Leucocitele

Leucocitele sau globulele albe sunt un grup heterogen de celule nucleate, in general circulante, implicate in apararea organismului. Morfologic si functional ele sunt o populatie extrem de diversificata.

Leucocitele au o activitate metabolica mult mai intensa decat eritrocitele, unele dintre ele executa miscari proprii. Rezistenta osmotica a leucocitelor este mult mai mare decat a eritrocitelor.

La mamifere, numarul leucocitelor in sange reprezinta 1-2 % din numarul eritrocitelor iar la pasari 0,5-1%. Numarul leucocitelor variaza in limite fiziologice cu varsta si starea de fiziologica; numarul creste ( leucocitoza fiziologica ) in timpul digestiei, in efort fizic,emotii si la frig.

In raport cu varsta, numarul total al leucocitelor si proportia diferitelor forme de leucocite variaza mult. La animalele batrane numarul leucocitelor circulante scade ( leucopenie fiziologica ).

Repartitia procentuala a formelor de leucocite din sange reprezinta formula leucocitara.

Leucocitele sunt distribuite in mediile circulante ( sange, limfa) si in spatiile interstitiale tisulare.

In sistemul vascular leucocitele nu sunt repartizate uniform: in vasele organelor interne, in special pulmon, splina si ficat numarul leucocitelor este mai mare decat in vasele pielii. Modificarea functionala a calibrului vasului, dat fiind tropismul leucocitelor pentru endoteliu, determina variatii in distributia leucocitelor. Tot datorita fenomenului de marginatie leucocitara (dispunerea lor pe peretii vasculari )viteza de curgere a leucocitelor este de trei ori mai mica decat a eritrocitelor. Din punct de vedere functional, leucocitele circulante au o importanta redusa. Ele parcurg circuitul maduva-sange-tesuturi unde isi exercita functia de baza.

Morfologic, dupa aspectul nucleului si prezenta granulatiilor cu afinitati tinctoriale diferite, leucocitele se clasifica in :

Granulocite ( polinucleare) care reprezinta 60-75% din totalul leucocitelor si

Agranulocite (mononucleare) care detin circa 30% din leucocite.

1 Granulocitele

Granulocitele prezinta nucleul polilobat si granulatii citoplasmatice care dupa afinitatea tinctoriala se impart in neutrofile (65%), eozinofile(1-2%) si bazofile ( 0,5-1%).

Granulocitopoieza are loc in maduva rosie hematogena ; formare si maturizarea granulatiilor se realizeaza in circa 15 zile. Din celula stem multipotenta se formeaza succesiv celula unipotenta, mieloblast, promielocit, mielocit, metamielocit, granulocit tanar nesegmentat, granulocit adult segmentat. Acesta ajuns in circulatie se mentine circa o zi dupa care migreaza prin peretele vascular in tesuturi unde dupa 4-5 zile este distrus sau este eliminat cu secretiile mucoaselor digestiva, respiratorie sau altele. Comparativ cu eritrocitele, care au o longevitate mult mai mare, viata mai scurta a granulocitelor impune ca 75% din,maduva rosie hematogena sa fie angajata in producerea granulocitelor.

Granulocitopoeza este reglata prin mecanisme umorale locale si mecanisme neuro-umorale generale. In hipotalamus exista un centru nervos de reglare in special a granulocitopoiezei care are ca efector maduva rosie hematogena. Umoral, hipotalamusul secreta factorul de eliberare al corticotropinei care pe axa ACTH-glucocorticoizi inhiba granulocitopoieza ( eozinopenie) si limfocitopoieza. STH, PTH, prolactina si hormonii androgeni stimuleaza granulocitopoieza.

Functia de baza a granulocitelor este fagocitoza ; aceasta este favorizata de proprietatile granulocitelor : marginatia, mobilitatea, diapedeza, chimiotaxia si functia secretorie.

Granulocitele se acumuleaza in tesuturile in care se cantoneaza agentii antigenici. Acumularea locala este favorizata vasodilatatia capilarelor si venulelor din tesutul afectat ; granulocitele isi incetinesc deplasarea, se fixeaza pe peretii vasculari si prin emiterea de pseudopode strabat peretele vascular si se indreapta spre agentul antigenic. Aceasta deplasare dirijata are la baza un tactism explicat prin factori fizici si chimici. Mecanismele fizice se refera la faptul ca granulocitele sunt incarcate pozitiv iar tesutul afectat este incarcat negativ rezultand o atractie electrostatica.

Mecanismele chimice presupun existenta unor factori care fiind produsi de tesutul lezat, ajung in circulatie, unde sunt perceputi si urmariti de granulocite. Astfel de substante chimiotactice pozitive sunt: ionii de calciu, ATP, ADP, bradichininele, toxinele bacteriene, complementul, opsoninele, complexul antigen-anticorp.

