Лейкоциты, классификация и функции. Защитная функция крови, фагоцитоз. Тромбоциты и их функции. Свертывание крови. Фибринолиз. Группы крови человека.
Лейкоциты формируют в организме человека мощный кровяной и тканевой барьеры против микробной, вирусной и паразитарной инфекции.
Лейкоциты, или белые кровяные тельца - это клетки с ядрами, не содержащие гемоглобина. В 1 мкл крови здорового человека содержится 4000-10000 лейкоцитов (4-9 109/л). Большая часть лейкоцитов (более 50%) находится за пределами сосудистого русла, в межклеточном пространстве, более 30% - в костном мозге. Процес образования и созревания лейкоцитов называется лейкопоэзом. Увеличение количества лейкоцитов называется лейкоцитозом, уменьшение - лейкопенией. Различают физиологический и реактивный лейкоцитоз. Первый чаще всего наблюдается после приема пищи, мышечной работе, беременности, сильных эмоциях. Второй вид лейкоцитоза характерен для воспалительных процессов и инфекционных заболеваний. Лейкопения (наиболее тяжелая форма – агранулоцитоз) приводит к резкому снижению защитных сил организма. При лейкопении прежде всего уменьшается число нейтрофилов, как за счет подавления лейкопоэза, так и в следствие усиленного удаления лейкоцитов из крови. Лейкопения наблюдается при некоторых инфекционных заболеваний. Выявленная в последние годы неинфекционная лейкопения связана главным образом с повышением радиационного фона, широким применением ряда лекарственных препаратов (цитостатики, анальгин). Злокачественная, неконтролируемая пролиферация лейкоцитов, ведущая к увеличению числа малодифференцированных клеток, не способных выполнять свою функцию наблюдается при лейкозах.
В зависимости от того, содержит ли цитоплазма зернистость (т.е. многочисленные лизосомы и секреторные гранулы) или она однородна, лейкоциты делятся на две группы: гранулоциты и агранулоциты.
ГРАНУЛОЦИТЫ - образуются в костном мозге и составляют 60% всех лейкоцитов крови. Срок жизни 2 суток. Гранулоциты в свою очередь, подразделяются на три вида: эозинофилы, гранулы которых окрашиваются в розовый цвет кислым красителем эозином; базофилы - гранулы окрашиваются в синий цвет основными красителями; нейтрофилы, гранулы воспринимают те и другие краски.
1. Нейтрофилы или нейтрофильные лейкоциты составляют 93-96% от всех гранулоцитов. Так как с возростом клеток изменяется форма их ядра, их еще называют полиморфноядерные лейкоциты. Часть гранул нейтрофилов представлена лизосомами, содержащими многочисленные энзимы: лизоцим, повреждающий стенку бактерий; катионные белки, нарушающие дыхание и рост микроорганизмов; протеазы и кислые гидролазы, позволяющие переваривать захваченные объекты. Другие гранулы содержат энзимы, участвующие в процессах регенерации тканей.
Нейтрофилы являются самыми важными функциональными элементами неспецифической защитной системы крови. Они способны быстро мигрировать и накапливаться в инфицированном или поврежденном участке тела, где они фагоцитируют, а затем убивают и переваривают бактерии. Выбор направления движения обусловлен появлением в участке повреждения хемотаксических факторов. Под влиянием этих факторов или хемоаттрактантов клетки поляризуются и начинают ползти по направлению к источнику аттрактанта. В результате большое количество лейкоцитов переходит в пораженную ткань. Самым мощным хемотаксическим эффектом обладают лейкотриены, они секретируются активированными Т-лимфоцитами (хелперами) после воздействия на них бактериальных агентов. Нейтрофилы способны получать энергию путем анаэробного гликолиза, поэтому могут существовать в очагах воспаления, бедных кислородом. Бактерицидный эффект нейтрофилов связан с возникающим в них через 30-60 секунд после контакта бактериального агента с мембраной нейтрофила "метаболическим (дыхательным) взрывом", при котором резко увеличивается потребление кислорода и образуются активные формы кислорода (АФК), являющихся сильными окислителями. Этот процесс инициируется НАДФН-оксидазой, катализирующей реакцию между восстановленным пиридиннуклеотидом и молекулярным кислородом в результате чего образуется перекись водорода и супероксидный анион-радикал. АФК, в частности анион-радикал кислорода, являются эффективными хемоаттрактантами. Нейтрофилы содержат в так называемых азурофильных гранулах большое количество фермента миелопероксидазы (5 % от сухого веса клеток). При фагоцитозе, сопровождающимся обязательной активацией фагоцитирующих клеток и развитием дыхательного взрыва, МПО секретируется вместе с АФК как во внеклеточную среду, так и в фагосому. В обоих компартментах МПО усиливает окислительный потенциал АФК, катализируя образование различных гипогалитов, при этом пероксид водорода используется как ко-субстрат в соответствии со следующим уравнением:
Cl-+
H2O2
+ H+
HOCl
+ H2O
Именно с продукцией гипохлорита (HOCl), который является чрезвычайно эффективным бактерицидным агентом, токсичным для бактерий даже в концентрации 50 мкМ, связывают участие МПО в процессах неспецифического иммунитета. Бактерицидный эффект нейтрофилов связан также с разрушением бактерий и продуктов распада тканей лизосомными ферментами. Образующийся в очагах воспаления гной состоит, главным образом, из нейтрофилов и их остатков.
