Лейкоциты 8 класс — Про сосуды

Лейкоциты – это основа иммунитета, наши защитники от внешних воздействий: болезнетворных бактерий, вирусов, грибков и чужеродных тел, попадающих в кровь. Некоторые виды лейкоцитов также препятствуют размножению незрелых опухолевых клеток. Как увеличение, так и уменьшение числа лейкоцитов является признаком заболевания.
Белые клетки крови их строение и виды
Белые клетки крови или лейкоциты – это клетки, выполняющие защитную функцию. Количество лейкоцитов в крови зависит как от скорости их образования, так и от мобилизации их из костного мозга, а также от их утилизации (распада и выведения из организма) и миграции в ткани в очаги воспаления. На эти процессы в свою очередь влияет ряд физиологических факторов, поэтому число лейкоцитов в крови здорового человека подвержено колебаниям: оно повышается к концу дня, при физической нагрузке, эмоциональном напряжении, приеме белковой пищи (например, мяса) , резкой смене температуры окружающей среды. В норме их количество равно 4–9 тысяч в 1 мкл крови (4-9х109/л) .

Лейкоциты делятся на зернистые или гранулоциты (их ядро имеет зернистую структуру) и незернистые (агранулоциты) , ядро которых имеет незернистую структуру, эти виды лейкоцитов выполняют разные задачи.
Строение и функции гранулоцитов
Гранулоциты делятся на три группы: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Нейтрофилы могут быть незрелыми (юными) – их очень мало и в общем анализе крови может не быть, не полностью зрелые или палочкоядерными – они имеют ядро в виде палочек и зрелыми или сегментоядерными с ядрами, разделенными на 3-5 сегментов.
Нейтрофилы выполняют в организме функцию клеточного иммунитета или фагоцитоза: они поглощают и растворяют болезнетворные микроорганизмы. Чем моложе человек, тем выше фагоцитарная активность нейтрофилов, с возрастом она падает. Кроме того, нейтрофилы выделяют фермент лизоцим и противовирусное вещество интерферон, которые также помогают им справляться со своей задачей.
Эозинофилы имеют ядро, состоящее из двух сегментов и круглые или овальные гранулы, которые содержат кристаллы. Эозинофилы также способны к фагоцитозу, выполняют функцию защиты от аллергии, они поглощают чужеродные белки и медиаторы – биологически активные вещества, которые выделяются во время аллергической реакции, например, гистамин.
Структура базофилов изучена хуже, чем других лейкоцитов, так как эти клетки встречаются в крови редко. Основная функция базофилов – участие в иммунологических реакциях (в том числе и неадекватных, то есть аллергических) замедленного типа.
r />Агранулоциты
Агранулоциты или незернистые лейкоциты делятся на лимфоциты и моноциты.
Лимфоциты крови здоровых людей имеет большое ядро сферической формы, которое занимает почти всю клетку. Они являются основой гуморального иммунитета: при попадании в организм чужеродного белка болезнетворных микроорганизмов (антигенов) они вырабатывают антитела, которые, соединяясь с антигенами, образуют нерастворимые комплексы, легко удаляющиеся из организма.
Моноциты являются самыми крупными клетками крови с большим рыхлым ядром. Моноциты со временем превращаются в макрофаги – крупные клетки, которые участвуют в клеточном иммунитете (поглощают вирусы и бактерии) и вырабатывают факторы, влияющие на кроветворение.
В общем анализе крови все лейкоциты принято писать по порядку, слева направо: юные – палочкоядерные – сегментоядерные – лимфоциты — моноциты. При этом все число лейкоцитов берется за 100%, отдельные их виды выражаются также в процентах. При этом в анализе обращается внимание на то, каких зернистых лейкоцитов больше, а каких меньше, соответственно, говорят о нейтрофильном сдвиге влево или вправо.

Источник: otvet.mail.ru

I. ЛЕЙКОЦИТЫ – БЕЛЫЕ КЛЕТКИ КРОВИ

А) Место образования лейкоцитов:

Красный костный мозг
Селезёнка
Лимфатические узлы
Тимус

Б) Место гибели лейкоцитов: всюду

В) Характеристика лейкоцитов: Форма клетки: амебовидная, округлая

Размер: Ø от 6,5 мкм до 20 мкм

Число — N: ≈ 4-9 тыс./мм³

Г) Строение лейкоцитов:

ЕСТЬ:

1. Ядро	=>	делится
2. Ложноножки псевдоподии	=>	– изменяют форму, – передвигаются, – захватывают антиген
3. Много ферментов	=>	внутриклеточное пищеварения

II. Классификация лейкоцитов

(содержание гиперссылок к схеме)

ЛИМФОЦИТЫ

Механизм действия лимфоцитов:

Антиген + лимфоцит = лимфоцит, способный вырабатывать антитела. т.е. Уничтожают инфекцию и начинают вырабатывать антитела.

АНТИГЕН – это инфекция (бактерии, вирус), чужеродные клетки и вещества(токсины)

АНТИТЕЛА – это вещества белковой природы. Каждое антитело распознаёт и нейтрализует свой антиген

В-лимфоциты: получают информацию от Т-лимфоцитов и начинают выделять определённые антитела.

Т-лимфоциты: распознают антиген и дают информацию В-лимфоцитам

Макрофаги-моноциты:

Фиксированы в тканях печени, селезёнки, лимфатических узлов, кожи, слизистой поверхности;
Ø 20 мкм;
первые сталкиваются с инфекцией.

ФАГОЦИТЫ

Механизм действия фагоцитов: антиген + фагоцит = гной, т.е. Уничтожают инфекцию и гибнут сами

Микрофаги: Нейтрофилы 60-70%, Эозинофилы 3-5%, Базофилы 0-1%.

Это амебовидные клетки, которые могут проникать через стенки кровеносных сосудов и мигрировать в места повреждения клеток и тканей;
Ø 9-12 мкм;
Приходят на помощь макрофагам.

III. ИММУНИТЕТ – это способность организма избавляться от чужеродных тел и химических соединений.

Историческая справка: Слово «иммунитет» от латинского слова immunitas, что означало в Древнем Риме относительную независимость, «устойчивость» гражданина к ряду государственных повинностей.

Илья Ильич Мечников: В 1908 году была присуждена Нобелевская премия за создание клеточной теории иммунитета, которая сохранилась и до настоящего времени.

ВРОЖДЁННЫЙ иммунитет (пассивный): наследуется ребёнком от матери (люди с рождения имеют в крови антитела). Например: защищает от чумы животных.

ПРИОБРЕТЁННЫЙ иммунитет (активный): появляется после попадания в кровь чужеродных белков. Например: после перенесения инфекционных заболеваний: корь, ветрянка, оспа и т.д.

АКТИВНЫЙ иммунитет появляется после прививки. Прививка – это введение убитых или ослабленных микроорганизмов (вакцины)

Историческая справка
Эдуард Дженнер – первый создатель противооспенной вакцины (vaccus – это корова) из пустул коровьей оспы в 1798 году
В 1880 году Луи Пастер выдерживал возбудителя сибирской язвы в термостате, этим «ослаблял» возбудителя, оставляя их живыми

ПАССИВНЫЙ иммунитет появляется при действии лечебной сыворотки. Сыворотка – это необходимые антитела, полученные из плазмы крови болевших животных или людей.

Историческая справка
В 1890 году Эмиль Беринг и Пауль Эрлих создали антитоксические сыворотки против дифтерии, так как в некоторых случаях болезнь вызывает не сам микроб, а выработанный им токсин

ФАГОЦИТОЗ – это способность клеток захватывать и переваривать чужеродные тела

НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЙ иммунитет действует на все клетки, вещества и микроорганизмы, независимо от их химической природы.

СПЕЦИФИЧЕСКИЙ иммунитет – это способность организма распознавать клетки и вещества, отличные от клеток и тканей организма, и уничтожать только эти чужеродные клетки и вещества.

IV. ЗАКРЕПЛЕНИЕ.

Вопросы к кинофильму:

За каким животным наблюдал И.И. Мечников, когда обнаружил фагоцитоз?
Какие фагоциты первыми сталкиваются с инфекцией?
Что делают антитела с антигенами?
Какие клетки гибнут при СПИДе?
О каких видах иммунитета не говорилось в фильме?

V. Домашнее задание.

ВЫВОДЫ.

На данном уроке прослеживается системный подход при изучении следующих понятий:

Биологические системы:

Клетка – лейкоциты.
Ткани – кровь.
Органы – селезёнка, красный костный мозг, печень, лимфатические узлы.
Организм – иммунитет.

Взаимосвязи биологической системы:

Связь строения с выполняемой функцией;
Связь с другими биологическими системами.

Библиография:

Драгомилов А.Г., Маш Р.Д. Биология: 8 класс – Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений –М.: Вентана –Граф, 2008 – 272с..
Сухова Т.С. Системный подход как условия развивающего обучения в курсе биологии. М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2006
РязановаЕ.А. Антонова И.П. Резанов А.А. Биология человека. В таблицах и схемах. М.: «Издат – школа 2000» — 208с.

Источник: urok.1sept.ru

Тема урока: Плазма крови, ее состав.

Форменные элементы крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), их строение и функции.

Цели урока: познакомить учащихся с составом, строением, функциями крови.

Задачи:

— образовательная: способствовать формированию знаний учащихся о составе крови, ее функциях; особенностях крови, плазмы крови; организовать деятельность учащихся по восприятию и осмыслению понятий «кровь», «плазма крови».

— развивающая: развивать умения учащихся обосновывать свое мнение; логически мыслить и оформлять результаты мыслительных операций в устной и письменной форме; умения работать с микроскопом.

— воспитательная: воспитывать культуру общения; ; создать условия для развития интереса биологических знаний.

Оборудование: Таблицы “Ткани организма человека”, “Состав крови”, “Кровь человека”; микропрепараты, цифровой микроскоп, мультимедийное учебное пособие «Анатомия и физиология человека. Кровь – жидкая ткань». Видеофильм «Кровь», интерактивное оборудование, ПК.

Тип урока: комбинированный.

План урока:

1.Проверка знаний:

Внутренняя среда организма, её состав и значение.

1. Опрос «Учитель-ученик»

-Почему клетки организма не получают необходимые для их жизнедеятельности вещества непосредственно из крови?

-Почему содержание тканевой жидкости в организме значительно превышает остальные компоненты?

-Почему количество тканевой жидкости не уменьшается, несмотря на то, что клетки постоянно получают из неё питательные вещества и кислород?

— В чём проявляется постоянство внутренней среды организма?

3. Заполните таблицы по следующей форме:

Компонент внутренней среды	Расположение в организме
1. Кровь	Сердце, …
2.
3.

2.Изучение нового материала.

1. Плазма крови, ее состав

Учитель сообщает учащимся, что плазма крови содержит 90-92% воды и 8-10% неорганических и органических веществ.

Неорганические вещества составляют 0,9-1,0% (ионы Na, K, Мg, Ca, C1, Р и др.)

Среди органических веществ плазмы 6,5-8% составляют белки( альбумины, глобулины, фибриноген), около 2% приходится на глюкозу – 0,1% аминокислоты – мочевина, липиды. Белки наряду с минеральными солями поддерживают кислотно-щелочное равновесие. Учащиеся самостоятельно с помощью учебника составляют схему:

Плазма крови, ее состав:

2.Клетки крови, их строение и функции

Эритроциты : особенности строения и функции.

