Лейкоци́ти ( — білий, ) — неоднорідна група безбарвних клітин крові, що складаються із цитоплазми та ядра і утворюються в червоному кістковому мозку. На відміну від інших клітин крові, лейкоцити мають ядро, здатні до активного амебоїдного руху за допомогою псевдоподій, позитивного хемотаксису (до патогенних організмів, їх токсинів, комплексів антиген-антитіло, фрагментів клітин власного організму), фагоцитозу, адгезії та діапедезу.
Лейкоцити в організмі виконують такі функції:
Захисна — основна функція лейкоцитів, полягає у знешкодженні лейкоцитами патогенів шляхом фагоцитозу, продукції антитіл, нетозу (нетоз — особлива форма клітинної загибелі, що властива нейтрофілам). Лейкоцити розпізнають ендотелій судин у різних тканинах, завдяки здатності до амебоїдного руху вони можуть проникати крізь стінки капілярів (діапедез) і виходити у міжклітинний простір, рухаючись до ураження. При потраплянні у тканину патогену, з ним спочатку взаємодіють місцеві лейкоцити тканин (дендритні клітини, тканинні макрофаги (гістіоцити), базофіли, мастоцити, деякі популяції лімфоцитів), ініціюючи імунну відповідь та розвиток запалення.
Видільна — полягає у захопленні лейкоцитами дрібних часточок пилу у легенях, мікроушкодженнях шкіри тощо, і транспортуванні цих часточок до кишечнику (якщо лейкоцит не здатний їх перетравити), звідки вони виводяться за межі організму. Поживна — виражена у амебоцитів кишковопорожнинних і лейкоцитів мальків риб. Полягає у перетравленні захоплених часточок з виділенням поживних речовин, які можуть використати інші клітини тіла.
Діаметр лейкоцитів коливається від 5 до 30 мікрометрів. Тривалість життя лейкоцитів теж варіює в широких межах (від 6-10 годин до кількох років або навіть усього життя людини). Кількість лейкоцитів на один мікролітр крові у людини варіює від 4 до 10 тисяч, що приблизно в тисячу разів менше від кількості еритроцитів, але лише невелика частина лейкоцитів (не більш як 20 %) знаходиться у крові та лімфі, тоді як більшість з (приблизно половина) перебуває у тканинах, і ще третина — в кістковому мозку та лімфоїдних органах. Немовлята можуть мати значно вищу кількість лейкоцитів на один мікролітр крові, так у немовлят може бути від 9 до 30 тисяч лейкоцитів у мікролітрі, а у дітей до двох років — від 6,2 до 17 тисяч. Оскільки після утворення в червоному кістковому мозку лейкоцити циркулюють у крові від 4 до 72 годин (для порівняння, еритроцити перебувають у крові близько 120 діб, а тромбоцити — 10 діб), поки не потраплять до периферичних тканин або спеціалізованих лімфоїдних органів, в яких вони виконуватимуть свої функції, вважається, що перебування лейкоцитів у крові є тимчасовим.
Класифікація лейкоцитів Морфологічно лейкоцити ділять на зернисті (гранулоцити) та незернисті (агранулоцити). За здатністю до забарвлення кислими, нейтральними та основними барвниками, гранулоцити поділяються на еозинофіли, нейтрофіли та базофіли відповідно. Агранулоцити поділяють на лімфоцити та моноцити. В багатьох випадках лейкоцити можна розрізнити за допомогою оптичного мікроскопу морфологічно за формою і розміром ядра, виглядом і кількістю цитоплазматичних включень і гранул, ядерно-цитоплазматичним співвідношенням, наявністю цитоплазматичних виростів. Але в деяких випадках розрізнити складно навіть за допомогою електронного мікроскопа (наприклад деякі субпопуляції лімфоцитів), в таких випадках використовують імунофенотипування.
