозрачна, оранжевая с крупными и сильно преломляющими свет, ярко-красными, похожими на кетовую икру зернами, равномерно расположенными в цитоплазме. Ядро чаще всего состоит из 2-х сегментов, имеет форму наушников.

Эозинофильные гранулы содержат фосфорилазу и много орилсульфатазы, которые представляют ферменты, инактивирующие вещества, возникающие при анафилаксии. В гранулах эозинофилов определяются в большом количестве брадикинин и гистаминнейтрализующие факторы. Большие гранулы эозинофилов содержат лизосомальные энзимы, в том числе и пероксидазу, по физическим свойствам отличную от таковой в нейтрофилах.

БАЗОФИЛ – диаметр клетки 8–10 микрон. Содержит гранулы темно-фиолетового цвета. Наряду с крупными, встречаются мелкие и пылевидные гранулы. Гранулы прокрашиваются настолько интенсивно, что видны на фоне ядра.

Достойным внимания является то, что гранулы базофилов являются водорастворимыми, поэтому в окрашенных препаратах могут иметь размытый характер. Ядро большое, выглядит бесструктурным, т.к. пропитывается растворимыми веществами гранул цитоплазмы.

Гранулы базофилов дают метахроматическое окрашивание, содержат кислые мукополисахариды, в частности гепариноподобные соединения, гликоген, гиалуроновую кислоту и большое количество гистамина.

Базофилы участвуют в аллергических реакциях – гиперчувствительность немедленного типа. Освобождение вазоактивных веществ из базофилов и тучных клеток происходит при соединение их поверхности с иммуноглобулином Е (Ig E).

НЕЙТРОФИЛЫ клетки, составляющие основную массу лейкоцитов (50–70%), циркулирующей крови и тканей. Диаметр их составляет около 12 микрон. Нейтрофилы содержат 2 вида гранул:

Нейтрофильные гранулоциты периферической крови способны выполнять такие функции как: биоцидность (антимикробная функция), цитотоксичность, регуляторные влияния в системе гуморально-клеточной кооперации крови и соединительной ткани. Нейтрофильные гранулоциты периферической крови рассматриваются как саморегулирующаяся система в организме с афферентным звеном в виде рецепторного аппарата на поверхности нейтрофила, со специфической ультраструктурой и обменом веществ, и эффекторными механизмами: фагоцитоз, адгезия, хемотаксис, поглощение (погружение) переваривание, секреторная дегрануляция, метаболический взрыв. Перечисленные эффекторные функции нейтрофилов, следует кратко прокомментировать. Рецепторы цитоплазматических мембран нейтрофилов представляют собой, как правило, белки или гликопротеиды, расположенные на цитомембране и характеризуются высокой степенью сродства к биологически активным веществам, что позволяет клетке отвечать на различные эндогенные и экзогенные стимулы. К настоящему времени известно множество рецепторов различной специфичности.

Особенности ультраструктурной организации нейтрофилов обусловлены тем комплексом задач, которые выполняют фагоциты в процессе поддержания постоянства внутренней среды организма. Для выполнения этих задач зрелые нейтрофилы обладают лабильной цитоплазматической мембраной, имеющей на своей поверхности рецепторы и антигенные детерминанты (структуры). Выполнению этих задач служат: сегментированное ядро, цитоплазма с множеством глыбок липидов и гликогена, являющихся энергетическим и пластическим материалом в интактном и сенсибилизированном нейтрофиле. Также они обладают хорошо развитым гранулярным аппаратом, содержащим огромное количество регуляторных и биоцидных веществ. В процессе изучения состава гранулярных субстанций была выявлена большая, гетерогенная по своей структуре и функциям группа белков, отличительное физико-химическое свойство которых – катионный характер молекул. К этой группе веществ, называемых катионными белками, относятся: миелопероксидаза, лизоцим, лактоферрин, дифенсины, катепсин, эластаза, фосфолипаза и др. (Пигаревский В.Е.,1978). Катионные белки обладают широким спектром антимикробного действия, свойствами медиаторов воспаления, фактора проницаемости, стимулятора метаболических процессов в клетках и тканях, инициируют активацию макрофагов, выполняя функцию специфических опсонинов, участвуют в образовании лейкоцитарных пирогенов. Установлена значительная роль катионных белков в функционировании антикоагулянтных и антикомплементарных механизмов.

Установлена антимикробная активность катионных белков внутриклеточно в просвете фагоцитарной вакуоли (киллинг) и внеклеточно. Внеклеточных рассматривается 3 механизма антимикробной активности катионных белков:

1) прямое антимикробное действие, при выделении нейтрофилами катионных белков в межклеточное пространство;

2) опсонизация – подготовка бактерий к фагоцитозу;

3) стимуляция функциональной и метаболической активности макрофагов при контакте их с катионными белками.