Сообщение ученика «История открытия эритроцитов». Учитель обращает внимание учащихся на то, что в 1 мм3 крови содержится 4,5-5 млн. эритроцитов. Ни одна клетка нашего организма не похожа на эритроцит. Все клетки имеют ядра – у эритроцитов их нет. Большинство клеток неподвижны, эритроциты двигаются, правда, не самостоятельно, а с током крови.

Остальное клетки бесцветны – эритроциты в массе имеют красный цвет за счет содержащегося в них пигмента – гемоглобина. Природа идеально приспособила эритроциты для выполнения основной роли – транспорта кислорода: благодаря отсутствию ядра, выигрывается место для гемоглобина, которым буквально нафарширована клетка. Перенос кислорода настолько важная задача, что для наиболее полноценного ее выполнения эритроциты человека в процессе развития даже лишились своего клеточного ядра и уже сами не могут размножаться. Но зато место ядра в них заполняется гемоглобином, поэтому каждый эритроцит человека может захватывать больше кислорода, чем эритроциты низших животных. Так на высоких ступенях развития животного мира отдельные клетки «Приносят себя в жертву» всему живому организму. Эритроциты образуются в красном костном мозге губчатого вещества костей. Время циркуляции в крови составляет около 120 суток, после чего они разрушаются в селезенке и печени. Как вы думаете, есть ли различие в строении эритроцитов других классов позвоночных животных? Для ответа на этот вопрос, нам необходимо провести лабораторное исследование: изучить препараты крови человека и лягушки по инструктивным карточкам и сделать вывод по данному исследованию.

Лабораторная работа: «Изучение препаратов крови лягушки и человека».

Цель работы: выявить особенности строения эритроцитов человека и лягушки.

Оборудование: микроскопы, микропрепараты крови лягушки и человека.

Ход работы:

1. Изучить на большом увеличении микроскопа микропрепарат крови человека. Найдите эритроциты, обратите внимание на их окраску, форму. Зарисуйте в тетради 1-2 эритроцита.

2. Изучите препарат крови лягушки при малом увеличении микроскопа. Обратите внимание на размеры и форму эритроцитов, зарисуйте их.

3. Сравните эритроциты лягушки и человека; результаты наблюдения занесите в таблицу.

4. Сделайте вывод: почему кровь человека переносит в единицу времени больше кислорода, чем кровь лягушки. В каком направлении шла эволюция эритроцитов у позвоночных животных?

Эритроцит	Диаметр клетки, мкм	Форма клетки	Наличие ядра	Окраска цитоплазмы
Человека	7-8	Двояковогнутая	Нет	Светло-розовая

3. Гемоглобин и его свойства. Что же такое гемоглобин? Послушаем

сообщение учеников «Открытие, сделанное в Дерпте», «Нобелевская премия Макса Перутца». Учитель подчеркивает, что в эритроцитах содержится белок – гемоглобин, состоящий из белковой и небелковой частей. Небелковая часть (гем) содержит ион железа. Природа – великий экспериментатор и прекрасный зодчий – создала дыхательные пигменты как форму приспособления организма к недостатку кислорода. Дыхательные пигменты представляют собой соединение белка с железом или медью. Именно такие соединения лучше всего доставляют кислород к клеткам и тканям. Кроме гемоглобина мы знаем ещё три дыхательных пигмента. В крови животных разных систематических групп присутствуют разные дыхательные пигменты. Например, у некоторых улиток и ракообразных в гемолимфе находится гемоцианин (содержащий медь), у головоногих моллюсков – гемоэритрин (содержащий железо), у разных видов кольчатых червей –гемоэритрин (содержащий железо) . Вовсе не следует думать, что они, как гемоглобин, красного цвета. Некоторые животные имеют пресловутую голубую кровь. Есть виды членистоногих с зеленой кровью, в их числе – крабы, спруты и скорпионы. Почему среди всех дыхательных пигментов наибольшее распространение получил гемоглобин? Обсуждаем варианты ответов учащихся.

Гемоглобин – наиболее совершенное творение природы. Действительно, гемоглобины по сравнению с другими дыхательными пигментами обладают большей кислородной ёмкостью, поэтому они могут больше присоединять или отдавать кислорода. Кислородная ёмкость крови (КЕК-) это максимальное количество кислорода, обратимо связываемое дыхательными пигмента. Поэтому в ходе эволюции животного мира выбор был сделан в пользу гемоглобина. Основная задача гемоглобина – транспортировка кислорода от легких к тканям. Соединение гемоглобин – кислород имеет ярко-алую окраску.

Hb + 02=HbO2 – оксигемоглобин.

В тканях организма, куда попадает по капиллярам кровь их легких, кислород отщепляется от HbO2 и используется клетками. Освободившийся же при этом гемоглобин присоединяет к себе накопившуюся в тканях углекислоту, а результате чего возникает другое соединение гемоглобина – карбгемоглобин.

Hb + CO2 = HbCO2

В природе имеется еще одно вещество, которое так же активно, как и кислород, соединяется с гемоглобином. Это угарный газ. Угарный газ, вступая в соединение с гемоглобин, образует так называемый карбоксигемоглобин. Гемоглобин после этого временно теряет способность соединиться с кислородом, и наступает тяжелейшее отравление. Учитель предлагает ученикам сделать записи в тетрадях.

4. Лейкоциты, строение и функции.

Учитель обращает внимание, что это самые крупные клетки крови человека, в 1мм3 крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов – ядерные клетки размером 8-10 мкм, способные к самостоятельным движениям.