Кожен тип лейкоцитів виконує свої спеціалізовані функції, так гранулоцити та активовані моноцити є основою неспецифічного імунітету, тоді як лімфоцити є основою специфічного імунітету. Імунна відповідь можлива завдяки взаємодії специфічного та неспецифічного імунітету. +Класифікація лейкоцитівТипІлюстраціяЧастка у крові
дорослихДіаметр (мкм)ЯдроГранулиТривалість життяГранулоцитиНейтрофіли62 %10—12СегментованеДрібні, рожеві (забарвлення
гематоксилін-
еозином)Від 6 годин до кількох
днівЕозинофіли2,3 %10—12ДвосегментнеРожево- оранжеві
(забарвлення
гематоксилін-
еозином)8—12 днів у тканинах, циркулюють
4—5 годинБазофіли0,4 %12—15Дво- або трисегментнеВеликі, синіВід кількох годин до
кількох дібАгранулоцитиЛімфоцити30 %Малі: 7—8
Великі:
12—15Велике, кругле, ексцентиче, глибоко
забарвленеЄ у NK-клітин та у (CD8+)
цитотоксичних
Т-клітинТижні для більшості, роки для
клітин
пам'ятіМоноцити5,3 %15—30БобоподібнеНемаєВід кількох годин до
кількох днів
Гранулоцити Кількість гранулоцитів становить близько 50—70 % від усіх лейкоцитів в крові. Гранулоцити мають поліморфні ядра, а у своїй цитоплазмі містять гранули, і в залежності від того якими барвниками вони забарвлюються (кислими, нейтральними чи основними), їх поділяють на еозинофільні, нейтрофільні та базофільні гранулоцити. Гранулоцити розвиваються у червоному кістковому мозку близько 15 діб і далі, вже зрілими і готовими до зустрічі з антигеном, надходять у кров. Зрілі гранулоцити вже не здатні до поділу, а тривалість їхнього життя в тканинах становить кілька діб. Гранулоцити є складовою неспецифічного імунітету, і вони захищають організм від патогенних мікроорганізмів та позаклітинних організмів завдяки їхній здатності до фагоцитозу, екзоцитозу вмісту власних гранул, індукції запалення, та нетозу.
Нейтрофіли
Нейтрофіли є найбільшою за чисельністю популяцією лейкоцитів: вони становлять 40—60 % від усіх лейкоцитів і 93—96 % від усіх гранулоцитів, при цьому лише 10 % з них перебувають у крові. Діаметр нейтрофілів становить близько 10—20 мкм, тому І. І. Мечников назвав їх мікрофагами.
Утворення нейтрофілів відбувається у кістковому мозку, де вони перебувають близько 5—7 днів після дозрівання, вони виходять у кров, де вони утворюють пул циркулюючих нейтрофілів і пул пристінкових. У крові вони перебувають від 7 до 8 годин, поки не дістануться до тканин, зокрема слизових оболонок та запалення. Нейтрофіли визначають місце для виходу в тканини завдяки адгезивним молекулам (Р-селектин), які експресуються ендотеліоцитами судин під дією медіаторів запалення.
Зрілі нейтрофіли — сегментоядерні клітини (їх ядро складається з 3—5 часточок, які з'єднані тонкими перемичками), сегментоване ядро допомагає їм витягуватися, рухаючись між клітинами в зоні запалення, і не дає нейтрофілам ділитися. Сегментація ядра зростає у міру дозрівання нейтрофіла, тому на різних стадіях нейтрофіли за формою ядра називають юними (мають бобоподібне ядро), паличкоядерними (мають S-подібне ядро), та сегментоядерними. Завдяки своїм сегментованим ядрам, нейтрофіли отримали назву поліморфноядерні лейкоцити.
Нейтрофіли здатні виконувати свої функції у анаеробних умовах завдяки гліколізу.
В своїй цитоплазмі нейтрофіли містять три типи гранул:
Первинні (азурофільні) — містять мієлопероксидазу (завдяки наявності гему, зумовлює зеленувате забарвлення нейтрофілів), лізоцим (гідролізує глікопротеїни оболонок бактерій) та катіонні білки. Вторинні — містять лактоферин (протеїн, який зв'язує різні антимікробні речовини, що пошкоджують мембрани бактерій, зокрема ціанкобаламін та лізоцим). Третинні — лізосоми, які містять кислі гідролази, якими перетравлюють фагоцитовані патогени. Не можуть поновлюватися, тому нейтрофіли гинуть після фагоцитозу кількох патогенів. Нейтрофіли проникають до місця ураження першими, тому їх також називають клітинами гострої фази запалення. Вони досягають його завдяки здатності до хемотаксису. Хемотаксичну активність щодо нейтрофілів мають: білки бактерій, які мають формілметіонін на своєму N-кінці, лейкотрієни, С3a та С5а (продукти активації комплементу), інтерлейкін-8, фактори запалення, що виділяються базофілами, лімфоцитами і мастоцитами. На своїй поверхні нейтрофіли мають лектинові рецептори, для взаємодії з клітинними стінками бактерій, та рецептори до опсонінів (Fc-фрагменти антитіл, білки гострої фази, С3b компонент системи комплементу), тому нейтрофілам легше фагоцитувати опсонізовані комплементом та антитілами мікроорганізми. Також при зв'язуванні з антигенами, антимікробні речовини, що містяться в гранулах нейтрофілів, можуть звільнятися та знешкоджувати широкий спектр патогенних організмів у процесі, що називається дегрануляція. Також ці антимікробні речовини можуть ушкоджувати оточуючі тканини і призводити до формування абсцесу (наповнена гноєм порожнина в м'яких тканинах). У гної міститься велика кількість нейтрофілів, тому гній має зеленувате забарвлення. Також нейтрофіли на своїй поверхні переносять абсорбовані антитіла та деякі інші білки до місця запалення.
