Лейкоциты, или белые кровяные клетки, выполняют в организме человека и животных важнейшую функцию - борьбу с инфекциями, воспалением, повреждениями тканей. Несмотря на относительно небольшое количество по сравнению с эритроцитами, роль лейкоцитов трудно переоценить.
Типы лейкоцитов
Лейкоциты - это разнообразная группа клеток крови, которые играют важную роль в защите организма от инфекций и воспалительных процессов. По морфологическим и функциональным признакам лейкоциты подразделяются на несколько основных типов:
- Нейтрофилы
- Эозинофилы
- Базофилы
- Моноциты
- Лимфоциты
Каждый тип лейкоцитов выполняет свои специализированные функции, направленные на поддержание гомеостаза и иммунитета. В норме в периферической крови человека содержится около 4-10 тысяч лейкоцитов в 1 мкл. Наиболее многочисленны среди них нейтрофилы, на долю которых приходится 50-70% всех лейкоцитов. Остальные типы присутствуют в меньших количествах.
Строение и функции основных типов лейкоцитов
Функции лейкоцитов в организме чрезвычайно разнообразны и зависят от специализации каждого типа этих клеток.
Функции нейтрофилов связаны в первую очередь с их способностью к фагоцитозу и уничтожению бактерий. Нейтрофилы содержат в цитоплазме много гранул, заполненных ферментами и белками с антибактериальной активностью. При контакте с бактериями нейтрофилы их активно поглощают, а затем убивают с помощью токсичных веществ из гранул. Кроме того, нейтрофилы могут выбрасывать сети хроматина для обездвиживания бактерий.
Функции эозинофилов связаны в первую очередь с борьбой с паразитами, особенно гельминтами. Эозинофилы содержат в цитоплазме крупные эозинофильные гранулы с токсинами, повреждающими клетки паразитов. Эозинофилы также участвуют в развитии аллергических реакций.
Функции базофилов также связаны с аллергическими реакциями и воспалением. Они содержат гистамин и другие биологически активные вещества в специфических базофильных гранулах. При активации базофилы высвобождают эти вещества, усиливая воспаление.
Функции моноцитов и макрофагов (тканевой формы моноцитов) заключаются в фагоцитозе, переваривании и презентации чужеродных антигенов иммунной системе. Они играют важнейшую роль в неспецифическом и специфическом иммунитете.
Функции лимфоцитов относятся к адаптивному иммунитету. Лимфоциты несут уникальные рецепторы для распознавания специфических антигенов и запуска иммунного ответа против них.
Происхождение лейкоцитов в костном мозге
Все типы функций, выполняющих лейкоцитами, происходят из стволовых клеток-предшественников в красном костном мозге. Существуют общие стволовые клетки, из которых путем дифференцировки образуются более специализированные клетки-предшественники.
Общая мультипотентная стволовая клетка дает начало двум линиям предшественников. Одна линия образует общий предшественник для клеток миелоидного ряда, к которому относятся гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), моноциты и эритроциты. Вторая линия дает начало общему предшественнику лимфоидного ряда, из которого развиваются лимфоциты.
Из общего предшественника миелоидного ряда в процессе дифференцировки образуются более специализированные клетки-предшественники для каждого типа функции лейкоцитов.. Аналогично происходит созревание предшественников лимфоцитов из общего предшественника лимфоидного ряда.
Таким образом, все разнообразие функций лейкоцитов и специализация отдельных их типов берет свое начало на ранних стадиях гемопоэза из общих стволовых клеток-предшественников в костном мозге. Понимание этих процессов важно для изучения кроветворной системы и ее заболеваний.
Миграция лейкоцитов в очаг воспаления
Одна из важнейших функций лейкоцитов - их способность мигрировать из кровотока в очаг воспаления или инфекции. Этот процесс называется диапедез и включает несколько стадий.
Сначала под действием хемоаттрактантов лейкоциты прилипают к эндотелию сосудов и начинают двигаться вдоль него. Затем они прочно фиксируются на эндотелии при помощи специальных молекул адгезии. После этого лейкоциты перестраивают свой цитоскелет и распластываются на поверхности эндотелия.
На заключительном этапе лейкоциты протискиваются между клетками эндотелия и покидают сосуд, используя амебоидное движение. Во внесосудистом пространстве они следуют в направлении повышенной концентрации хемоаттрактантов, двигаясь к очагу воспаления или инфекции.
Таким образом, способность лейкоцитов к активной миграции через эндотелий сосудов - одна из их важнейших функций лейкоцитов, обеспечивающая иммунную защиту тканей организма.
Фагоцитоз и уничтожение патогенов лейкоцитами
Одна из важнейших функций лейкоцитов - фагоцитоз, то есть поглощение и переваривание микроорганизмов, пылевых частиц, опухолевых клеток и других чужеродных объектов. Этот процесс играет ключевую роль в работе иммунной системы.
Фагоцитоз начинается с хемотаксиса - движения лейкоцита к объекту захвата. Далее лейкоцит окружает частицу псевдоподиями и заглатывает ее, образуя внутриклеточную вакуоль - фагосому. С фагосомой затем сливаются лизосомы, содержащие пищеварительные ферменты, образуя фаголизосому.
В фаголизосоме происходит переваривание и уничтожение захваченного объекта с помощью активных форм кислорода, гидролитических ферментов, дефензинов и других бактерицидных веществ. Так функции лейкоцитов по фагоцитозу обеспечивают элиминацию патогенов.
Некоторые лейкоциты, в частности нейтрофилы, кроме фагоцитоза могут уничтожать микроорганизмы с помощью нетоза - выброса сетей хроматина с бактерицидными белками. Таким образом, фагоцитоз - одна из ключевых функций лейкоцитов в антимикробной защите организма.
Нарушения количества лейкоцитов при заболеваниях
Нарушения в количестве и функционировании лейкоцитов часто наблюдаются при различных заболеваниях и патологических состояниях.
Лейкопения - снижение общего количества лейкоцитов ниже нормы - может быть вызвана инфекциями, интоксикациями, воздействием радиации, приемом некоторых лекарств. Это приводит к ослаблению иммунитета из-за снижения функций лейкоцитов.
Напротив, лейкоцитоз - повышенное содержание лейкоцитов - часто наблюдается при воспалении, инфекциях, стрессе. Обычно при этом повышено количество нейтрофилов и усилены функции лейкоцитов по борьбе с инфекцией.
При некоторых заболеваниях крови происходит неконтролируемое размножение отдельных форм лейкоцитов. Например, хронический миелолейкоз сопровождается избыточным количеством незрелых гранулоцитов.
Таким образом, мониторинг количества и типов лейкоцитов имеет большое диагностическое значение для оценки состояния иммунной системы и выявления заболеваний.