Различают несколько типов лейкоцитов: моноциты, лимфоциты, базофиты, нейтрофилы. Они образуются в красном костном мозге, лимфатических узлах и селезенке, разрушаются в селезенке. Продолжительность жизни большинства лейкоцитов от нескольких часов до 20 суток, а лимфоцитов – 20 лет и более. Рассказ учителя о фагоцитозе, открытие фагоцитоза И.И. Мечниковым.

Долгое время учёные не могли определить функцию этих клеток. Лишь в 1882 г. учёный И.И. Мечников на основе своего известного опыта с личинками морской звезды сделал вывод о том, что подобные клетки — лейкоциты. Клетки эти И.И. Мечников назвал фагоцитами, а явление фагоцитозом.

В нашем организме часто происходят невидимые сражения. Они ведутся по всем правилам военного искусства. Вы занозили палец, и уже через несколько минут к месту повреждения устремляются лейкоциты. Они вступают в борьбу с микробами, которые проникают вместе с занозой. Образуется гной, который состоит из «трупов» лейкоцитов, погибших в «бою» с инфекционным началом.

5. Строение и функции тромбоцитов.

Рассказ учителя о строении и функции тромбоцитов. Тромбоциты – это мелкие безъядерные образования, в 1 мм3 содержится 250-400 тыс., участвуют в процессах свертывания крови.

Продолжительность их жизни 5-7 дней, образуются в красном костном мозге.

Самостоятельна работа с текстом учебника: рассказ учителя с элементами беседы о механизме свёртывания крови.

Свертывание крови – важнейший защитный механизм. Он представляет собой цепь реакций, в результате которых растворенный в плазме фибриноген превращается в нерастворимый фибрин.

В процессе объяснения учебного материала ученики заполняют таблицу «Клетки крови»:

Клетки крови	Кол-во в 1мм3 крови	Продолжительность жизни	Место образования	Особенности строения

6. Заболевания, связанные с нарушением состава, строения и функций клеток крови (Рассказ учителя; словарная работа).

Состояния организма, при котором в крови уменьшается либо количество эритроцитов, либо содержание гемоглобина в каждом из них, называется малокровием или анемией. Большие потери крови, нарушение образования эритроцитом в кроветворных тканях, недостаток витаминов (В12), плохое питание хроническое переутомление и т.д. В ходе беседы обсуждается значение здорового образа жизни, качества состояния окружающей среды в возникновении заболеваний крови.

III. Закрепление изученного материала о клетках крови, взаимосвязи их строения и функций.

2. Беседа по вопросам:

— Особенности строения эритроцитов

— Функции эритроцитов.

— Особенности строения лейкоцитов.

— Особенности строения тромбоцитов

— Чем опасно заболевание, при котором кровь не свертывается?

3. Решение задач:

— Почему в течение 3-4 часов после приёма пищи содержание лейкоцитом в крови человека повышено? Почему подобные изменение содержания лейкоцитов наблюдается также при мышечной работе, при крике детей.

— Какие характеристики включает обычный клинический анализ крови? Какие болезни и физиологические расстройства позволяет выявить такой анализ.

— Откуда появилась выражение «голубая кровь»?

Словарная работа – запись определений:

Плазма – это …, сыворотка – это …, тромб – это …, фибрин – это …, фибриноген – это …

4. Задания на дом: стр. 128-135

Источник: nsportal.ru

Авторы
Файлы
Литература

Лейкоциты. Общая характеристика элементов белой крови

Лейкоциты (греческое leukos – белый, kytos – вместилище) – одна из трех разновидностей форменных элементов крови позвоночных животных и человека.

Представление о лейкоцитах сформировалось более 100 лет назад одновременно с возникновением учения о крови и кроветворении, получило развитие в трудах Р. Вирхова (1955), И.И. Мечникова (1883), А.А. Максимова (1902), А.А. Заварзина (1945) и других отечественных и зарубежных исследователей.

Лейкоциты, в отличие от эритроцитов, это ядросодержащие клетки, структурная организация которых идентична другим клеткам нашего организма. Лейкоцитарная клетка ограничена цитоплазматической мембраной, в цитоплазме содержатся митохондрии, лизосомы с набором гидролитических ферментов и биологическиактивных соединений, имеется аппарат Гольджи, система эндоплазматического ретикулума, белоксинтезирующая система, представленная рибосомами и полирибосомами, и другие органоиды. Размеры лейкоцитов варьируют от 4 до 20 мкм. Продолжительность жизни также весьма вариабельна и составляет от 4–5 дней до 20 дней для элементов гранулоцито-моноцитарного ряда, а для лимфоцитов 100–200 дней. Количество лейкоцитов в периферической крови здорового взрослого человека колеблется от 4×10⁹/л до 9×10⁹/л.

Количество лейкоцитов у новорожденных уже в течение первых суток достигает 10×10⁹/л – 30×10⁹/л, а затем несколько уменьшается и со второй недели жизни составляет в среднем 10×10⁹/л – 12×10⁹/л. Однако следует отметить, что согласно данным многочисленных авторов содержание лейкоцитов в периферической крови в течение первых лет жизни, а по некоторым данным и до 10–15 лет, может быть значительно выше аналогичного показателя крови здорового взрослого человека (таблица).

Прежде чем остановиться на морфофункциональных особенностях отдельных видов лейкоцитов, необходимо рассмотреть гистогенез элементов белой крови в костном мозге, поскольку именно четкие представления о гистогенезе позволят не только хорошо усвоить вопросы физиологии белой крови, но и современные принципы классификации лейкозов, их гематологическую характеристику.

Как известно, лейкоциты позвоночных животных и человека образуются в специальных кроветворных органах: в период эмбрионального развития такими органами являются желточный мешок, печень, селезенка и костный мозг. Во взрослом организме лейкоциты образуются в костном мозге, а лимфоциты, кроме того, в селезенке, вилочковой железе и лимфатических узлах.