Exista si un chimiotactism negativ dat de prezenta unor substante chimiotactice negative: blocantii glicolizei anaerobe, toxinele bacteriene, hidrocortizonul, prednisolonul, anestezicele.

Fagocitoza este mecanismul de aparare nespecifica a organismului fata de elementele corpusculare si macromoleculare. Etapele desfasurarii fagocitozei sunt : aderarea, inglobarea, digestia si distrugerea granulocitului (fig 6.1); enzimele secretate de granulocite, necesare fagocitozei sunt enzime glicolitice( amilaza, b-glucuronidaza) si proteolitice (pepsina, tripsina, diastaza, lipaza, catalaza, oxidaza, peroxidaza,)

Reactia febrila care insoteste inflamatia se datoreaza pirogenului secretat de granulocite care ajuns prin circulatie la hipotalamus stimuleaza termogeneza.

Figura 6.1 Etapele fagocitozei

Neutrofilele se gasesc in sangele circulant in proportia cea mai mare (67,5%) ; numarul lobilor nucleului creste cu varsta neutrofilului. Pe baza acestui numar se poate intocmi formula lui Arneth.

Functia neutrofilelor este fagocitoza; aceasta este favorizata de cantitatea mare de hidrolaze prezente in granulatii, cu care are loc degradarea completa a agentilor infectiosi, comparativ cu macrofagele care distrug selectiv particulele fagocitate si care izoleaza determinantii antigenici, etapa indispensabila raspunsului imun.

Fagocitoza este sub control diencefalic prin coordonarea mecanismelor de declansare, reglare si adaptare a reactiilor de aparare.

Eozinofilele reprezinta 1-2 % din leucocitele circulante. Ele au nucleul bilobat si granulatii bogate in enzime: oxidaze, peroxidaze, catalaze, dehidrogenaza, lipaze, hidrolaze acide.

In sange, eozinofilele raman pentru 4-12 ore iar in tesuturi au un timp de injumatatire de circa 20ore

Eozinofilele au rol in inactivarea histaminei, a 5-hidroxi triptaminei si bradikininei. De asemenea granulele contin un precursor al fibrinolizinei,declansand fibrinoliza.

Eozinofilele mai participa la reactiile antigen-anticorp, fagociteaza bacterii si paraziti, avand capacitate citotoxica pentru paraziti.

In mecanismele imunogene eozinofilul coopereaza cu limfocitele T si modereaza activitatea mastocitelor in reactia imunitara imediata de tip anafilactic prin intermediul histaminazei si aril-sulfatazei.

Bazofilele sunt granulocitele prezente in numarul cel mai mic in sangele circulant : 0,5-1 %. Granulele contin histamina, precursori ai heparinei, heparina si o lipoproteina, acestea sunt eliberate ca urmare a confluarii granulelor cu formare de vacuole si dezintegrarii bazofilelor. Eliberarea histaminei este activata de ionii de calciu si magneziu, serinesterazele tisulare si leucocitare si este inhibata de AMP_c.

Bazofilele furnizeaza circa jumatate din histamina circulanta, ele au o capacitate fagocitara mai redusa decat neutrofilele si eozinofilele. Bazofilele intervin in secretia de serotonina, in procesul de clarificare a plasmei si in fibrinoliza.

2. Agranulocitele

Complexul monocite-macrofage

Monocitele sunt cele mai mari leucocite agranulare. Se formeaza in maduva rosie hematogena (monoblast, mieloblast, promonocit, monocit) la o rata zilnica de circa 1,7x 10⁷ celule. Dupa formare intra in circulatia sanguina pentru 1-4 zile dupa care patrund in tesuturi unde se matureaza definitiv si sunt stocate sub forma de macrofage libere pentru perioade de doua luni si pana la ani de zile. Cu predilectie se gasesc in ficat(celule Kupffer), maduva osoasa(celule reticulate) splina si ganglionii limfatici, macrofage alveolare, celulele cavitatilor seroase, histiocitele, macrofagele fixe din tesutul celular subcutanat, osteoclastele, microglia. Cu exceptia macrofagelor din ficat care sunt dispuse in lumenul vascular, in splina si maduva osoasa sunt dispuse complet extravascular iar in limfonoduri constituie peretii unor sinusuri limfatice.

Morfologic, monocitele circulante au in general forma triunghiulara. In tesuturi forma macrofagelor este extrem de variata; suprafata celulelor este ondulata, cu numeroase vilozitati ( observate la microscopul electronic )care folosesc activitatii de endocitare. Nucleul are forma variabila ( reniform, oval, plurisegmentat); citoplasma contine un aparat Golgi dezvoltat, vezicule de pinocitoza si microfibrile implicate in miscarile celulare necesare endocitozei.

Monocitele-macrofage au proprietatea de chemotaxie si contin numeroase enzime.

