"Структурно функциональная характеристика гранулоцитов. Гранулоцитопоэз"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет"

Медицинский институт

Кафедра клинической морфологии

и судебной медицины с курсом онкологии

Курсовая работа

по гистологии, цитологии, эмбриологии

"Структурно функциональная характеристика гранулоцитов. Гранулоцитопоэз"

Выполнил: студент 19ЛЛ 18 группы I курса

Калмаматов Умарбек

Проверил: к.б.н., доцент

Шиленков А.В.

Пенза 2020

Задание на курсовую работу

по дисциплине Гистология, цитология, эмбриология

студенту(ке) Калмаматову Умарбеку группы 19лл 18

Тема: Структурно функциональная характеристика гранулоцитов. Гранулоцитопоэз.

Основные требования к оформлению курсовой работы:

Объем - не менее 20 стр. формата А 4.

Поля: верхнее и нижнее - 2 см, правое - 1,5 см, левое - 3 см; шрифт Times New Roman 14; интервал 1,5; выравнивание по ширине.

В начале работы - план.

В конце работы - список использованной литературы - не менее 10 источников, из них - не менее 2 журнальных статей (отечественных или зарубежных).

Возможно включение в работу пояснительных иллюстраций.

Срок сдачи работы - не позднее

Руководитель к.б.н. доц. Александр Владимирович Шиленков

(Подпись)

Задание принял (Калмаматов Умарбек)

(Подпись) (Фамилия, инициалы)

Содержание

Введение

1. Гранулоциты

1.1 Нейтрофилы

1.2 Эозинофилы

1.3 Базофилы

2. Гранулоцитопоэз

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Гранулоциты, или зернистые лейкоциты, - подгруппа белых клеток крови, характеризующихся наличием крупного сегментированного ядра и присутствием в цитоплазме специфических гранул, выявляемых в световой микроскоп при обычном окрашивании. Гранулы представлены крупными лизосомами и пероксисомами, а также видоизменениями этих органоидов.

Гранулоциты - наиболее многочисленные представители лейкоцитов, их количество составляет 50--80 % всех белых кровяных клеток. Размеры зернистых лейкоцитов колеблются от 9 до 13 мкм.

Образование гранулоцитов происходит в миелоидной ткани красного костного мозга. Исходная стволовая клетка превращается в мультипотентную клетку - предшественник миелопоэза и далее под воздействием колониестимулирующих факторов дифференцируется в общую родоначальную клетку для гранулоцитов и моноцитов

Индукторы гранулоцитопоэза - ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-5, грануллоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор (GM-CSF) и гранулоцит-стимулирующий фактор (G-CSF). Ответ на стимуляцию выражается в виде 3-5 делений клеток-предшественниц (4 дня) и морфологическом дозревании (5 дней) - итого 9 дней.

В стандартной гематологической окраске по Романовскому - Гимзе используются два красителя: кислый эозин и основной азур-II. Структуры, окрашиваемые эозином (в розовый цвет) называют эозинофильными, или оксифильными, или же ацидофильными. Структуры, окрашиваемые красителем азур-II (в фиолетово-красный цвет) называют базофильными, или азурофильными[4].

У зернистых лейкоцитов при окраске азур-II - эозином, в цитоплазме выявляются специфическая зернистость (эозинофильная, базофильная или нейтрофильная) и сегментированные ядра (т.е. все гранулоциты относятся к сегментоядерным лейкоцитам). В соответствии с окраской специфической зернистости различают нейтрофилъные, эозинофильные и базофильные гранулоциты.

Основные функции гранулоцитов заключаются в формировании иммунной реакции при попадании в организм вируса, паразита, аллергена или любого другого патогенного тела.

Кроме этого, некоторые подвиды белых телец отвечают за ускорение кровообращения при ранении, что помогает предотвратить большую кровопотерю. В целом данный компонент отвечает за полноценное функционирование внутренних органов.

1. Гранулоциты

К гранулоцитам относятся нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты. Они образуются в красном костном мозге, содержат специфическую зернистость в цитоплазме и имеют сегментированные ядра.

1.1 Нейтрофилы

Нейтрофильные гранулоциты (или нейтрофилы) - самая многочисленная группа лейкоцитов, составляющая (48--78% от общего числа лейкоцитов). В зрелом сегментоядерном нейтрофиле ядро содержит 3--5 сегментов, соединенных тонкими перемычками. В популяции нейтрофилов крови могут находиться клетки различной степени зрелости - юные, палочкоядерные и сегментоядерные. Первые два вида - молодые клетки.

Рисунок 1 - Нейтрофил.

Юные клетки в норме не превышают 0,5% или отсутствуют, они характеризуются бобовидным ядром. Палочкоядерные составляют 1--6%, имеют несегментированное ядро в форме английской буквы S, изогнутой палочки или подковы[5].