В костном мозге имеется две неравнозначные группы клеток: клетки ретикулярной стромы и клетки кроветворной ткани костного мозга с их производными – зрелыми клетками крови. К клеточным элементам ретиулярной стромы относят фибробласты, остеобласты, жировые клетки, эндотелиальные клетки. Указанные клетки объединяют собирательным названием «ретикулярные клетки».

Возрастная динамика количества лейкоцитов и лейкоцитарной формулы у детей

Возраст

(в годах)

Количество лейкоцитов

(в 1 мм3)

Лейкоцитарная формула

Эозинофилы

Базофилы

Нейтрофилы

Лимфоциты

Моноциты

Плазматические клетки

1–2

2–3

4–5

6–7

8–9

10–11

12–13

14–15

10800

11000

10200

10600

9880

8200

8100

7650

2,5

1,5

1,0

1,5

2,0

2,5

2,0

0,5

34,5

36,5

45,5

46,5

49,5

50,0

53,5

60,5

50,0

51,5

44,5

42,0

39,5

36,0

35,0

28,0

11,5

10,0

9,0

9,5

8,5

9,5

8,5

9,0

0,25

В настоящее время четко определена гистогенетическая независимость системы кроветворной стромы и кроветворных клеток. Ретикулярные клетки имеют самостоятельные стволовые клетки, способные дифференцироваться во все клеточные элементы.

Классификация лейкоцитов. Морфологические и функциональные особенности отдельных видов лейкоцитов

Существующая в настоящее время классификация лейкоцитарных элементов является морфофункциональной и отражает уровень современных знаний по физиологии лейкоцитов.

Все морфологически идентифицируемые лейкоцитарные элементы можно разделить на две группы с учетом одной из основных функциональных характеристик клеток – способности к делению. Так, различают две подгруппы клеток – пролиферирующих и утративших способность к пролиферации (сюда входят и лейкоциты, покинувшие органы кроветворения – циркулирующие в крови и перешедшие в ткани). Циркулирующие в кровотоке лейкоциты подразделяютя на два функциональных пула: а) свободно циркулирующие в крови, б) клетки, занимающие краевое положение в сосудах и не участвующие в циркуляции, – секвестрированные, или депонированные, лейкоциты.

С учетом морфологических особенностей (наличие зернистости и гранул) все лейкоцитарные элементы делятся на две большие группы: гранулоциты и агранулоциты.

Свойства лейкоцитов

1. Все виды лейкоцитов в большей или меньшей степени обладают способностью к амебовидному движению, что обеспечивает миграцию лейкоцитов в ткани через сосудистую стенку. Этот процесс называется диапедезом. Он определяет защитную функцию лейкоитов. 50 % лейкоцитов за пределами сосудистого русла находятся в межклеточном пространстве, а 30 % – в костном мозге.

2. Лейкоциты обладают положительным хемотаксисом по отношению к бактериальным токсинам, продуктам распада бактерий и дегенерирующим клеткам организма, комплексам антиген – антитело.

3. Одним из важных свойств лейкоцитов является способность к фагоцитозу и пиноциозу.

4. Лейкоциты обеспечивают механизмы резистентности за счет лизосомальных ферментов, в частности протеаз, пептидаз, диастазы, дезоксирибонуклеазы, липаз, поступающих в окружающие ткани при жировой дегенерации лейкоцитов. Бактерицидные свойства лейкоцитов обеспечиваются и освобождением лизоцима, катионных белков, лактоферрина, активных форм кислорода.

5. Лейкоциты являются регуляторами коагуляционного потенциала крови. Это свойство лейкоцитов обусловлено содержанием в них активаторов и проактиваторов плазминогена, а также наличием в лизосомах фибринолитическиактивных протеаз, которые могут расщеплять фибрин без участия плазминогена. Вышеуказанные факторы обеспечивают создание альтернативного механизма фибринолиза наряду с плазминовой фибринолитической системой, что играет важную роль в деблокировании сосудистого русла при ДВС-синдроме.

6. Лейкоциты участвуют в развитии синдрома системного воспалительного ответа, лихорадки, регуляции лейкопоэза за счет образования цитокинов с дистантным действием.

7. Лейкоциты обеспечивают индукцию и развитие специфических иммунологических механизмов защиты, а также аллергических реакций гуморального и клеточного типов.

Гемопоэз и его регуляция

Кровь является исключительнореактогенной системой, характеризующейся разнообразными изменениями клеточного состава, а также растворимых компонентов в ответ на действие патогенных факторов.

Система крови представляет собой производное мезенхимы и включает следующие основные компоненты: кровь и лимфу, органы кроветворения и иммунопоэза, а также клетки крови, эмигрирующие в соединительную ткань, и эпителиальные ткани. Естественно, чрезвычайно важная роль в регуляции гомеостаза периферической крови отводится органам кроветворения, в частности костному мозгу, где в условиях нормы имеют место сохранение динамического равновесия между процессами гемопоэза и распада клеток, а также определенная стадийность дифференцировки элементов миелоидного, лимфоидного, эритроцитарного и мегакариоцитарного рядов.

В процессе раннего эмбрионального периода жизни (около 2-х недель очаги системы гемостаза формируются в желточном мешке, где пролифирируют и дифференцируются участки мезенхимы, мезодермальных клеток).

Основными местами гемопоэза, начиная с 11-й недели гестации и прежде всего второго триместра, являются печень и селезенка. Гемопоэз смещается из печени и селезенки в мозговые полости костей лишь с 3-го триместра гестации и остается в этих структурах к моменту рождения ребенка. В течение юности и зрелого возраста места гемопоэза постепенно смещаются из трубчатых костей скелета в плоские кости (череп, позвонки, грудина, ребра, таз), которые становятся основными местами гемопоэза у взрослых людей.

