SANGELE - Leucocitele

SANGELE
Leucocitele

Leucocitele

Terminologie

Metode: frotiul, citometria in flux

Exista 5 tipuri de leucocite: neutrofile, eozinofile, bazofile, limfocite, monocite

Numar, durata de viata, functie

Morfologie clasica si ultrastructura

Modificari ale numarului, morfologiei si tinctorialitatii in cursul unor boli

"leuko"-, "leuco"- (Gr. leukos) - alb

"poli" (Gr. "polys") - mai multe

"morfo"- (Gr. "morphe") - forma

"granula" (lat. "granula") - particula de mici dimensiuni

"cit" (cytos) - (Gr. kytos) - celula

Terminologie

"chemotaxie" (Gr. "chemo" + "taxis", aranjament) - orientare a unei celule de-a lungul unui gradient de concentratie chimica sau miscarea in directia gradientului

leucopenie (leucocit + Gr. "penia", saracie) - reducerea numarului de leucocite

leucemie (Gr. "leukos", alb + emia, derivat de la "haima", sange)

Terminologie

Coloratia uzuala:

MAY - GRUNDWALD - GIEMSA

Ingrediente:

COLORANTI bazici

albastru de metilen

azurul de metilen

COLORANT acid

eozina

Tehnica frotiului

Examenul electronomicroscopic

Citometria in flux

Leucocitele

Leucocitele, aflate numai in tranzit in spatiul vascular

Sunt populatii celulare heterogene

Functia lor: in tesuturi

Morfologie clasica si ultrastructura mai apropiate de modelul conceptual de celula

Numar:

4-11 x 109/l = 4-11 x106/ml = 4.500 - 10.000 celule /ml

5 populatii principale

Proportie relativa = formula leucocitara

Neutrofile: 40-75%

Eozinofile: 3% granulocite

Bazofile: 0 %

Limfocite: 25-50%

Monocite: 1-5%

Leucocitele

agranulocite

Modificari ale formulei leucocitare

Leucocitoza

Splenectomie

Boli inflamatorii

Leucemii

Stress

Arsuri

Dupa tratament cu: epinefrina, aspirina, heparina, corticosteroizi

Leucopenie

Insuficienta a maduvei osoase hematogene

Lupus eritematos

Boli hepatice

Antibiotice, barbiturice,anticonvulsivante, diuretice, citostatice

Neutrofilele

Numar:

3000-6000/ml adult

Proportie relativa: 40-75%

Dimensiuni:

10-12 mm pe frotiu

Nucleu:

heterocromatic, fara nucleoli

forma de potcoava, cel. tanara

2-5 lobi nucleari, uniti prin filamente

corpusculul Barr = apendice nuclear

Citoplasma abundenta, roz portocalie

Granule: fine

unele roz-portocalii

altele violet

N/C:

1:1

Durata de viata:

6 ore in sange

1-4 zile in tesuturi

Morfologia neutrofilului

May-Grunwald-Giemsa +TEM

Neutrofilele

Distributie:

neutrofile circulante

neutrofile marginalizate in vecinatatea endoteliului capilarelor si venulelor postcapilare.

Stadiul de evolutie:

Forme celulare finale, diferentiate

Ultrastructural:

detalii privind distributia granulelor

Granulele neutrofilului

Histochimic:

- granulele azurofile - reactie pozitiva pt.:

peroxidaza

fosfataza acida

? glucuronidaza (corespund lizozomilor din alte celule)

- granulele specifice

fosfataza alcalina

lizozim

lactoferina

fagocitine (proteine bazice)

Functie:

fagocitoza

Neutrofilele - microfagocite

Stari functionale: a celulele inactive,

b) celulele activate (celule anterior inactive), care-si schimba comportamentul prin:

agregare

degranulare

initierea productiei de agenti oxidanti.

Factori ce declanseaza activarea neutrofilelor:

microorganisme

factori chemotactici in concentratie mare.

Etapele distrugerii unui microorganism:

identificarea microorganismelor

ingestia

distrugerea, liza microorganismului

prelucrarea materialului rezultat din liza.

Neutrofile - SEM

Neutrofilele - functie

IDENTIFICAREA MICROORGANISMELOR

Adeziunea la suprafete: necesara pentru migrarea prin tesuturi la locul unui proces inflamator.