Functiile lor sunt diverse:

Functia fagocitara este diferita la monocitele circulante si macrofagele fixe ; fagocitoza se realizeaza prin emiterea de pseudopode sau deschiderea de vacuole de captare la suprafata.

Rolul monocitelor circulante se suprapune rolului neutrofilelor de care se diferentiaza prin capacitatea de inglobare a particulelor de dimensiuni mari.

Macrofagele fixe si cele ale sistemului reticulo-histiocitar participa la fagocitoza si la indepartarea din circulatie a eritrocitelor imbatranite. Macrofagele indeparteaza prin functia de macrofagocitoza celule si tesuturi degradate; ele asigura nutritie celulara, resorbtia tesuturilor si vindecarea plagilor, turn-over-ul proteinelor serice si recuperarea fierului din hemoglobina eritrocitelor imbatranite.

Functia secretorie (rhagiocrina): transformarea monocitului in macrofag se caracterizeaza prin cresterea in diametru de pana la cinci ori, dezvoltarea aparatului Golgi si cresterea productiei de enzime : lizozomi, proteaze neutre, hidrolaze acide, arginaza, alaturi de care se sintetizeaza componente ale sistemului complement ( properdine, C1-C3), nucleotide si proteine de transport ( transferine, transcobalamine, fibronectine), factorul chemotactic neutrofil, factori activatori plachetari etc.

Functia imunitara a macrofagelor este strans corelata cu functia limfocitelor T. Macrofagele fagociteaza agentii antigenici si prelucreaza fractiunile antigenice pe care le transmite limfocitelor T. activandu-le. La randul lor limfocitele T. activeaza macrofagele, marindu-le capacitatea fagocitara. Limfocitele T activate vor activa si limfocitele B care se vor transforma in plasmocite, producatoare de anticorpi. In timpul transmisiei informatiei antigenice macrofagul secreta mediatori nespecifici de tipul interferonului si substante care inhiba procesul de sinteza a anticorpilor, controlandu-i astfel evolutia.

Functia metabolica. Macrofagele participa la hemoliza fiziologica, degradarea hemoglobinei si recuperarea fierului; participa la sinteza unor lipide (steroizi, lipide sterogene) si la fixarea si degradarea insulinei. Contribuie de asemenea la procesul de cicatrizare a leziunilor prin eliberarea de factori care induc fibrozarea.

Functia antitumorala este manifestata prin functia fagocitara a celulelor tumorale si prin intermediul anticorpilor citofili.

Functia de control a granulocitopoiezei se exercita prin producerea de catre monocite a factorului "Colony stimulating activity" care regleaza granulacitopoieza.

Limfocitele

Limfocitele sunt elemente celulare implicate in apararea imunologica fata de diversi constituenti exogeni ( bacterii, virusuri, fungi, macromolecule proteice ) sau constituenti proprii, endogeni, rezultati sub actiunea unor agenti diversi din mediul intern sau extern.

Pentru supravietuirea organismului; recunoasterea si diferentierea structurilor straine ( non self ) de cele proprii organismului ( structuri self ), sunt functii fundamentale ale seriei limfoplasmocitare.

Capacitatea de discriminare a nonselfului de self apare in fibrogenie la nevertabratele inferioare, la care desi nu exista limfocite si imunoglobuline, se sintetizeaza aglutinine cu oarecare specificitate. La pestii primitivi se dezvolta un sistem imunitar, apare timusul si plasmocitele si se sintetizeaza imunoglobuline; complexitatea maxima este implinita la om.

Morfologic, la mamifere se disting la microscopul optic limfocite mici, cu diametrul de 6-9 mm, la care nucleul ocupa aproape intreaga celula si limfocite mari care au diametrul de 9-15 mm, cu citoplasma mai abundenta. Limfocitele se pot misca activ, si nu au capacitatea de fagocitare.

Functional, sunt insa tipuri de limfocite: timodependente ( T ) si bursodependente ( B ); diferentierea lor morfologica este inca incerta. Imunochimic pe membrana limfocitelor T. s-au descoperit marcheri antigenici, iar membrana limfocitelor B prezinta receptori pentru zona Fc a Ig G, pentru componenta C3b a complementului si imunoglobuline care sunt receptori de recunoastere a antigenului. Alaturi de limfocitele T si B exista o populatie unica de limfocite, numite " nule " care prezinta pe membrana numai receptori pentru zona Fc a IgG.

Precursorii limfocitelor sunt limfoblastii, prezenti in organele limfoide, alaturi de o serie de forme intermediare in procesul de maturare.

Din limfocitele B, rezulta plasmocitele, care sunt celule tisulare fixe, caracterizate prin nucleul cu aspect de " spite de roata " datorita repartitiei cromatinei; ele pot emite pseudopode si se pot deplasa.