Основные гемопоэтические факторы роста включают группы гормонов и цитокинов, продуцируемых в значительной мере стромальными клетками микроокружения.

В последние годы достигнуты определенные успехи в унификации представлений о характере и механизмах процессов гемопоэза в костном мозге, роли цитокинов в гистогенезе элементов крови.

Ежедневно у человека обновляется около 100 млрд форменных элементов периферической крови. В гемопоэтической ткани костного мозга гранулоциты и их предшественники составляют около 60 %, эритроидные предшественники – 20 %, лимфо- и моноциты – около 10 %, а недифференцированные и разрушающиеся клетки – также около 10 %.

Согласно унитарной теории кроветворения, сформулированной А.А. Максимовым, источником всех линий кроветворения в костном мозге являются «родоначальные клетки». Длительное время не существовало единой терминологии для их обозначения. В настоящее время используют термин «плюрипотентные стволовые клетки» (ППСК), трансформирующиеся в костном мозге в мультипотентные стволовые клетки.

Современная схема гемопоэза была разработана А.И. Воробьевым совместно с И.Л. Чертковым (1973), которая в основном используется в настоящее время с различными дополнениями и модификациями.

Кроветворная ткань является динамичной, постоянно обновляющейся системой, в связи с этим знание кинетики гемопоэза необходимо для понимания патогенеза заболеваний различной этиологии. Гемопоэтические клетки отличаются большим разнообразием структуры и функции, обеспечивающим в процессе их созревания самые различные биологические процессы, такие, как транспорт О2, гемостаз, фагоцитоз, иммунитет.

В настоящее время очевидно наличие шести классов дифференцировки клеток периферической крови (схема), причем первые два класса клеток включают плюрипотентные и мультипотентные клетки костного мозга, морфологически не распознаваемые элементы. К III классу относят коммитированные унипотентные клетки-предшественницы, к IV классу относятся бласты – ядросодержащие клетки эритроцитарного, лимфоидного, миелоидного и мегакариоцитарного рядов, V класс – это созревающие клетки. Часть клеток миелоидного ряда (юные и палочкоядерные) уже содержатся в периферической крови, а VI класс – это зрелые клетки крови и костного мозга.

Касаясь более детальной характеристики гемопоэтических клеток костного мозга, следует отметить, что ППСК, являющиеся источником образования клеток крови, составляют 0,01 % от всех ядросодержащих клеток костного мозга. Однако этого количества достаточно для восстановления гемопоэза в случаях аплазии и гипоплазии костного мозга. Ранее считалось, что клетки крови происходят из гемоцитобласта – производного гемогистиобласта.

ППСК – морфологически не распознаваемая клетка, условно относится к I классу кроветворения, маркерной молекулой этих клеток является CD34, экспрессируемая и эндотелиоцитами сосудов. ППСК относится к категории самоподдерживающихся клеток, способных к митотическому делению до 100 раз в течение своей жизни. Всего у человека примерно 4–400×105 стволовых клеток крови, некоторые из них выходят из костного мозга и обнаруживаются в крови.

Упрощенная схема регуляции кроветворения (Алмазов В.А., 1999): ФСК – фактор стволовой клетки, КОЕ – колониеобразующая единица, ИЛ – интелейкин, КСФ – колониестимулирующий фактор, ИФ – интерферон, ТФР – трансформирующий фактор роста, ЭП – эритропоэтин, ТрП – тромбопоэтин

Миграция стволовых клеток усиливается при нарушениях гомеостаза, в частности при гипоксиях, радиации, химиотерапии и других стрессорных воздествиях, находится под контролем хемокина CXCL-12, синтезируемого остеокластами, эндотелиальными клетками, клетками стромы. Регуляторами миграции стволовых клеток являются также КСФ-Г и ИЛ-1. Стволовые клетки в покоящемся состоянии выполняют две основные функции: 1) самоподдержание за счет низкого уровня пролиферативной активности; 2) дифференцировку в сторону образования коммитированных предшественников.

Дальнейшая дифференцировка ППСК обеспечивается различными специфическими и неспецифическими механизмами. Различают локальные и длиннодистантные механизмы регуляции. Локальные механизмы регуляции обеспечиваются за счет тканевого, микрососудистого, нервного компонентов и распространяются преимущественно на I и II классы клеток кроветворения в костном мозге. Тканевый компонент регуляции гемопоэза включает межклеточное взаимодействие, а также продукцию клетками соединительной ткани, моноцитарно-макрофагальной, мегакариоцитарной линий, эндотелием различных цитокинов с ростстимулирующим действием. Микрососудистый и нервный компоненты обеспечивают соответственно оксигенацию и трофику стромы и паренхиматозных элементов, а также выход в кровоток форменных элементов.

Начиная с коммитированных клеток костного мозга, в регуляции гемопоэза доминируют длиннодистантные механизмы, обеспечиваемые различными цитокинами, системой «кейлоны – антикейлоны», гормонами.

Касаясь динамики гемопоэза в костном мозге, следует отметить, что вслед за классом ППСК возникает образование мультипотентной полустволовой клетки, или клетки – предшественницы лимфопоэза, под влиянием фактора стволовой клетки (ФСК), ИЛ-1, ИЛ-6. Параллельно происходит образование из полипотентной стволовой клетки мультипотентной полустволовой клетки – предшественницы миелопоэза под влиянием ряда цитокинов: ФСК, ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6, КСФ-Г.

