5 tipi di leucociti (globuli bianchi)

I leucociti o globuli bianchi sono le cellule importanti coinvolte in molte delle funzioni di difesa. Sono prodotti dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo.

Ci sono diversi leucociti con morfologia e funzioni diverse. Il numero totale di leucociti e le percentuali di differenti leucociti nel sangue periferico umano sono riportati nella Tabella 4.1. Esistono diversi tipi di leucociti:

1. Linfociti:

I linfociti derivano dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo. Il normale uomo adulto ha circa trilioni (10 ¹² ) di linfociti. Il linfocita è una piccola cellula tonda (5-12 micrometri) con un nucleo che occupa quasi l'intera cellula, lasciando un citoplasma scarso.

Tabella 4.1: Conte leucocitarie del sangue venoso periferico:

Fichi da 4.3A a F: fagocitosi e degradazione della materia (come i batteri). (A) Fagociti e batteri. (B) Il fagocita sporge la sua pseudopodia intorno ai batteri. (C e D) Lo pseudopodia circonda i batteri. Dopo aver circondato i batteri, la pseudopodia si fonde con la formazione di un vacuolo membranoso. Il vacuolo membranoso è chiamato fagosoma.

I batteri si trovano all'interno del fagosoma. (E) Le membrane lisosomali del fagocita si fondono con la membrana fagosomale e formano un fagolososoma. I contenuti lisosomiali sono scaricati sui batteri. (F) I contenuti lisosomiali Inattivano e degradano i batteri.

Quasi tutti i linfociti si assomigliano al microscopio. Ma in base alle proprietà funzionali e alla presenza di specifiche molecole proteiche sulla loro superficie cellulare, i linfociti si distinguono in diverse popolazioni:

io. Linfociti B

ii. Linfociti T

iii. Cellule natural killer (NK)

Tabella 4.2: percentuale (approssimativa) delle cellule linfoidi nei tessuti umani normali:

Le proporzioni relative delle cellule T e B nel sangue periferico sono rispettivamente di circa il 75 e il 10% di tutti i linfociti. (La proporzione varia in diversi tessuti). Il restante 15 percento dei linfociti del sangue periferico sono cellule NK (Tabella 4.2).

Entrambe le cellule T e B derivano dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo dell'adulto o del fegato del feto. Lo sviluppo dei linfociti B avviene interamente all'interno del midollo osseo e lascia il midollo osseo nella circolazione sanguigna come cellule B mature. Mentre le cellule T non raggiungono la piena maturità nel midollo osseo. Le cellule T immature dal midollo osseo entrano nella circolazione sanguigna e raggiungono un organo chiamato timo. Nel timo i linfociti T immaturi (chiamati anche linfociti T progenitori) si sviluppano ulteriormente e lasciano il timo come linfociti T maturi alla circolazione (Fig. 4.4).

Fig. 4.4: Sviluppo di linfociti T e linfociti B.

In un adulto, i linfociti T ei linfociti B sono prodotti dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo. L'intero sviluppo delle cellule B avviene all'interno del midollo osseo e di conseguenza, le cellule B rilasciate dal midollo osseo sono cellule B mature. Considerando che lo sviluppo dei linfociti T non è completato nel midollo osseo. Le cellule T rilasciate dal midollo osseo sono immature e sono chiamate linfociti T progenitori. Le cellule T progenitrici entrano in un organo chiamato timo. L'ulteriore maturazione delle cellule T avviene nel timo e le cellule T mature vengono rilasciate dal timo nella circolazione

I linfociti maturi che entrano nella circolazione sanguigna sono chiamati linfociti vergini. I linfociti vergini sono in stato di 'riposo' o 'quiescente' e non si dividono. I linfociti vergini hanno solo pochi giorni di vita. Se il linfocita vergine non viene a contatto con il suo antigene specifico, il linfocita muore in pochi giorni. D'altra parte, se il linfocita riposante incontra il suo antigene specifico, il linfocita viene attivato. (Un antigene è generalmente descritto come una sostanza estranea, che può indurre risposte immunitarie nell'ospite).

