Форменные элементы крови

Классификация форменных элементов (клеток) крови была разработана в начале ХХ в., когда стали применяться красители сложного состава, позволяющие хорошо прокрашивать как ядро, так и цитоплазму. В целом все методы окраски дают сходные результаты, отличаясь только более тонкой проработкой ядра (краситель Романовского-Гимзы) или цитоплазматической зернистости (краситель Май-Грюнвальда). Поэтому часто используется комбинированный метод Паппенгейма, сочетающий оба красителя.

Все форменные элементы крови подразделяются на красные кровяные клетки, или эритроциты, белые кровяные клетки, или лейкоциты и кровяные пластинки, или тромбоциты. Среди лейкоцитов выделяют два типа клеток: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. К гранулоцитам относятся нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, которые различаются между собой характером цитоплазматической зернистости. К агранулоцитам принадлежат моноциты и лимфоциты.

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска диаметром 8 и толщиной 2 мкм. Клетка безъядерная, окрашивается в бледно-желтый или розовый цвет. Цитоплазма эритроцита заполнена белком гемоглобином, который разносит кислород по тканям. Кроме переноса кислорода, эритроцит транспортирует также карбонат-ион и некоторые другие молекулы. Количество эритроцитов в 1 микролитре составляет 4,5-5,5 млн. Уменьшение количества эритроцитов приводит к анемии (малокровию), увеличение – к эритремии. Эти клетки созревают в красном костном мозгу и уничтожаются в селезенке. Продолжительность жизни эритроцита составляет около трех месяцев.

Нейтрофилысоставляют больше половины от общего числа лейкоцитов (около 3-4 тысяч на 1 мкл). Это округлая клетка диаметром 9 мкм с сегментированным ядром и слабо оксифильной цитоплазмой. Число сегментов ядра зависит от возраста клетки и может достигать шести. В цитоплазме нейтрофила различают три вида зерен. Крупные базофильные зерна называются азурофильными,потому что в состав гематологических красителей входит азур, который окрашивает эти гранулы. На самом деле они представляют собой лизосомы. Наиболее многочисленной является в нейтрофиле мелкая зернистость на пределе разрешения светового микроскопа (250 нм), цвет которой определить невозможно, и поэтому она называется нейтрофильной, или специфической. Специфические гранулы нейтрофилов содержит белки дефенсины, с помощью которых происходит обволакивание (опсонизация) бактериальных клеток перед их фагоцитозом. Третий вид зерен в цитоплазме нейтрофила – это пероксисомы.

Функции нейтрофилов связаны с защитой организма от бактерий. Они способны атаковать бактериальные клетки и нарушать целостность ее оболочки, а также фагоцитировать бактериальные клетки и разрушать их с помощью ферментов азурофильных гранул.

Нейтрофилы образуются в красном костном мозгу и распространяются по всему кровеносному руслу, оседая на эндотелии сосудов. При появлении очага воспаления нейтрофилы проходят через стенки капилляров и атакуют бактериальные клетки, погибая при этом. В сосудистом русле неактивные нейтрофилы находятся около недели, а затем самоуничтожаются путем апоптоза и фагоцитируются альвеолярными макрофагами.

Эозинофилывнешне очень похожи на нейтрофилы, но отличаются от них характером специфической зернистости. Диаметр специфических зерен эозинофилов составляет около 800 нм. Они обладают слоистой микроструктурой и окрашиваются в ярко-оранжевый цвет. В зернах эозинофилов содержится ряд защитных белков, в частности белки, повреждающие кутикулу паразитических червей. Эозинофилы участвуют также в аллергических реакциях. Количество эозинофилов в периферической крови составляет 100-200 клеток на 1 мкл. Превышение этого уровня наблюдается, например, при аллергических ринитах. Размеры эозинофила достигают 10-12 мкм в диаметре, ядро содержит обычно два сегмента, но их может быть и больше. В цитоплазме кроме специфических присутствуют также азурофильные гранулы и пероксисомы.

Базофилы отличаются от других зернистых лейкоцитов тем, что их цитоплазма заполнена темно-фиолетовыми гранулами. Диаметр клетки составляет 8-10 мкм, число долек в ядре редко превышает 2. Гранулы базофилов обладают метахромазией,окрашиваясь в различные оттенки синего и фиолетового цветов. Метахромазия связана с регулярной ориентацией молекул, которые обладают дихроизмом, по-разному поглощая поляризованный свет. Метахромазия гранул базофилов свидетельствует о высокой регулярности их ультраструктуры.

Базофилов содержится в периферической крови не более 50 клеток на 1 мкл. Однако их может быть гораздо больше в рыхлой волокнистой соединительной ткани, где они выступают под именем тучных клеток (лаброцитов). Гранулы базофилов содержат гистамин и другие медиаторы воспаления, которые выделяются из клетки в ответ на поступление чужеродных веществ – антигенов.

Моноциты – самые крупные клетки крови, их диаметр достигает 12-15 мкм. Ядро клетки имеет бобовидную форму, оно не расчленено на сегменты. В цитоплазме хорошо развиты пластинчатый комплекс и лизосомы, присутствуют также включения липидов и гликогена. Цитоплазма базофильная, без специфической зернистости, хотя имеется небольшое количество азурофильных гранул.