Третьим классом недифференцированных клеток гемопоэза костного мозга являются коммитированные, или унипотентные, клетки. Для лимфоидного ряда – это про-Т- и про-В-лимфоциты, а для миелоидного ряда – это колониеобразующие клетки эозинофильного и базофильного рядов (КОЕ-Эо, КОЕ-Б), нейтрофильного ряда (КОЕ-Г), моноцитарного ряда (КОЕ-М), а также эритроцитарного (КОЕ-Э) и мегакариоцитарного (КОЕ-Мег) рядов.

Гемопоэтические клетки III класса – короткоживущие, интенсивно пролиферирующие, идентифицируемые клетки. Регуляторами их пролиферации и дифференцировки являются цитокины и «специфические» гемопоэтины.

Последними пролиферирующими клетками гемопоэтического ряда являются клетки IV класса – бласты – морфологически и гистохимически распознаваемые элементы (миелобласты, лимфобласты, монобласты, эритробласты). V класс дифференцировки включает созревающие клеточные элементы (для миелоидного ряда это промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерные лейкоциты; для лимфоидного ряда – пре- и про-В- и Т-лимфоциты, протоплазмоциты; для эритроцитарного ряда – пронормоцит, базофильный, полихроматофильный, оксифильный нормоцит, ретикулоцит.

VI класс включает в себя зрелые клетки костного мозга и периферической крови.

Касаясь кинетики гемопоэза, следует отметить, что для делящихся клеток-предшественниц митотический цикл, помимо митоза, включает фазу G1, во время которой происходит подготовка гемопоэтических клеток к синтезу ДНК, а далее S-фазу, характеризующуюся удвоением количества ДНК, и фазу G2, включающую период подготовки к митотическому делению. Продолжительность митотического цикла для морфологическинераспознаваемых клеток-предшественников составляет в среднем около 20 часов.

Относительно регуляции гемопоэза необходимо отметить по крайней мере два его варианта – конститутивный и индуцированный гемопоэз. Конститутивный гемопоэз регулируется цитокинами и межклеточным взаимодействием, а осуществляется в особых зонах скопления стволовых клеток. Часть стволовых клеток, медленно размножаясь, мигрирует в другие зоны костного мозга, где и дифференцируется.

Индуцированный гемопоэз возможен при нарушениях гомеостаза при различных стрессорных воздействиях (гипоксия, интоксикация, ионизирующая радиация) и регулируется в основном КСФ-Г, ИЛ-1, ФСК.

Согласно данным литературы, важнейшими стимуляторами пролиферации и дифференцировки клеток гранулоцитарного и моноцитарного рядов оказываются колониестимулирующие факторы (КСФ). Последние являются пептидами, продуцируемыми у человека моноцитарно-макрофагальными клетками крови различных тканей, в частности костного мозга, а также лимфоцитами, эндотелиальными клетками, фибробластами, тучными клетками на фоне антигенной стимуляции. Наиболее изучены мульти-КСФ (ИЛ-3), гранулоцитарно-макрофагальный КСФ (КСФ-ГМ), макрофагальный КСФ (КСФ-М), гранулоцитарный КСФ (КСФ-Г). Усиление лейкопоэза возникает под влиянием провоспалительных цитокинов: ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, а также под влиянием ряда медиаторов воспаления, в частности лейкотриенов В4, С4, ФСК, вырабатываемого клетками микроокружения стволовых клеток. Универсальными стимуляторами гранулоцитарно-моноцитарного лейкопоэза являются гормоны адаптации: катехоламины, глюкокортикоиды, реализующие свои эффекты на костный мозг через усиление образования КСФ и интерлейкинов. К числу стимуляторов лейкопоэза относятся витамин В12, аскорбиновая кислота, фолиевая кислота, железо. Подавление костно-мозгового кроветворения возможно под влиянием ряда медиаторов воспаления, таких, как простагландины Е1, Е2, ИЛ-10, ИЛ-13, ФНО-α, трансформирующий фактор роста бета (ТФР-β), а также лактоферрина и кислого изоферритина.

Регуляция пролиферации и дифференцировки лимфоцитов находится под влиянием цитокинов, интенсивно образующихся на фоне воздействия различных антигенов инфекционной и неинфекционной природы лимфоцитами и моноцитами, в частности ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-7, бластогенного и митогенного факторов. Классическими ингибиторами лимфопоэза являются гормоны адаптации: АКТГ, глюкокортикоиды, индуцирующие развитие реакции апоптоза и цитолиза в лимфоидной ткани.

В настоящее время очевидна определяющая роль цитокинов в регуляции костно-мозгового кроветворения, в частности ФСК, КСФ-Г, КСФ-М, КСФ-ГМ, а также ИЛ-3 или мульти-КСФ, регулирующих дифференцировку и созревание практически всех ростков кроветворения. К настоящему моменту для многих цитокинов определены структура и биологические свойства.

Далее приведены особенности биологических эффектов некоторых из указанных цитокинов, влияющих на процессы роста и дифференцировки гемопоэтических клеток костного мозга.

Фактор стволовых клеток (ФСК). ФСК – ростовой фактор для гемопоэтических стволовых клеток, образование которого детерминируется геном 12-й хромосомы (q22-q24). Биологическая активность ФСК проявляется в виде растворимой и мембранно-связанной форм. Трансмембранный белок состоит из 273 аминокислотных остатков, растворимая форма представлена нековалентно-связанным димером.

Рецептор ФСК, c-kit, обозначается как CD117, его связывание с ФСК приводит через ряд промежуточных реакций к активации протеинкиназы С и yak2/STAT пути клеточной активации [20]. ФСК интенсивно синтезируется в разных тканях плода, а в постнатальном периоде в фибробластах, эндотелиоцитах, недифференцированных стромальных клетках.