In contrasto con il linfocita a riposo, il linfocita attivato non muore in pochi giorni. Il linfocita attivato subisce diversi cicli successivi di divisione cellulare per un periodo di diversi giorni. Alcuni dei linfociti divisi diventano linfociti effettori e le cellule rimanenti diventano linfociti di memoria (Fig. 4.5).

Figure 4.5A e B: attivazione dei linfociti. I linfociti T maturi e i linfociti B che entrano in circolo dal timo e dal midollo osseo sono rispettivamente in stato di riposo o vergine. (A) Il contatto di un linfocita a riposo con il suo antigene specifico porta all'attivazione del linfocita. Il linfocita attivato subisce diversi cicli di divisione.

Dopo ogni divisione, le cellule figlie possono dividersi ulteriormente o le cellule figlie possono interrompere ulteriori divisioni e differenziarsi in linfociti di memoria (M) o linfociti effettori (E). (B) Considerando che il linfocita a riposo, che non entra in contatto con l'antigene specifico, muore entro pochi giorni dall'ingresso in circolo

io. I linfociti effettrici vivono da pochi giorni a poche settimane e svolgono specifiche attività difensive contro l'antigene.

ii. Considerando che, i linfociti di memoria tornano allo stato di riposo e sopravvivono per molti mesi o anni. Successivamente, se la cella di memoria entra in contatto con l'antigene specifico, la cellula di memoria viene attivata. La divisione delle cellule di memoria attivata e le loro funzioni portano all'eliminazione dell'antigene. I linfociti di memoria costituiscono una grande proporzione di linfociti nell'adulto.

Linfociti B:

Negli uccelli, lo sviluppo dei linfociti B avviene in un organo speciale, la borsa di Fabrizio, situata vicino alle cloacae. Il linfocita B ha derivato la sua designazione della lettera dal suo sito di maturazione negli uccelli, la borsa di fabricius. Per inciso, il nome B diventa adatto come nell'uomo lo sviluppo cellulare e la maturazione della cellula avviene nel midollo osseo.

L'immunità acquisita è descritta per avere due braccia, l'immunità umorale e l'immunità cellulo-mediata. Le cellule B sono i principali tipi cellulari coinvolti nell'immunità umorale. Le cellule B sorgono dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo.

Le cellule B mature dal midollo osseo che entrano in circolazione sono chiamate cellule B a riposo (o vergine). Le cellule B a riposo non secernono le immunoglobuline. Ma le cellule B in riposo esprimono molecole di immunoglobuline sulla loro membrana cellulare (chiamate immunoglobuline di superficie) (Fig. 4.7).

Le immunoglobuline di superficie servono come recettori antigene delle cellule B. Ogni cellula B esprime decine di migliaia di tali recettori antigenici sulla loro superficie. Tutte le immunoglobuline di superficie su una singola cellula B si legano a un tipo di antigene (cioè una cellula B è specifica per un particolare antigene).

Fig. 4.7: Immunoglobuline di superficie delle cellule B (sigs) e immunoglobuline secrete (anticorpi).

La cellula B di riposo esprime numerose molecole di immunoglobulina di superficie (sIg) sulla sua membrana cellulare. I dati sono ancorati alla membrana delle cellule B. I segnali sulle cellule B si legano all'antigene specifico. Il legame dell'antigene con i sIgs porta all'attivazione della cellula B. All'attivazione, la cellula B attivata si divide per produrre cellule effettrici B (dette anche cellule plasmatiche) e cellule B di memoria. Le plasmacellule secernono le immunoglobuline. Le immunoglobuline secrete sono chiamate anticorpi

Quando l'antigene si lega al recettore immunoglobulinico di superficie su una cellula B a riposo, i segnali vengono inviati all'interno delle cellule B e gli eventi successivi portano all'attivazione delle cellule B. Le cellule B attivate aumentano di dimensioni e si dividono. Alcune delle cellule divise diventano cellule B effettrici (chiamate plasmacellule) e il resto diventa cellule B di memoria.