Количество моноцитов в крови равно 400-500 на 1 мкл. Они находятся здесь в неактивной форме. При активации, которая у высших позвоночных происходит только вне сосудистого русла, моноциты превращаются в макрофаги, способные к активному перемещению и фагоцитозу. Макрофаги способны предобрабатывать и представлять другим защитным клеткам антигены, стимулировать их пролиферацию и выработку антител, фагоцитировать комплексы антител с антигенами и погибшие клетки.

Лимфоцитысоставляют до 30 %от общего числа лейкоцитов, занимая по количеству в крови второе место после нейтрофилов – около 2 000 клеток на 1 мкл. Диаметр клетки варьирует в пределах 7-12 мкм. Большую часть лимфоцита занимает округлое несегментированное ядро, слабо базофильная цитоплазма окружает его узкой асимметрической лентой. Органоидов в цитоплазме мало. Различают малые, средние и большие лимфоциты. Малые лимфоциты относятся к клеткам, осуществляющим реакции клеточного иммунитета. Они отличаются крестообразным распределением гетерохроматина и тонким слоем цитоплазмы вокруг ядра. Изредка в малых лимфоцитах можно увидеть в цитоплазме азурофильную гранулу. Малые лимфоциты составляют около 65 % от общего числа лимфоцитов периферической крови. Средниелимфоциты, доля которых в крови равна 20 %, имеют больше цитоплазмы, их характерным признаком является тонкий светлый ободок вокруг ядра. Морфология ядер также иная, чем у малых лимфоцитов, гетерохроматин в основном концентрируется у нуклеолеммы. Большие лимфоциты отличаются ядром с выемкой, наличием пластинчатого комплекса и нескольких азурофильных гранул.

В функциональном плане лимфоциты подразделяются на два типа: В-лимфоциты, обеспечивающие гуморальный иммунитет, и Т-лимфоциты, которые осуществляют реакции клеточного иммунитета.

В-лимфоциты созревают в красном костном мозгу. На поверхности этих клеток имеются особые белки-рецепторы, которые способны распознавать антигены. Они построены из белка иммуноглобулина класса M или D (IgM/D). В-лимфоциты после распознавания и активации превращаются в плазматические клетки (плазмоциты), которые являются продуцентами антител. Тем самым В-лимфоциты обеспечивают осуществление гуморального звена иммунной реакции.

Т-лимфоциты созревают в тимусе (вилочковой, или зобной, железе). На своей поверхности они также имеют рецепторы (ТКР), способные распознавать антигены, но они другой структуры, чем у В-лимфоцитов. Т-лимфоциты осуществляют “двойное распознавание”, одновременно с антигеном определяя метку его происхождения. Некоторые Т-клетки (цитотоксические лимфоциты) могут непосредственно уничтожать чужие или собственные переродившиеся клетки, но в основном они контролируют деятельность В-лимфоцитов.

Т-лимфоциты представлены тремя функционально различными субпопуляциями: Т-хелперами, Т-супрессорамит и ЕК-клетками.

Т-хелперы, одновременно с В-лимфоцитами распознавая антиген, стимулируют пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов в плазмоциты. Т-супрессоры также параллельно В-лимфоцитам и Т-хелперам распознают антиген, но в случае несовпадения результатов опознания, подавляют действие Т-хелперов. Таким образом, как В-лимфоциты, так и Т-лимфоциты одновременно участвуют в иммунном ответе, но деятельность Т-лимфоцитов носит в большей степени регуляторный характер. Столь жесткий контроль защитных реакций связан с тем, что при ошибочном опознании может возникнуть аутоиммунное заболевание, обусловленное повреждением собственных клеток и тканей. Такие нарушения происходят, например, при ревматизме, когда антитела повреждают соединительную ткань. ЕК-клетки в отличие от других Т-лимфоцитов не имеют ТКР и поэтому не способны распознавать чужеродные вещества. Однако они с помощью специальных рецепторов способны распознавать и уничтожать раковые клетки.

Морфологически В-лимфоциты, Т-лимфоциты и тем более субпопуляции Т-лимфоцитов не различимы. Их можно идентифицировать только методом розеткообразования с эритроцитами барана или иммуноцитохимически по наличию на поверхности клетки специфического набора рецепторов. Принцип первого метода заключается в том, что эритроциты барана прикрепляются к Т-лимфоцитам, формируя “спонтанные розетки”. В-лимфоциты также способны формировать розетки, но только в присутствии комплемента (“комплементзависимые розетки”). Способность лимфоцитов к образованию розеток связана с наличием особых рецепторных белков на их поверхности. В последнее время для идентификации субпопуляций лимфоцитов стал применяться более точный и производительный иммуноцитохимический метод. Он основан на использовании моноклональных антител, способных тонко дифференцировать репертуар белков на поверхности лимфоцитов. При этом анализируются следующие детерминанты клеточной поверхности – IgM/D, ТКР, CD3, CD4 и CD8: