LEUKOCYTY (BIAŁE KRWINKI): CHARAKTERYSTYKA, FUNKCJE, TYPY - BIOLOGIA - 2026

W leukocyty są zróżnicowane zestaw krwinek należących do układu odpornościowego. Brakuje im pigmentów, dlatego są również znane jako białe krwinki. Komórki biorą udział w odpowiedzi immunologicznej i eliminacji potencjalnych patogenów, które dostają się do organizmu.

Białe krwinki dzielą się na dwie szerokie kategorie: granulocyty i komórki jednojądrzaste lub agranulocyty. W granulocytach mamy eozynofile, bazofile i neutrofile. Zawartość granulek jest często toksyczna i kiedy te komórki je opróżniają, mogą zwalczać infekcje. Jądra tych komórek są zwykle podzielone na segmenty lub płaty.

Źródło: Edgardolanza

Komórki jednojądrzaste składają się z dwóch typów komórek: monocytów i limfocytów. Każdy rodzaj leukocytów odgrywa szczególną rolę w obronie.

Większość leukocytów pochodzi z mieloidalnej komórki macierzystej, podczas gdy limfocyty z limfoidalnej komórki macierzystej. Gdy liczba leukocytów ulegnie zmianie, może to być wskazanie medyczne do zdiagnozowania jakiejś patologii lub infekcji.

Perspektywa historyczna

Odkrycie leukocytów nastąpiło w połowie XVIII wieku przez Williama Hewsona, który po prostu opisał je jako komórki pozbawione koloru.

Ponadto wspomniał, że komórki te zostały wyprodukowane przez układ limfatyczny, skąd zostały przetransportowane do krwiobiegu. Hewson uważał, że białe krwinki mogą później stać się krwinkami czerwonymi.

W tym czasie nie było technik barwienia, które pozwalałyby na bardziej szczegółowe badanie leukocytów. Z tego powodu dopiero w XIX wieku badacz Paul Ehrlich użył różnych barwników, które pozwalają mu podzielić białe krwinki na różne typy.

Ludzki układ odpornościowy: wrodzony i adaptacyjny

Aby zrozumieć rolę leukocytów w układzie odpornościowym, musimy wiedzieć, że system ten jest wyraźnie podzielony na dwa składniki znane jako wrodzone i adaptacyjne. Każdy ma własne receptory rozpoznawcze i ma własną szybkość reagowania na patogeny atakujące żywiciela.

Odporność wrodzona

Mechanizmy, które uruchamiają się natychmiast w obecności obcego podmiotu, odpowiadają wrodzonej odporności. Bariery te obejmują między innymi skórę i błonę śluzową rozpuszczalne cząsteczki, takie jak dopełniacz, peptydy o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych, cytozyny. Ewolucyjnie wydaje się, że jest to system prymitywny.

Komórki, które je tworzą, to makrofagi i komórki dendrytyczne. Komórki te wykorzystują receptory, które rozpoznają pewne wzorce występujące w materiale genetycznym, szybko reagując na ogólne struktury biochemiczne wspólne dla patogenów.

Odporność adaptacyjna

W przeciwieństwie do tego odpowiedź adaptacyjna jest znacznie wolniejsza. W komórkach, które go tworzą, mamy limfocyty T i B, które mają receptory dla określonych antygenów. Odpowiedź adaptacyjna ma „pamięć” i może odpowiadać szybciej, jeśli dany antygen był już obecny w organizmie.

Te dwa systemy działają synergistycznie ze wspólnym celem, jakim jest ochrona organizmu przed infekcją i proliferacją komórek rakowych.

Cechy i funkcje

Krew to płynna tkanka, która przemieszcza się w układzie sercowo-naczyniowym. W tej płynnej macierzy znajdują się elementy i fragmenty komórek trzech typów: erytrocyty lub krwinki czerwone, leukocyty lub krwinki białe oraz trombocyty lub płytki krwi.

Wymiary i morfologia

Leukocyty lub białe krwinki to grupa sferycznych komórek pozbawionych pigmentów. Średnie wymiary wahają się od 9 do 18 mikrometrów (µm).

W przeciwieństwie do innych komórek krwi, leukocyty zatrzymują jądro w stanie dojrzałym. W rzeczywistości jądro jest główną cechą używaną do klasyfikacji tych komórek.

cechy

Są zaangażowani w obronę organizmu. Leukocyty mają zdolność przemieszczania się przez przestrzenie komórkowe w procesie zwanym diapédesis, migrując poprzez ruch ameboidalny.

Ta ruchliwość jest kontrolowana głównie przez chemotaksję i neutrofile. Aby wyeliminować patogeny, leukocyty wykonują fagocytozę.