Le plasmacellule (progenie effettrice delle cellule B attivate) secernono grandi quantità di immunoglobuline, chiamate anticorpi. Gli anticorpi si legano ai loro specifici antigeni e portano all'eliminazione degli antigeni. Le cellule del plasma sono cellule ovali o a forma di uovo con abbondante citoplasma. Di solito, le plasmacellule non esprimono l'immunoglobulina di superficie, ma secernono grandi quantità di immunoglobuline. Le cellule del plasma non si dividono ulteriormente e di solito muoiono in pochi giorni a poche settimane.

L'anticorpo secreto da una plasmacellula si legherà solo con l'antigene, che ha attivato la cellula B (da cui è stata prodotta la plasmacellula) e questo è indicato come la specificità dell'anticorpo. Finché l'antigene rimane nel corpo, vengono prodotte nuove cellule plasmatiche. Di conseguenza, aumenta la quantità di anticorpi nel sangue. (Nelle infezioni croniche come la lebbra e la tubercolosi nel sangue è presente una grande quantità di anticorpi a causa della prolungata presenza di questi batteri nel corpo). Dopo l'eliminazione dell'antigene, la produzione di plasmacellule cessa lentamente e, di conseguenza, anche la quantità di anticorpi diminuisce per un periodo di tempo.

Linfociti T:

I linfociti T derivano dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo. Le cellule T che entrano nella circolazione dal midollo osseo sono immature e sono chiamate cellule T progenitrici. Le cellule T immature entrano in un organo chiamato timo. L'ulteriore maturazione delle cellule T avviene all'interno del timo. Più tardi, le cellule T mature vengono rilasciate nella circolazione sanguigna dal timo. (Ma le cellule B rilasciate dal midollo osseo in circolazione sono in forma matura).

Le cellule T svolgono ruoli importanti nelle risposte immunitarie acquisite. Insieme ai macrofagi, le cellule T sono coinvolte in una categoria di risposte immunitarie acquisite chiamate immunità cellulo-mediata (CMI). Anche le cellule T aiutano è necessario per la cellula B per produrre anticorpi. Quindi, le cellule T sono necessarie sia per le risposte immunitarie cellulo-mediate che per le risposte immunitarie umorali.

Il recettore antigene della cellula T è formato da un complesso di proteine ​​chiamato recettore delle cellule T (TCR), che è presente sulla superficie della cellula T (figura 4.8). Il legame dell'antigene a TCR attiva la cellula T.

Fig. 4.8: Recettore delle cellule T

Il recettore delle cellule T (TCR) è un complesso di otto proteine ​​trans-membrana nella membrana delle cellule T. Le catene α e β del TCR si legano all'antigene. Le restanti sei catene sono chiamate collettivamente complesso CD3

Le cellule T non secernono le immunoglobuline. Invece, le cellule T esercitano i loro effetti protettivi principalmente attraverso due modi (Figura 4.9):

1. Contatto diretto cellula-cellula tra cellule T e altre cellule: il contatto diretto delle molecole di superficie delle cellule T con le molecole di superficie cellulare di altre cellule influenza le attività dell'altra cellula.

2. La cellula T attivata secerne molte sostanze chiamate citochine. Le citochine a loro volta influenzano le attività di altre cellule. Sulla base delle funzioni e di alcune molecole presenti sulle membrane cellulari, le cellule T sono suddivise in due sottopopolazioni chiamate cellule T helper (T _H ) e cellule citotossiche T (T _C ).

Fig. 4.9: Due modi attraverso i quali la cellula T influenza le funzioni della cellula B. Schema che mostra i due modi attraverso i quali la cellula T helper (T _H ) influenza le attività delle cellule B. La cellula B di riposo viene attivata al momento del legame delle sue immunoglobuline di superficie (sigs) con l'antigene. Oltre al legame con l'antigene, anche la cellula B ha bisogno dell'aiuto delle cellule T _H per l'attivazione. La cella T _H aiuta la cellula B in due modi diversi. 1. Contatto cellula-cellula tra cellule T _H e cellule B: Le molecole CD40 Ligand (CD40L) presenti sulla superficie delle cellule T _H interagiscono con le molecole CD40 sulla superficie delle cellule B.