При окраске по Романовскому-Гимза нейтрофилы содержат 2 вида гранул:

1) азурофильные /первичные/. Азурофильные – лизосомальные гранулы, содержащие в первую очередь миелопероксидазу, нейтральные и кислые гидролазы, лизоцим, катионные белки и фагоцитин.

2) специфические /вторичные/ (Ulliot, Bainton, 1974.), содержат лизоцим, эластазу и фагоцитин.

Щелочная фосфатаза локализуется в особых, вакуолизированных органеллах. Многие компоненты гранул нейтрофилов обладают антибактериальными свойствами и участвуют в фагоцитозе. Белок фагоцитин – эффективно действует против грамположительных и отрицательных бактерий. Это один из катионных белков, описанных в гранулоцитах человека (Welsh, Spitznagel, 1971; Olsson, Venge, 1972). Известно, по крайней мере, 7 таких компонентов в гранулоцитах человека. Они различаются по композиции и молекулярной массе.

Установлена активность катионных белков в повышении проницаемости сосудов, в освобождении гистамина из тучных клеток, обладают пирогенным эффектом и др.

Высокой антибактериальной активностью обладают миелопероксидаза, лизоцим, гидролазы, содержащиеся в азурофильных гранулах.

Эластаза специфических гранул переваривает микробную мембрану, лактоферин – связывает железо, вызывает бактериостаз, входит в состав сильной антимикробной перекисной системы нейтрофилов. Она активна против разных микробов, грибов, клеток млекопитающих. Её дефицит может носить наследственный характер, а может быть приобретённым; например, он отмечается при хроническом миелолейкозе, и может приводить к снижению бактерицидной функции нейтрофилов.

Палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы чувствительны к хемотаксическим факторам, которые образуются в результате взаимодействия иммуноглобулинов сыворотки с антигенами (Stossel, 1977). Нейтрофилы движутся по направлению к источнику хемотаксического фактора. Имея на своей поверхности рецепторы к Fc-фрагментам иммуноглобулинов, нейтрофилы соединяются с комплексами иммуноглобулин-микроорганизм, помещают их в фагосому и переваривают. Нейтрофилы играют большую роль в связывании огромного количества веществ, освобождаемых при бактериальной инвазии и некрозе тканей.

Клетки нейтрофилов составляют основную массу лейкоцитов периферической крови – 50–70%. Диаметр их около 12 микрон, цитоплазма оксифильна, но содержит большое количество мелких базофильных /пылевидных/ гранул, что, при окраске мазков крови по Романовскому – Гимзе, воспринимается как нейтральный цвет. Ядро компактное, состоит из 3–4 сегментов, соединенных узкими мостиками того же ядерного вещества.

Нейтрофилы в зависимости от формы ядра подразделяются на 2 класса:

Несегментированные – незрелые клетки: – миелоциты, – метамиелоциты /юные/ и палочкоядерные;

Сегментированные – зрелые клетки: – сегментоядерные нейтрофилы.

История создания этой классификации такова: Немецкий гематолог Арнет разделил все нейтрофилы на 5 классов в зависимости от числа сегментов в ядре, справедливо считая количество сегментов индикатором возраста нейтрофила, т.е. чем больше сегментов у нейтрофила, тем он старше.

На этом основании Шилинг, также крупнейший немецкий гематолог, создал классификацию нейтрофилов, принятую и по сей день.

По этой классификации незрелыми считаются только несегментированные нейтрофилы – это первый класс, и второй класс – сегментированные нейтрофилы.

Соотношение разных по степени зрелости нейтрофилов играет очень важное в практическом здравоохранении диагностическое, дифференциально-диагностическое, прогностическое, а также, судебно-медицинское и юридическое значение.

Увеличение содержания в периферической крови нейтрофилов 1 класса относят к ядерному нейтрофильному сдвигу влево, нарастание сегментоядерных нейтрофилов к сдвигу вправо.

Ядерный нейтрофильный сдвиг влево и вправо имеет очень важное диагностическое значение, нередко указывает на положительную или отрицательную динамику заболевания, в первую очередь имеются в виду воспалительные и инфекционные заболевания; и он же, сдвиг, позволяет отслеживать динамику этих процессов и прогноз.

Ядерный нейтрофильный сдвиг влево и вправо, как правило, сопровождается лейкоцитозом или лейкопенией.

Для достоверного определения соотношения между клетками нейтрофильного ряда определяют ядерный индекс, который рассчитывают отношением миелоцитов, метамиелоцитов и палочкоядерных клеток к сегментоядерным:

=  = 0,06;  = 0,08;

Примечание: буквами обозначены нейтрофильные клетки , а цифрами

процентное содержание нейтрофильных клеток в периферической крови:

 

минимальное процентное содержание –   = 0,06;

 

максимальное процентное содержание –   = 0,085;