Istnieje pięć głównych typów leukocytów, a każdy z nich jest związany z określoną funkcją w układzie odpornościowym. Ponieważ komórki tworzące leukocyty są między sobą bardzo niejednorodne, szczegółowo opiszemy ich cechy i funkcje w następnej sekcji.

Rodzaje limfocytów

Istnieje wiele klasyfikacji leukocytów. Klasyfikację można ustalić obserwując komórki w świetle mikroskopu optycznego, po wybarwieniu szeregiem barwników lub można je sklasyfikować według antygenów obecnych na powierzchni komórki, stosując technikę zwaną cytometrią przepływową.

W tym artykule wykorzystamy klasyfikację podaną przez mikroskop optyczny, dzięki jego szerokiemu zastosowaniu i prostocie. Poniżej opiszemy szczegółowo każdą z głównych kategorii: granulocyty i komórki jednojądrzaste.

Granulocyty

Jak sama nazwa wskazuje, granulocyty to komórki, których cytoplazmy są bogate w ziarnistości. Oprócz obecności tych przedziałów, granulocyty charakteryzują się obecnością jąder płatkowych lub segmentowanych.

W obrębie granulocytów istnieje podkategoria, która klasyfikuje komórki w zależności od ich odpowiedzi na różne kolory.

Jeśli granulki są zabarwione kwasowymi barwnikami, takimi jak eozyna, są eozynofilami. Jeśli barwnik, który je plami, ma charakter zasadowy, taki jak błękit metylenowy, granulocyt nazywa się bazofilem. Wreszcie, jeśli nie reaguje na plamy, nazywane są neutrofilami.

Ponieważ rozszczepienie jądra neutrofili jest wyraźne, często nazywa się je komórkami polimorfojądrowymi.

Neutrofile

Neutrofile są najliczniejszymi granulocytami i stanowią pierwszą linię obrony przed infekcjami wywołanymi przez bakterie i inne czynniki. Są elementami wrodzonego układu odpornościowego.

Ziarnistości komórkowe zawierają całą baterię enzymów i środków bakteriobójczych, które pomagają niszczyć patogeny i obce istoty.

Aby spełnić swoją funkcję, komórki te mogą migrować do różnych tkanek i pochłaniać dany element. Po zniszczeniu patogenu neutrofil zwykle umiera i może zostać wydalony wraz z odpadami bakteryjnymi w postaci ropy.

Neutrofile mogą wydzielać szereg substancji, które ostrzegają inne komórki układu odpornościowego - czy to inne neutrofile, czy makrofagi - i „wzywają” je lub rekrutują do miejsca, w którym są potrzebne.

Są również związane z odpowiedzią zapalną i wytwarzaniem pozakomórkowych pułapek neutrofilowych.

Eozynofile

W granulocytach eozynofile stanowią tylko niewielki procent wszystkich komórek - chociaż ich liczba może wzrosnąć u pacjentów z infekcjami lub gorączką. Są one związane z reakcją na zdarzenia alergiczne.

Podobnie jak neutrofile, eozynofile to białe krwinki, które mogą pochłaniać obce czynniki, które dostają się do organizmu. Były one szczególnie związane z obecnością pasożytów i robaków.

Ziarnistości prezentowane przez eozynofile zawierają enzymy trawienne i inne składniki cytotoksyczne, dzięki czemu mogą pełnić swoją rolę jako komórki obronne.

Chociaż są to komórki o bardzo małych rozmiarach, aby pochłonąć pasożyta, eozynofile mogą osiedlić się na powierzchni pasożyta i opróżnić toksyczną zawartość ziaren.

Bazofile

W granulocytach najmniej licznymi komórkami są bazofile. Wiąże się to z szeregiem metodologicznych komplikacji związanych z ich badaniem, więc niewiele wiadomo na temat ich biologii i funkcji.

W przeszłości bazofile uważano za komórki odgrywające drugorzędną rolę w procesach alergicznych. Zostało to zauważone przez obecność receptorów immunoglobulin E na powierzchni błony.

Dziś udało się potwierdzić rolę bazofili jako członków wrodzonego i adaptacyjnego układu odpornościowego. Komórki te są zdolne do wydzielania szeregu cytokin, które pomagają modulować odpowiedź immunologiczną, a także indukują komórki B do syntezy immunoglobulin E.

Dzięki uwolnieniu cytokin bazofile inicjują reakcję alergiczną. Proces ten nie jest ograniczony przez specyficzne reakcje antygenowe z immunoglobulinami E, może je wywołać długa lista innych cząsteczek, takich jak między innymi antygeny pasożytów, lektyny.

W przeciwieństwie do eozynofili i neutrofili, zawartość ziarnistości bazofilów została słabo zbadana.

Oprócz eozynofili bazofile odgrywają również rolę w zwalczaniu inwazji robaków pasożytniczych.

Komórki jednojądrzaste

Druga kategoria leukocytów to komórki jednojądrzaste, w których znajdujemy monocyty i limfocyty.

W przeciwieństwie do granulocytów jądro komórek jednojądrzastych nie jest podzielone na segmenty ani zrazikowane, jest zaokrąglone i niepowtarzalne. Nazywa się je również agranulocytami, ponieważ brakuje im typowych ziarnistości eozynofili, bazofili i neutrofili.

Monocyty

Charakterystyka monocytów

Monocyty są największymi limfocytami i pod względem proporcji stanowią prawie 11% wszystkich krążących leukocytów. Charakteryzują się występowaniem jądra w kształcie nerki i niebieskawej cytoplazmy. Występują zarówno we krwi, jak i tkankach.

cechy

Funkcje monocytów są dość zróżnicowane, uczestnicząc zarówno we wrodzonych, jak i nabytych reakcjach układu odpornościowego.

Jako część wrodzonego układu odpornościowego, monocyty są w stanie rozpoznać szereg patogenów o charakterze bakteryjnym poprzez rozpoznanie receptorów, które stymulują produkcję cytokin i fagocytozę.

Posiadają szereg receptorów typu Fc, dzięki czemu mogą pochłaniać i atakować materiały, które zostały pokryte przeciwciałami.

Makrofagi i komórki dendrytyczne mogą wchodzić w interakcje z limfocytami T i B, inicjując odpowiedź adaptacyjną. Komórki dendrytyczne są znane z doskonałej roli komórek prezentujących antygen.

Wreszcie monocyty uczestniczą w usuwaniu szczątków komórek i martwych komórek z obszarów, w których doszło do uszkodzenia tkanki lub infekcji. Biorą również udział w syntezie białek, takich jak m.in. czynniki krzepnięcia, składniki dopełniacza, enzymy, interleukiny.

Limfocyty

Charakterystyka limfocytów

Limfocyty to komórki, które pochodzą ze szpiku kostnego, gdzie różnicują się i dojrzewają. Pod koniec ich rozwoju komórki wchodzą do obiegu. Liczba leukocytów różni się w zależności od kilku czynników, takich jak wiek, płeć i aktywność osoby.

Limfocyty wykazują kilka cech szczególnych w porównaniu z resztą leukocytów. Nie są komórkami terminalnymi, ponieważ pobudzone rozpoczynają proces mitotycznego podziału komórki, w wyniku którego powstają komórki efektorowe i pamięciowe.

Mają zdolność przemieszczania się z krwi do tkanek, a następnie z powrotem do krwi. Ze względu na złożoność procesu wzorzec migracji nie jest dobrze opisany w literaturze.

Typy limfocytów

Są one podzielone na trzy duże grupy: limfocyty T, limfocyty B i komórki NK lub NK (ang. Natural killer English). Limfocyty T i B odgrywają nieodzowną rolę w adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, podczas gdy komórki NK stanowią niewielki odsetek limfocytów biorących udział w odpowiedzi wrodzonej.

Limfocyty T są tak nazywane, ponieważ są wytwarzane w grasicy, komórki B w szpiku kostnym (B pochodzi ze szpiku kostnego), natomiast komórki NK są wytwarzane w obu miejscach.

Jeśli chodzi o odpowiedź adaptacyjną, musimy podkreślić trzy cechy. Po pierwsze, ma znacznie dużą liczbę limfocytów, z których każdy ma specyficzne receptory zlokalizowane na błonach, które rozpoznają określone miejsca dla obcych antygenów.

Po kontakcie z antygenem komórka może go zapamiętać i ta pamięć komórkowa może spowodować szybszą i bardziej energiczną reakcję, jeśli nastąpi ponowna ekspozycja na ten sam antygen. Zauważ, że antygeny z organizmu są tolerowane i ignorowane przez układ odpornościowy.

Funkcje limfocytów

Każdy typ limfocytów ma określoną funkcję. Limfocyty B biorą udział w produkcji przeciwciał i prezentacji antygenów limfocytom T.

Komórki B są również zaangażowane w produkcję cytokin, które regulują różne limfocyty T i prezentację antygenu.

Komórki T dzielą się na CD4 + i CD8 +. Te pierwsze dzielą się na wiele kategorii i uczestniczą szczególnie w takich funkcjach, jak pośredniczenie w odpowiedzi immunologicznej przeciwko patogenom wewnątrzkomórkowym, infekcjach bakteryjnych, grzybiczej indukcji astmy i innych reakcjach alergicznych.

Te typu CD8 + są zdolne do niszczenia komórek docelowych poprzez wydzielanie ziaren zawierających szereg toksycznych enzymów. W literaturze komórki CD8 + są również znane jako cytotoksyczne limfocyty T dla wszystkich cząsteczek, które uwalniają.