L'interazione diretta cellula-cellula (tra il CD40L sulle cellule T _H e CD40 sulle cellule B) è un modo attraverso il quale le cellule T _H influenzano l'attivazione delle cellule B. 2. I linfociti T _H lteroukin-2, lnterleukin-4 e interleuchina-5. La cellula T _H secretata interleuchine si lega ai recettori dell'interleuchina (recettore IL-2, recettore IL-4 e recettore IL-5) sulla superficie delle cellule B. Il legame delle interleuchine influenza anche l'attivazione delle cellule B. Pertanto, la cellula T influenza l'attivazione delle cellule B attraverso le interleuchine secrete da essa.

Cellule natural killer:

Le cellule natural killer (NK) sono grandi linfociti granulari. Le cellule NK derivano anche dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo. A differenza delle cellule T, le cellule NK non richiedono il timo per la loro maturazione. Il 15% dei leucociti del sangue periferico è formato da cellule NK. L'attività delle cellule NK non richiede alcuna precedente esposizione agli antigeni. Quindi, sono chiamate cellule 'natural killer'. Le cellule NK agiscono su cellule infettate da virus, cellule cancerose e cellule estranee trapiantate (come i reni).

2. Monociti e macrofagi:

Il biologo russo Elie Metchnikoff (1883) suggerì inizialmente l'idea che i fagociti giocassero un ruolo importante nella difesa dell'ospite. Metchnikoff chiamava questi grandi fagociti mononucleati come macrofagi. Monociti e macrofagi sono cellule mobili e quindi si muovono liberamente in siti infiammatori. Monociti e macrofagi (figura 4.10) sono noti come cellule scavenger del corpo, perché inghiottono e digeriscono microbi, particelle estranee e detriti dai siti danneggiati. Oltre alla fagocitosi, queste cellule svolgono un ruolo importante nell'immunità acquisita.

Il monocito (12-20 diametro del diametro) è la più grande cellula nucleata nel sangue e proviene dalla cellula staminale ematopoietica nel midollo osseo. Il monocita del sangue non si divide e ha un tempo di transito medio di 32 ore nel sangue. I monociti escono dalla circolazione sanguigna e risiedono nei tessuti.

Nei tessuti, i monociti si differenziano e si stabiliscono come cellule funzionalmente più attive, chiamate macrofagi tissutali o istiociti. I macrofagi sono da cinque a dieci volte più grandi dei monociti e contengono più lisosomi. I macrofagi hanno una vita molto lunga nei tessuti, spesso sopravvivono per mesi o addirittura anni. I macrofagi in diversi tessuti sono chiamati con nomi diversi (Tabella 4.3).

Tabella 4.3: Designazione dei macrofagi:

Le cellule che hanno la capacità di inghiottire e degradare i microbi e altre particelle sono chiamate fagociti. Neutrofili, monociti e macrofagi sono le principali cellule fagocitiche. Il processo mediante il quale le cellule inglobano il materiale e racchiudono il materiale in un vacuolo (chiamato fagosoma) nel citoplasma è chiamato fagocitosi. Ci sono molti granuli di memoria legati alla membrana chiamati lisosomi nel citoplasma del fagocita.

Entro pochi secondi dopo la fagocitosi, le membrane dei lisosomi si fondono con la membrana del fagosoma e formano un fagolososoma. I granuli nei lisosomi vengono scaricati sulla materia all'interno del fagolisosoma. Il processo di scarico dei granuli sul materiale fagocitato è chiamato degranulazione. I contenuti granulari agiscono sulla materia provocando l'inattivazione e la degradazione della materia.

Funzioni macrofagiche:

1. Insieme ai linfociti, i macrofagi svolgono un ruolo importante nell'immunità acquisita. I macrofagi sono le principali cellule presentanti l'antigene (APC) alle cellule T.