Mecanisme: Molecule de adeziune:

glicoproteine de suprafata (ex. CD 11/CD 18) ce se leaga de alte proteine de suprafata: ICAM - (Inter Cellular Adhesion Molecule), exprimate pe:

fibroblaste

epitelii

endoteliile vasculare

structura de suprafata a neutrofilului, legata de ELAM - 1 (endothelial - leukocyte adhesion molecule).

Interactiunea cu endoteliul

Familii de receptori de adeziune

Integrine

Caderine

Selectine

Imunoglobuline

Molecule de adeziune

Neutrofilele - functie

Factori chemotactici: substante eliberate continuu in locul in care microorganismele au invadat un tesut.

oligopeptide N-formilate

fractiunea C5a a sistemului complementului

leucotriena B4 (LTB4), produs al oxidarii acidului arahidonic

Etape:

marginalizarea in capilar si endoteliul postcapilar

migrarea prin peretele vasului (enz. colagenaza), prin membrana bazala subendoteliala

migrare pana la locul eliberarii factorilor chemotactici

Neutrofilele - functie

INGESTIA = Opsonizare: acoperirea unei particule cu o proteina plasmatica, recunoscuta de receptorii neutrofilului ca semnal pentru ingestie.

Opsonine: proteine capabile sa opsonizeze tinte pentru ingestia de catre neutrofile

anticorpi din clasa IgG

componenta C3b a complementului

Atasarea particulei de catre receptori

Fc receptori

Receptorii C3 care recunosc receptorii atasati fractiunii C3b.

Neutrofilele - functie

ATASAREA PARTICULEI = SEMNAL PENTRU INGESTIE.

Locul digestiei intracelulare: vezicula fagocitica.

Digestia - Mecanisme:

Degranularea = procesul prin care membrana unei granule fuzioneaza cu membrana plasmatica, rezultatul fiind eliberarea continutului granulei.

Poate avea loc:

- in compartimentul transmembranar - vezicula fagocitica

- in mediul exterior al celulei

(Granulele azurofile se degranuleaza exclusiv in veziculele de fagocitoza.)

Activarea lantului respirator cu producerea de radicali liberi, bactericizi.

Neutrofilele - functie

Eozinofilele

Origine: maduva osoasa hematogena - cel. stem

Distributia:

in sange

in tesuturile ce poseda o interfata epiteliala cu mediul:

ap. respirator

ap. digestiv

ap. genito-urinar, portiunea inferioara.

Numarul: - 450/?l; 1-3? din leucocite

pentru o celula circulanta exista 300 in tesuturi

Durata de viata:

mai mare decat a neutrofilelor

in tesuturi : saptamani

Eozinofilele

Criterii de diagnostic:

Diametru : 12?m

Raport nucleo-citoplasmatic: 1:1

Forma nucleului: 0-2 lobi nucleari, arareori 3-4 (filamente de 0 ?m intre lobii nucleari) (,,in desaga")

Pozitia nucleului: central sau excentric

Nucleoli: absenti

Citoplasma: citoplasma abundenta, roz

Granule: prezente, distribuite uniform, eozinofile

Morfologia eozinofilului

May-Grunwald-Giemsa +TEM

Eozinofilele

Ultrastructura

lizozomi

granulele specifice (care in coloratia obisnuita leaga coloranti acizi tip eozina) - structuri ce contin un miez cristaloid (diferit in functie de specie).

miezul cristaloid - inglobat intr-o matrice amorfa sau fin granulara.

Compozitia granulelor:

hidrolaze lizozomale

aril sulfataze

? glucuronidaza

fosfataza acida

histamina

ribonucleaza

proteine cationice (nu se afla alte tipuri de lizozomi)

Proteina bazica principala ("Major basic protein" = MBP)

Peroxidaza

Proteina cationica a eozinofilelor

Neurotoxina

Eozinofilele - functie

Apararea impotriva unor organisme ce nu pot fagocitate, mai ales paraziti helmintici, multicelulari

Fagocitoza si liza bacteriana

(functie fara importanta in vivo)

Reactia de respingere a grefelor;

Mecanism: - utilizarea granulelor proteice cationice citotoxice

Eozinofilele - functie

Infectia parazitara insotita de:

a) cresterea nivelelor serice de IgE

b) cresterea numarului de eozinofile

Cele doua fenomene date de sinteza de limfokine:

a) IL 4

b) IL 5;

Etapa intermediara : activarea mastocitelor, care duce la cresterea productiei de IgE si eliberarea de factor chemotactic pentru eozinofile.