2. Базофильные гранулоциты составляют 0,5-1% всех лейкоцитов крови. Эти клетки способны к фагоцитозу и миграции из кровяного русла в ткани. Могут накапливать в гранулах биологически активные вещества, очищая от них ткани. Базофилы способны выделять гистамин, который участвует в формировании аллергических реакций. Эти реакции развиваются при повторном воздействии нетоксических антигенов. При аллергии через нескольких минут самое большее часов наблюдается покраснения кожи, появляются сыпи, иногда развиваются спазмы легких (например, при воздействии пыльцы - сенная лихорадка) и в крайних случаях аллергия приводит к анафилактическому шоку.
3. Эозинофильные гранулоциты составляют 2-4% всех лейкоцитов крови. Они обладают фагоцитарной и бактерицидной активностью и способны убивать микроорганизмы и более крупных паразитов, например личинок глистов (аскарид, трихинелл), благодаря целому ряду механизмов и в первую очередь - продукции пероксида водорода. Эозинофилы уменьшают концентрацию биологически активных соединений, возникающих при аллергии, т.е. являются антагонистами базофилов.
АГРАНУЛОЦИТЫ - в цитоплазме этих лейкоцитов при окрашивании зернистость не выявляется. Они представлены лимфоцитами и моноцитами.
Лимфоциты - составляют 25-40% всех лейкоцитов. Образуются во многих органах: лимфатических узлах, миндалинах, пейеровых бляшках, аппендиксе, селезенке, вилочковой железе (тимусе), но главным образом в костном мозге. Лимфоциты играют ключевую роль в иммунитете (след. лекция).
Моноциты - 4-8% всех лейкоцитов крови. Образуются в костном мозге. Способность к фагоцитозу у них более выражена, чем у других форменных элементов крови. Из крови выходят в окружающие ткани - здесь растут, в них увеличивается содержание лизосом и митохондрий. Достигнув зрелости, превращаются в неподвижные клетки - тканевые макрофаги. Макрофаги способны функционировать в анаэробных условиях. Их цитотоксические свойства связаны с развитием дыхательного взрыва, в ходе которого образуются анион радикал кислорода, Н2О2, гидроксильный радикал (•ОН) и другие формы активного кислорода и азота, в том числе монооксид азота (NO). Кроме того, макрофаги секретируют более 100 биологически активных соединений. Вблизи очага воспаления эти клетки могут размножаться делением. Тканевые макрофаги образуют ограничивающий вал вокруг тех инородных тел, которые не могут быть удалены с помощью фагоцитоза. Остеокласты (специализированные макрофаги костной ткани) применяют АФК для разрушения кости - обязательного условия ее обновления. Во всех этих случаях клетки-защитники быстро поглощают большое количество О2, используют его для образования АФК при помощи расположенной в плазматической мембране НАДФН-оксидазы дыхательного взрыва. Важное значение АФК для защиты от бактерий доказывается тем, что при инактивирующей мутации этого фермента возникает хронический септический грануломатоз: фагоцитированные микроорганизмы остаются живыми, что приводит к повторным хроническим инфекциям и чревато сепсисом.
При инфекционных заболеваниях наблюдаются характерные изменения в содержании и соотношении различных форм лейкоцитов. При остром инфекционном заболевании на начальном этапе – нейтрофильный лейкоцитоз и снижение числа лимфоцитов и эозинофилов, затем возрастает количество моноцитов и это свидетельствует об успешной борьбе организма с инфекцией и в заключительный период болезни, при окончательном выздоровлении увеличивается содержание лимфоцитов и эозинофилов, очищающих организм от токсинов.