2. I macrofagi diventano "attivati" dalle citochine (principalmente dall'interferone gamma) prodotti dalle cellule T attivate. I macrofagi attivati ​​hanno una maggiore capacità di uccidere i batteri e le cellule tumorali. Pertanto, i macrofagi svolgono molti ruoli attivi durante l'intero dramma dell'immunità cellulo-mediata. (I macrofagi catturano i microbi, li presentano alle cellule T e infine i macrofagi uccidono i microbi con l'aiuto delle citochine delle cellule T come l'interferone gamma).

3. Macrofagi batterici fagocitosi e ucciderli. I batteri dei fagociti macrofagi anche durante il primo ingresso dei batteri nell'ospite e svolgono quindi un ruolo importante nell'immunità innata. I macrofagi hanno recettori per il frammento Fc di immunoglobulina e C3b, attraverso il quale i batteri fagocitosi. Quindi, sono importanti cellule fagocitiche del sistema immunitario acquisito anche. I lisozimi, il perossido di idrogeno e l'ossido nitrico dei macrofagi hanno attività antibatteriche e uccidono i batteri fagocitati.

4. I macrofagi attivati ​​secernono anche una varietà di prodotti (Tabella 4.4), molti dei quali sono attivi nell'infiammazione. Molti di questi prodotti sono vantaggiosi; tuttavia, se l'attivazione dei macrofagi non è regolata, questi prodotti hanno un effetto dannoso sui tessuti ospiti.

5. I macrofagi aiutano nella prevenzione della diffusione delle cellule tumorali da un luogo all'altro.

6. I macrofagi rimuovono le cellule vecchie, danneggiate e morenti del corpo.

7. I macrofagi sono necessari per la riparazione dei tessuti e la formazione di cicatrici (dopo lesioni tissutali)

8. I macrofagi secernono molte citochine che influenzano la crescita e l'attività di molte altre cellule.

Macrofagi attivati:

Normalmente i macrofagi sono in uno stato di riposo. I macrofagi sono attivati ​​da una serie di stimoli. I macrofagi sono attivati ​​dalla fagocitosi di sostanze estranee, come i batteri. L'attività dei macrofagi è ulteriormente potenziata dalle citochine secrete dalle cellule T helper attivate (come l'interferone gamma).

I macrofagi attivati ​​differiscono dai macrofagi a riposo in molti modi:

io. I macrofagi attivati ​​hanno una maggiore attività fagocitaria.

ii. I macrofagi attivati ​​hanno una maggiore capacità di uccidere i microbi.

iii. I macrofagi attivati ​​producono molte citochine che agiscono contro i batteri intracellulari, le cellule infette da virus e le cellule tumorali.

iv. I macrofagi attivati ​​esprimono livelli molto alti di molecole MHC di classe II sulla loro superficie. Di conseguenza, la loro capacità di presentare l'antigene di aiutare le cellule T aumenta. Pertanto, i macrofagi facilitano le funzioni delle cellule T helper e, a loro volta, le cellule T helper facilitano le funzioni dei macrofagi.

3. Neutrofili:

I neutrofili sono così chiamati a causa della loro colorazione neutra con la colorazione di Wright. I neutrofili sono spesso chiamati cellule nucleari polimorfiche (PMN) a causa della natura moltiplicata dei loro nuclei. I neutrofili sono i leucociti importanti che svolgono un ruolo essenziale nei batteri fagocitare e altre sostanze estranee che entrano nel corpo.

I neutrofili sono cellule mobili e quindi migrano liberamente in siti di infiammazione. Ovunque il tessuto è ferito, i neutrofili si accumulano in grandi quantità sul sito danneggiato entro poche ore. I neutrofili sono i principali fagociti del sistema immunitario innato.

I neutrofili nascono dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo e vengono rilasciati in circolazione ogni giorno in grandi quantità (Tabella 4.5).

Tabella 4.5: Alcune proprietà di neutrofili, linfociti e monociti-macrofagi

Sostanze estranee come i batteri sono inghiottite dai neutrofili. I batteri inghiottiti vengono poi uccisi dal contenuto granulare dei neutrofili. I neutrofili generano sostanze antimicrobiche da meccanismi dipendenti dall'ossigeno e dall'ossigeno indipendenti per uccidere i microbi.