Unii paraziti : acoperiti cu IgE si IgG.

Eozinofilele adera => eliberare de proteine cationice si peroxidaza.

Eozinofilele - functie

activarea eozinofilelor poate fi toxica pentru organismul gazda:

IN BOLILE ALERGICE, inclusiv astmul bronsic, eozinofilele elibereaza mediatori lipidici (leucotriena C4) si factor activator plachetar, care pot declansa:

- contractia muschiului neted vascular

- modificarea permeabilitatii vasculare

- cresterea secretiei de mucus

- eliberarea de mediatori din mastocite si bazofile

Functii bazate pe cooperarea cu alte celule (limfocitele) - in curs de investigare.

Astmul bronsic

Eozinofilele si LT

Bazofilele

Origine: celulele stem din maduva osoasa hematogena

Celulele cu proprietati asemanatoare cu mastocitele din tesutul conjunctiv

Numar: 15-20/?l; aproximativ 100 milioane

Durata de viata: scurta

Stadiul de evolutie: - forma celulara finala, nu se mai divide

Bazofilele

Criterii de diagnostic

Diametru: 12-15?m

N/C: 1:1

Forma nucleului: incomplet segmentat, in "frunza de trifoi"

Pozitia nucleului: central sau excentric

Aspectul nucleului: heterocromatic

Nucleoli: absenti

Citoplasma: abundenta, bazofila

Granule: prezente

neuniforme

culoare albastru inchis / negru

hidrosolubile

Morfologia bazofilului

Bazofilele ME + histochimie

Ultrastructura

complex Golgi

putine mitocondrii

R.E. ceva mai abundent decat in alte leucocite

particule de glicogen

Granule : - specifice, sunt rotunde sau ovale, aproximativ 0,5 ?m, acopera nucleul

electronodense

Compozitia granulelor:

histamina

heparina

nu exista date care sa arate prezenta hidrolazelor lizozomale comune

Mastocite

Bazofilele - functie

proportie mica din totalul leucocitelor: tendinta de a le considera neimportante;

degranularea lor rapida: consecinte severe;

la anumiti indivizi, anumite antigene pot induce formarea unei clase distincte de imunoglobuline: IgE;

Bazofilele au receptori pentru IgE in membrane

Consecutiv unei expuneri la antigen, IgE se acumuleaza pe suprafata bazofilelor si mastocitelor

Re-expunerea individului la acelasi antigen poate duce in decursul a cateva minute - la legarea antigenului de IgE de pe bazofile sau mastocite, urmata de degranularea rapida, cu eliberare de HISTAMINA si alti mediatori.

Se poate precipita o criza de astm bronsic sau urticarie, cea mai grava consecinta putand fi socul anafilactiv.

Limfocitele

Origine: Celulele stem din maduva osoasa

Numar: 1500-3000/?l; 5-10 miliarde in circulatie, 2x1012 in intregul organism

Distributia in organism

in sange

in organe limfoide specializate ca: timusul, ganglionii limfatici, splina, amigdala palatina etc.

Durata de viata:

lunga, intrucat cea mai mare parte sunt continuu recirculate.

Particularitate:

recirculatia limfocitelor depinde de interactiunile specifice intre suprafata celulara limfocitara si suprafata unor celule endoteliale din vasele organelor limfoide

migrarile : ghidate de receptori de pe limfocite si liganzi pentru acesti receptori (contra-receptori) de pe celulele endoteliale.

Stadiul de evolutie - celulele capabile de diferentiere si proliferare.

Limfocitele

Criterii de diagnostic

Diametru:

limfocite mici 6-8 ?m

limfocite mari 12 ?m

limfocite medii : 10 ?m

N/C: 4:1 (3:1)

Forma nucleului: rotund sau indentat, excentric

Aspect: tahicromatic ,,in pata de cerneala"

Nucleoli: de regula absenti

Citoplasma: inel perinuclear, bazofil, ,,albastru - cer senin"

Granule: de regula absente.

Limfocitele

Ultrastructura

Stare de repaus : complex Golgi foarte redus, o pereche de centrioli, cateva mitocondrii

nu se pot deosebi limfocitele T, de limfocitele B

Stare activata:

celulele B (stadiu final plasmocit): sunt pline cu structuri ale R.E.R. (sinteza de Ig);

celulele T : relativ putin RER, dar contine numerosi ribozomi liberi.

Populatii de limfocite

Criterii de diferentiere:

. M.O. - nu

. M.E. - numai in stare activata

. Metode imunocitochimice: identificarea unor markeri specifici de suprafata.

Morfologia limfocitului

Limfocitele functie

Sistemul imun : compus din milioane de clone (familii) de limfocite. Limfocitele fiecarei clone poseda un receptor de suprafata unic (= apartine numai acelei clone).

Acest receptor permite legarea unui determinant antigenic specific.

Clase mari de limfocite:

B - produse in maduva, sintetizeaza anticorpi

T - produse in timus : participa la raspunsuri mediate celular.

Memorie imunologica si toleranta imuna

in evolutia limfocitelor 3 stadii:

celule ,,naive"

celule ,,cu memorie"

celule ,,activate"

Limfocit B - SEM

Limfocite T - SEM

Limfocitele - functie

Limfocitele B - functie

Lipsa de raspuns fata de structurile proprii: toleranta imunologica.

Mecanisme: - distrugerea clonelor ,,autoreactive"/ inactivarea

Reactivarea unor clone autoreactive : boli auto-imune.

Anticorpii (imunoglobulinele)

= molecule sintetizate de limfocitele B diferentiate in plasmocite.

= molecule ce poseda un situs de recunoastere a antigenului specific si regiuni care pot activa complementul si fagocitele (care poseda receptori pentru Ac)

Fiecare plasmocit sintetizeaza un singur tip de anticorp.

Anticorpii

Anticorpul este plasat de plasmocit pe suprafata sa ca un receptor.

forma de Y

4 lanturi polipeptidice

2 grele;

2 usoare

5 clase de Ig: Ig A, Ig D, Ig E, Ig G, Ig M, fiecare cu lanturi grele specifice.

Limfocitele T - clase

Limfocite T citotoxice CD8 - lizeaza direct celule infectate (mai ales cu virusuri)

Limfocite T ajutatoare (helper) CD4 - faciliteaza producerea de anticorpi de catre limfocitele B si determina macrofagele sa ingere si sa distruga bacterii;

Limfocite NK "natural killer" - recunosc antigenul prezentat de CD1a

Limfocite T supresoare - LT reglatoare - in timus

Limfocite cu memorie

Limfocitele T - functii

Receptorii celulelor T recunosc fragmente de proteine care sunt expuse pe suprafata celulelor gazda in asociere cu molecule ale sistemului major de histocompatibilitate (MHC).

Exista 2 clase de astfel de molecule:

clasa I, exprimate pe aproape toate celulele nucleate;

clasa II, exprimate numai celulelor ce interactioneaza cu limfocitele T.

Limfocitele Tc: functii

Lizeaza direct celulele tinta infectate.

Mecanisme:

inducerea apoptozei (moarte celulara programata)

Etape mecanism I:

eliberarea unei proteine denumita perforina: ce polimerizeaza si formeaza canale transmembranare;

eliberare prin exocitoza locala;

patrundere a unor proteaze ce provoaca proteoliza unor molecule si provoaca inducerea mortii celulare programate;

Etape mecanism II:

activarea unui receptor de suprafata;

semnalizare

=> moarte celulara programata via receptori membranari.

Limfocitele Tc CD8 : functii

Limfocitele Th: functii

Activeaza limfocitele B si macrofagele.

Mecanism: activarea LTh necesita 2 semnale:

a) complexul proteine ale clasei II a sistemului major de histocompatibilitate;

b) un semnal al celulei care prezinta antigenul.