В организме человека ФСК оказывает интенсивное стимулирующее влияние на тучные клетки, пролиферацию предшественников Т- и В-лимфоцитов, интраэпителиальных γδ-лимфоцитов.

ФСК стимулирует CD34+ стволовые клетки человека и в сочетании с ИЛ-3, КСФ-Г, КСФ-ГМ усиливает формирование гранулоцитарно-макрофогальных и эритроцитарных колоний, предшественников тучных клеток.

Fit-3-лиганд. Другим стимулятором гемопоэза в костном мозге является Fit-3-лиганд, взаимодействующий с тирозинкиназными рецепторами. Подобно ФСК и КСФ-М, Fit-3-лиганд продуцируется стромальными клетками, клетками эндотелия и Т-лимфоцитами, а его рецептор экспрессируется на ранних гемопоэтических клетках – предшественницах миеломоноцитарного ряда и на пре-В-лимфоцитах.

Эффекты fit-3-лиганда на костно-мозговые клетки усиливаются цитокинами ИЛ-3 и КСФ-ГМ. Комбинация ФСК и Fit-3-лиганда значительно усиливает пролиферацию костно-мозговых стволовых клеток. Рекомбинантный fit-3-лиганд стимулирует пролиферацию CD34+ стволовых клеток костного мозга человека, а также ранних гемопоэтических клеток-предшественниц. Однако его эффекты слабее, чем у ФСК-ГМ.

Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (КСФ-Г). Образование КСФ-Г детерминируется геном хромосомы 17 у человека (С17, q11-q21). Зрелый цитокин имеет глобулярную структуру с ММ 18,6 кДа, синтезируется моноцитами, фибробластами, эндотелием, стромальными клетками, а далее поступает в системный кровоток и в костный мозг. Рецепторы цитокина экспрессируются на клетках миеломоноцитарного ростка кроветворения от миелобластов до зрелых гранулоцитов, а также на некоторых клетках моноцитарного ростка. Продукция КСФ-Г стимулируется вовлечением провоспалительных цитокинов ИЛ-1, ФНО, бактериальных эндотоксинов. Биологическое действие КСФ-Г связано с ускорением пролиферации и созревания ранних предшественников гранулоцитов, усилением фагоцитарной активности нейтрофилов, их кислородзависимого киллинга и антителонезависимой цитотоксичности, продукцией зрелыми нейтрофилами ИЛ-8 и активацией хемотаксиса под влиянием ИЛ-8.

КСФ-Г после стимулирующего влияния на гемопоэз в условиях воспаления, инфекции, оказывает активирующее влияние на продукцию ИЛ-4, ИЛ-10, стимулирует Th2, усиливает гуморальное звено иммунитета, обеспечивает антибактериальную защиту организма.

Макрофагальный колониестимулирующий фактор (КСФ-М). Макрофагальный колониестимулирующий фактор КСФ-М продуцируется стромальными клетками костного мозга, фибробластами, моноцитами, макрофагами, гепатоцитами, эндотелием, гладкомышечными клетками. КСФ-М кодируется геном, расположенным на коротком плече первой хромосомы в зоне р13-р21, а также на 5-й хромосоме(CD q33). Мономер КСФ-М состоит из 256 аминокислот, существует в виде растворимой и мембранно-связанной формы. КСФ-М увеличивает экспрессию антигенов МНС II на макрофагах, усиливает их цитотоксичность.

Рецепторы M-CSF относятся к семейству рецепторов ростовых факторов, кодируются протоонкогеном c-fmg, экспрессируются на всех клетках моноцитарного ряда, гладкомышечных клетках и на трофобласте.

Ген КСФ-М во многих клетках экспрессируется конститутивно, усиление синтеза цитокина возникает под влиянием ИЛ-10, ФНО-α, КСФ-ГМ, прогестероном, ИЛ-4.

КСФ-М стимулирует пролиферацию, дифференцировку клеток – предшественниц моноцитарного ряда, вызывает развитие моноцитоза, тромбоцитопении, иногда нейтропении, повышает противоопухолевую антителозависимую цитотоксичность моноцитов и антибактериальную активность клеток моноцитарно-макрофагального ряда.

Гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (КСФ-ГМ). КСФ-ГМ – ростовой фактор, он синтезируется в условиях нормы в незначительных количествах, а при воспалении различного генеза интенсивность синтеза возрастает под влиянием бактериальных эндотоксинов, провоспалительных цитокинов.

Зрелый КСФ-ГМ имеет ММ 14,5 кДа, состоит из 127 аминокислотных остатков. Интенсивное гликозилирование КСФ-ГМ в процессе синтеза приводит к увеличению его ММ и синтетической биологической активности.

Рецепторы КСФ-ГМ обладают высокой аффинностью связывания лиганда.

После связывания КСФ-ГМ с рецепторами активируется МАР-киназа, Scr-киназа и фосфатидилинозитол-3-зависимая киназа, киназа Jak-2.

Биологическая активность КСФ-ГМ направлена на стимуляцию и дифференцировку миеломоноцитарных предшественников гемопоэза, колоний мегакариоцитов, а также на усиление функциональной активности нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов за счет стимуляции хемотаксиса, адгезии, продукции активных форм кислорода.

КСФ-ГМ вызвает усиление антигенпрезентирующей функции моноцитов, цитотоксичности моноцитов в отношении опухолевых клеток.

Библиографическая ссылка

Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Полутова Н.В., Бизенкова М.Н., Жевак Т.Н., Моррисон В.В. ЛЕКЦИЯ 1. ЛЕЙКОЦИТЫ КРОВИ: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, КЛАССИФИКАЦИЯ. ЛЕЙКОПОЭЗ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 4-2. – С. 280-284;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6635 (дата обращения: 05.02.2024).

Источник: applied-research.ru