Un adulto ha circa 50 miliardi di neutrofili in circolazione. I neutrofili nel sangue non possono dividersi ulteriormente. Hanno una vita di 12 ore e durante questo periodo circolano nel sangue. Durante il loro tour nel sangue, se i neutrofili si imbattono in un sito di lesioni tissutali, si spostano dalla circolazione sanguigna e si accumulano nel sito danneggiato in gran numero.

Nel sito di lesione tissutale, i neutrofili vivono solo per poche ore. Quindi, molti neutrofili muoiono nel sito della lesione tissutale e nuovi neutrofili dalla circolazione sanguigna vengono versati nel sito. Quando i neutrofili muoiono, gli enzimi dai neutrofili vengono rilasciati all'esterno della cellula. Questi enzimi liquefanno le cellule ospiti vicine e il materiale estraneo per formare una sostanza semi-liquida viscosa chiamata pus.

Il meccanismo fagocitico dei neutrofili è simile a quello dei macrofagi. I neutrofili maturi contengono diversi granuli. Quattro tipi di granuli sono stati descritti come presenti nei neutrofili (Tabella 4.6).

Tabella 4.6: Granuli di neutrofili

1. I granuli primari (azuropilici) in generale contengono molte sostanze antimicrobiche. Questi granuli si fondono con il fagosoma, provocando la degranulazione dei granuli nel fagolisosoma. Il contenuto dei granuli agisce sui microbi fagocitati e li degrada.

io. La mieloperossidasi nel granulo primario catalizza la produzione di ipoclorito da cloruro e perossido di idrogeno mediante il burst ossidativo.

ii. I Defensins uccidono una varietà di batteri, virus e funghi.

iii. I lisozimi degradano i peptidoglicani batterici.

2. Granuli secondari (specifici). Alcuni dei granuli secondari si fondono anche con il fagosoma. Si suggerisce che i granuli secondari siano rilasciati all'esterno dei neutrofili e modifichino le risposte infiammatorie.

3. I granuli terziari (gelatinasi) contengono molte proteine ​​di membrana.

4. vescicole secretorie.

4. Eosinofili:

Gli eosinofili si macchiano fortemente con l'eosina colorante. Gli eosinofili sono fortemente associati a reazioni allergiche e infezioni parassitarie da elminti. L'eosinofilo è un leucocita prodotto dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo. Ha un diametro di 12-17 μm e un nucleo bilobato.

Il citoplasma ha granuli eosinofili. Da 1 a 3 percento dei globuli bianchi periferici circolanti sono eosinofili. La maggior parte degli eosinofili si trova nei tessuti connettivi, che sono presenti in tutto il corpo umano. Gli eosinofili circolanti hanno un'emivita da 6 a 12 ore. Nei tessuti connettivi il tempo di residenza degli eosinofili è di pochi giorni.

Il numero di eosinofili circolanti aumenta nelle malattie allergiche e nelle infezioni da elminti. Eosinofilia è il termine usato per indicare un numero così elevato di eosinofili nel sangue periferico. (Si ritiene che l'interleuchina-5 (IL-5) sia responsabile dell'aumento degli eosinofili in queste condizioni).

5. Basopliils:

I basofili (7-10 μm di diametro) stanno circolando globuli bianchi derivati ​​dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo.

I basofili hanno molte proprietà dei mastociti tissutali. Come i mastociti, i basofili hanno recettori di membrana per la regione Fc di IgE (circa 2, 70.000 recettori sono presenti in ogni cellula) e il citoplasma contiene granuli ricchi di istamina. Tuttavia, ci sono molte differenze morfologiche e biochimiche tra basofili e mastociti.

I basofili si accumulano nei tessuti durante molte condizioni infiammatorie. Generalmente si presume che i basofili partecipino alle reazioni mediate da IgE, in modo simile a quello dei mastociti. Tuttavia, il ruolo svolto dai basofili nell'immunità e nell'ipersensibilità deve ancora essere conosciuto.