Funkcja limfocytów NK jest bezpośrednio związana z wrodzoną odpowiedzią immunologiczną. Ponadto są zdolne do zabijania komórek nowotworowych i komórek zakażonych wirusami. Ponadto komórki NK mogą modulować funkcje innych komórek, w tym makrofagów i limfocytów T.

Okres półtrwania leukocytów

Granulocyty i monocyty

Życie leukocytów we krwi lub w tkankach zależy od badanego typu. Niektóre granulocyty, takie jak bazofile, żyją tylko kilka godzin, a eozynofile - kilka dni, około trochę ponad tydzień. Monocyty również trwają od godzin do dni.

Limfocyty

Żywotność limfocytów jest znacznie dłuższa. Te, które są zaangażowane w procesy pamięciowe, mogą trwać latami, a te, które nie trwają kilka tygodni.

Choroby

Normalne wartości leukocytów są rzędu od 5 do 12,10 ³ na ml. Zmiany w całkowitej liczbie leukocytów są znane jako leukopenia i leukocytoza. Pierwszy termin odnosi się do małej liczby komórek, podczas gdy leukocytoza odnosi się do dużej liczby.

Leukocytoza

Duża liczba leukocytów może wystąpić w wyniku odpowiedzi organizmu na szereg procesów fizjologicznych lub zapalnych, przy czym ta ostatnia jest najczęstszą przyczyną. Leukocytoza zapalna lub infekcyjna występuje z powodu obecności bakterii, wirusów i pasożytów.

W zależności od czynnika zakaźnego poziomy określonych leukocytów różnią się w określony sposób. Oznacza to, że każdy patogen podnosi określony typ leukocytów.

Na przykład, jeśli agent jest wirusem, może wystąpić leukopenia lub leukocytoza. W przypadku bakterii początkowe zakażenie charakteryzuje się neutrofilią, następnie monocytozą, a kończy się limfocytozą i ponownym pojawieniem się eozynofili.

Wzrost liczby neutrofili może wskazywać na odpowiedź zapalną. Wzrost liczby eozynofili jest związany z obecnością pasożytów lub zdarzeniem nadwrażliwości.

Ostatni typ leukocytozy należy do typu niezakaźnego i może wynikać z przyczyn nowotworowych, nienowotworowych i hematologicznych.

Świadomość, że wartości leukocytów są nieprawidłowe, nie jest tak naprawdę bardzo pouczająca. Aby postawić dokładniejszą diagnozę, należy scharakteryzować rodzaj dotkniętej chorobą komórki.

Leukopenia

Niska liczba leukocytów u pacjenta może wynikać między innymi ze zmniejszenia ich produkcji w szpiku kostnym, hipersplenizmu. Uważa się, że liczba leukocytów jest niewielka, jeśli liczba leukocytów jest mniejsza niż 4000 na mm ³ .

Bibliografia

1. Abbas, AK, Lichtman, AH i Pillai, S. (2014). E-book dotyczący immunologii komórkowej i molekularnej. Elsevier Health Sciences.
2. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Niezbędna biologia komórki. Garland Science.
3. Alexander, JW (1984). Zasady immunologii klinicznej. Odwróciłem się.
4. Alonso, MAS, & i Pons, EC (2002). Praktyczny podręcznik hematologii klinicznej. Antares.
5. Arber, DA, Glader, B., List, AF, Means, RT, Paraskevas, F. i Rodgers, GM (2013). Kliniczna hematologia Wintrobe. Lippincott Williams & Wilkins.
6. Espinosa, BG, Campal, FR i González, MRC (2015). Techniki analizy hematologicznej. Ediciones Paraninfo, SA.
7. Hoffman, R., Benz Jr, EJ, Silberstein, LE, Heslop, H., Anastasi, J. i Weitz, J. (2013). Hematologia: podstawowe zasady i praktyka. Elsevier Health Sciences.
8. Kierszenbaum, AL i Tres, L. (2015). Histologia i biologia komórki: wprowadzenie do patologii E-Book. Elsevier Health Sciences.
9. Klion A. (2017). Ostatnie postępy w zrozumieniu biologii eozynofili. F1000 Badania, 6, 1084.
10. Lanzkowsky, P. (2005). Podręcznik hematologii i onkologii dziecięcej. Elsevier.
11. Miale, JB (1985). Hematologia: medycyna laboratoryjna. Odwróciłem się.
12. Pollard, TD, Earnshaw, WC, Lippincott-Schwartz, J. i Johnson, G. (2016). E-Book o biologii komórki. Elsevier Health Sciences.
13. Porwit, A., McCullough, J. i Erber, WN (2011). E-book dotyczący patologii krwi i szpiku kostnego: konsultacja eksperta: online i druk. Elsevier Health Sciences.
14. Ross, MH i Pawlina, W. (2006). Histologia. Lippincott Williams & Wilkins.