Особливим способом нейтралізації мікробів, до якого можуть вдаватися нейтрофіли, є нетоз — особлива регульована форма загибелі відкрита 2004 року, в результаті якої нейтрофіл разом з антибактеріальними білками вивільняє свій власний хроматин, утворюючи нейтрофільні позаклітинні пастки, які захоплюють та вбивають патогени. Для активації нетозу важливими є мієлопероксидаза, нейтрофільна еластаза та НАДФН. Нейтрофільні позаклітинні пастки стабілізуються білками, і білки зумовлюють їх антибактеріальні властивості, наприклад, хлорна кислота, що виділяється внаслідок активності мієлопероксидази. Нейтрофільні позаклітинні пастки також можуть взаємодіяти з системами комплементу та коагуляції. Є дослідження, що вказують на взаємозв'язок між нетозом і аутоімунними захворювання, зокрема цукровий діабет, атеросклероз та васкуліт.
При збільшенні потреби в нейтрофілах (наприклад під час запалення), вони активніше виходять з кісткового мозку у кров. Збільшення надходження нейтрофілів може відбутися внаслідок реакції перерозподілу або за рахунок посилення інтенсивності лейкопоезу.
Базофіли та мастоцити
Базофільні гранулоцити — лейкоцити з дво- або трилопатевим ядром, великі гранули яких забарвлюються основними барвниками у синій колір і містять анафілатоксичні речовини, такі як анафілатоксин, гістамін, гепарин, хондроїтинсульфат та інші медіатори запалення. Чисельність базофілів становить лише 0,5—1 % від усіх лейкоцитів крові, а діаметр близько 10—12 мкм. На поверхні базофілів містяться рецептори до Fc-фрагментів IgE та С3a- і С5а-компонентів системи комплементу. Зв'язування цих речовин з рецепторами призводить до дегрануляції базофілів. Вивільнення анафілатоксичних речовин приводить до розширення судин та збільшення їх проникності (гістамін), і відповідно до набряку тканин, а також гепарин пригнічує зсідання крові. Це, зокрема, полегшує проникнення нейтрофілів до тканин. Базофіли також можуть виділяти хімічні сигнали, які залучають еозинофіли та нейтрофіли до місця ураження, також вони є джерелом серотоніну, брадикініну та деяких лізосомальних ферментів, крім того, гепарин активує ліполіз. В зону запалення базофіли прямують, головним чином, за рахунок таких хемокінів як ІЛ-8 та CCL2.
Надмірна активація базофілів та мастоцитів може викликати реакцію гіперчутливості негайного типу, зумовлюючи такі гострі та хронічні алергічні захворювання як анафілаксія, астма, атопічний дерматит та поліноз.
Мастоцити (гладкі клітини) — гранулоцити, дуже подібні до базофілів за своїми функціями. Вони теж містять базофільні гранули з гістаміном, гепарином, хондроїтинсульфатом, вміст яких вивільняються у відповідь на ті ж стимули, що і гранулоцити базофілів. Раніше їх навіть вважали базофілами, що вже «оселилися» в тканині, але це різні типи клітин. На відміну від базофілів, мастоцити виходять в кров незрілими і дозрівають вже в тканинах, їх ядро кругле, вони досить великі і живуть значно довше від базофілів. Зрілі мастоцити перебувають у тканинах і не здатні рухатися до зони запалення, оскільки втрачають рецептори до більшості хемокінів, цитокінів та гемопоетичних факторів. Також гранули мастоцитів не містять калікреїну, але містять триптазу, на відміну від гранул базофілів.