Consecinta activarii:

a) stimularea propriei proliferari prin secretia de IL-2

b) activarea celulelor tinta prin secretarea de molecule - semnal si molecule legate de membrana.

Limfocitele Th CD4: functii

Limfocitele si eozinofilele

Monocitele

Origine: Celulele stem din maduva osoasa

Numar: 300-500/?l; 2-3 miliarde in sange

Distributia in organism si durata de viata

in sange 12-48 de ore

in tesuturi: macrofage tisulare

Particularitate: - monocitele imprumuta o varietate de caracteristici morfologice tinctoriale in tesuturi;

poarta markeri de suprafata care faciliteaza identificarea lor cu ajutorul unor anticorpi monoclonali indreptati impotriva acestor markeri

aceeasi markeri se afla pe suprafata:

macrofagelor conjunctive

macrofagelor alveolare

celulelor KUPFFER hepatice

Stadiul de evolutie:

capacitate limitata de diviziune

capacitate limitata de diferentiere: MACROFAG

nu exista dovezi ale re-circularii lor dupa trecerea in tesutul conjunctiv.

Monocitele

Criterii de diagnostic

Diametru : 12-20 ?m

N/C: 2:1 sau 1:1

Forma nucleului: plicaturata (cerebriforma) sau alungita, in forma de potcoava, central sau excentric

Aspect: forma reticulara, "in tabla de sah" (alternanta hetero/encromatina)

Nucleoli: absenti

Citoplasma: - abundenta, bazofila, albastru inchis ("cerul inainte de furtuna")

Granulatii: foarte fine (granule primare) palide, roz, prafoase, dispersate, la limita de rezolutie a M.O.

Morfologia monocitului

May-Grunwald-Giemsa +TEM

Ultrastructura monocitului

Nucleul:

cromatina este mai putin condensata decat in limfocite

nucleoli vizibili

Citoplasma:

mici complexe Golgi

cateva cisterne ale R.E.

particule de glicogen dispersate

numar moderat de ribozomi liberi

granule dense corespunzand granulelor azurofile, vizibile la M.O.

Monocitele - histochimie

Citochimic:

granulele reactioneaza pozitiv pentru hidrolazele acide, caracteristice lizozomilor.

Monocitele - functie

Rol functional: comun pentru sistemul fagocitelor mononucleare

secretie

ingestie

interactiune cu limfocitele

Secretia:

substante proteice

neproteice

Starea functionala a monocitului

Repaus

Celula activata

Lizozim

IL-1

Leucotriene

Lizozim

Proteaze neutre

Elastaza

Colagenaza

Activator de plasminogen

Superoxid

Monocitele - functie

Ingestia: Material ingerat:

celule senescente, detritusuri celulare

Ex. eritrocitele senescente - macrofagele splenice

material strain (non-self): bacterii si produsi de degradare (splina, ficat)

proteine denaturate, fragmente proteice, proteine formate ,,in vivo" (factori de coagulare)

Mecanismele ingestiei

- pinocitoza

- fagocitoza

Monocitele: particularitati fata de neutrofile

Monocitele se pot atasa via mai multe tipuri de molecule de adeziune

Pot fagocita proteinele opsonizate atat cu IgE cat si cu IgG.

Deplasarea: ca urmare a unor factori chemotactici limfocitari

Receptori pentru manoza - pot fagocita bacterii fara opsonizare prealabila.

Liza propriu-zisa: prin oxidanti de tip radical hidroxil

Pot distruge particule cu localizare intracelulara - dar fagocitul trebuie sa fie activat.

Interactiunea cu limfocitele

Etape:

ingestia unei particule purtatoare de Ag

degradarea particulei in peptide mici

transferarea pe suprafata fagocitului, care exprima complexul major II de histocompatibilitate, legat de acesta

legarea limfocitului T care poarta un receptor adecvat

secretia de mediatori de catre ambele celule:

limfocitele T : limfokine :

gama - interferon

factor chemotactic pentru monocite

mononuclearele : monokine : - stimuleaza proliferarea limfocitelor T

IL-1; prin promovarea secretiei de interleukina 2

TNF (tumor necrosis factor).

Receptori si molecule de adezivitate ale monocitului

Macrofagele - functie

Macrofage - functie