3. Limfopoieza

Limfocitele isi au originea in celulele stem pluripotente care, la fetusi, se gasesc in sacul vitelin, maduva rosie si ficat, iar la adult in maduva rosie.

Sistemul limfoid are doua compartimente central si periferic. Organele limfoide periferice ( secundare sunt splina,limfonodurile, placile Peyer, tonsilele faringiene si tonsila ileala la iepure.

Limfocitele T, au originea in maduva rosie hematogena; ele migreaza in timus, unde se matureaza , capteaza marcheri specifici si devin timodependente ( T ). Ele parasesc timusul si colonizeaza organele limfoide secundare

Figura 6.2 Filiatia celulelor imunocompetente

M-maduva; F-ficat embrionar; CS-celule stem ;T-timus; B-bursa sau echivalenti;LT-limfocit T;LB-limfocit B; PP-placi Peyer;GL-ganglion limfatic; Sp-splina; St Ag-sistemul antigenic; CT-celule T efectoare; Pls-plasmocite; Ac-anticorpi

Limfocitele B au originea de asemenea in maduva rosie hematogena de unde ajung, la pasare, in bursa Fabricius iar la mamifere in echivalentul bursei Fabricius ( care nu este precizat ); probabil ca in perioada fetala limfocitele B se diferentiaza in ficatul fetal, iar postnatal in maduva osoasa.

Limfocetele din organele limfoide primare prolifereaza continuu si rapid, numarul lor fiind mult mai mare decat necesarul de inlocuire a limfocitelor distruse sau pierdute la nivelul mucoaselor.

Limfocitele din organele limfoide secundare, obisnuit nu prolifereaza intens; dupa contactul cu un antigen se transforma blastic, devenind foarte specializate in procesele de aparare specifica (figura 6.2).

In circulatia sanguina limfocitele sunt fie in tranzit intre organele limfoide primare si secundare, fie sunt limfocite recirculante; acestea au o importanta fiziologica deosebita, avand rolul de a permite reinoirea contactului dintre limfocitele cu memorie si antigenele corespunzatoare continute in macrofagele din limfonoduri. Din totalul limfocitelor circulante circa 90% sunt limfocite T, 10 % limfocite B, limfocitele recirculante fiind in numar foarte mic.

Limfocitele prezente in limfa provin in proportie de 90% din sange si 10% din diviziunea limfocitelor din limfonoduri.

Functiile limfocitelor T

Limfocitele T sunt responsabile de raspunsul imun mediat celular, manifestat prin inlaturarea din organism a unor antigene macromoleculare si celulare care nu pot fi distruse de anticorpii umorali.

Antigenul, din tesutul in care a aparut, ajunge prin limfa in limfonoduri unde este preluat si prelucrat de macrofage, care prezinta antigenul limfocitelor T care se transforma blastic si se inmultesc clonic. Celulele rezultate sunt sensibilizate specific prin aparitia pe membrana plasmatica a unui tip special de " anticorpi "

Limfocitele sensibilizate, descarcate in limfa, ajung in circulatia sanguina si de aici extravazeaza in tesuturi unde indeplinesc functia de raspuns imun mediat celular prin recunoasterea si interactiunea cu antigenii specifici pe care ii distruge fie prin contact direct, fie prin producerea de limfokine, care au proprietatea de a amplifica mecanismele imunitatii celulare (figura 6.3).

Figura 6.3 Modul de actiune al limfocitelor T

Functiile limfocitelor B

Limfocitele B sunt responsabile de imunitatea umorala. Contactul limfocitelor B cu antigenul determina legarea antigenului pe receptorul de suprafata ( IgM ) si determina modificarea receptorului de suprafata prin inlocuirea IgM cu IgG, aceasta avand o afinitate antigenica mult mai mare.

Limfocitele B astfel activate se transforma morfologic si se multiplica intens; trecand prin stadiile de plasmoblast si plasmocit imatur se formeaza plasmocitele adulte care sunt specializate pentru sinteza de imunoglobuline. O parte din acestea raman in stare latenta in tesutul limfoid; ele constituie celule B cu memorie, care la un nou contact cu antigenul specific vor declansa un raspuns imunoglobulinic mai rapid si mai intens decat la primul contact.

Formarea plasmocitelor este rezultatul cooperarii limfocitelor B cu limfocitele T si cu macrofagele: consecutiv incorporarii antigenilor de catre macrofage, prelucrarea lor si transmiterea lor, sub forma imunogena, limfocitelor T, proteina purtatoare activeaza limfocitele T de cooperare ( Th-T-helper ) care vor secreta mediatori solubili nespecifici. Acestia determina formarea de plasmocite (figura 6.4). Limfocitele T controleaza cantitativ secretia de imunoglobuline a plasmocitelor.

Figura 6.4 Secventa imunitatii mediate umoral