Увеличение в крови количества юных и палочкоядерных форм нейтрофилов (т.н. сдвиг лейкоцитарной формулы влево) свидетельствует о наличии кровопотери или острого воспалительного процесса в организме, сопровождаемых усилением гемопоэза в костном мозге и выходом молодых форм.

Цитоплазма нейтрофилов окрашивается слабооксифильно, в ней видна очень мелкая зернистость розово-фиолетового цвета (окрашивается как кислыми, так и основными красками), поэтому называется нейтрофильной или гетерофильной.

В поверхностном слое цитоплазмы зернистость и органеллы отсутствуют. Здесь расположены гранулы гликогена, актиновые филаменты и микротрубочки, обеспечивающие образование псевдоподий для движения клетки. Во внутренней части цитоплазмы расположены органеллы общего назначения, видна зернистость.

В нейтрофилах можно различить два типа гранул: специфические и азурофильные, окруженные одинарной мембраной. Специфические гранулы, более мелкие и многочисленные содержат бактериостатические и бактерицидные вещества - лизоцим и щелочную фосфатазу, а также белок лактоферрин.

Лизоцим является ферментом, разрушающим бактериальную стенку. Лактоферрин связывает ионы железа, что способствует склеиванию бактерий. Он также инициирует отрицательную обратную связь, обеспечивая торможение продукции нейтрофилов в костном мозге.

Азурофильные гранулы более крупные, окрашиваются в фиолетово-красный цвет. Они являются первичными лизосомами, содержат лизосомальные ферменты и миелопероксидазу. Миелопероксидаза из перекиси водорода продуцирует молекулярный кислород, обладающий бактерицидным действием. Азурофильные гранулы в процессе дифференцировки нейтрофилов появляются раньше, поэтому называются первичными в отличие от вторичных - специфических.

Основная функция нейтрофилов - фагоцитоз микроорганизмов, поэтому их называют микрофагами. В процессе фагоцитоза бактерий сначала с образующейся фагосомой сливаются специфические гранулы, ферменты которой убивают бактерию, при этом образуется комплекс, состоящий из фагосомы и специфической гранулы. Позднее с этим комплексом сливается лизосома, гидролитические ферменты которой переваривают микроорганизмы. В очаге воспаления убитые бактерии и погибшие нейтрофилы образуют гной[1,2].

Фагоцитоз усиливается при опсонизации с помощью иммуноглобулинов или системы комплемента плазмы. Это так называемый рецепторопосредованный фагоцитоз. Если у человека имеются антитела для конкретного вида бактерий, то бактерия обволакивается этими специфическими антителами. Этот процесс и называется опсонизацией. Затем антитела распознаются рецептором на плазмолемме нейтрофила и присоединяется к нему. Образующееся соединение на поверхности нейтрофила запускает фагоцитоз.

Рисунок 2- Этапы фагоцитоза.

В популяции нейтрофилов здоровых людей фагоцитирующие клетки составляют 69--99%. Этот показатель называют фагоцитарной активностью. Фагоцитарный индекс - другой показатель, которым оценивается число частиц, поглощенных одной клеткой. Для нейтрофилов он равен 12--23.

1.2 Эозинофилы

Эозинофильные гранулоциты (или эозинофилы). Количество эозинофилов в крови составляет от 0,5 до 5 % от общего числа лейкоцитов. Ядро эозинофилов имеет, как правило, 2 сегмента, соединенных перемычкой. В цитоплазме расположены органеллы общего назначения и гранулы.

Среди гранул различают азурофильные (первичные) и эозинофильные (вторичные), являющиеся модифицированными лизосомами.

Специфические эозинофильные гранулы заполняют почти всю цитоплазму. Характерно наличие в центре гранулы кристаллоида, который содержит т.н. главный основной белок, богатый аргинином, лизосомные гидролитические ферменты, пероксидазу, эозинофильный катионный белок, а также гистаминазу. цитоплазма лейкоцит кровь

Главный основной белок эозинофильных гранул участвует в антипаразитарной функции эозинофилов. Гистаминаза - фермент разрушающий гистамин, - один из основных медиаторов воспаления.

Эозинофилы являются подвижными клетками и способны к фагоцитозу, однако их фагоцитарная активность ниже, чем у нейтрофилов.

Эозинофилы обладают положительным хемотаксисом к гистамину, выделяемому тучными клетками соединительной ткани при воспалении и аллергических реакциях, к лимфокинам, выделяемым Т-лимфоцитами, и иммунным комплексам, состоящим из антигенов и антител[7].



Рисунок 3- Эозинофил под микроскокопом

Установлена роль эозинофилов в реакциях на чужеродный белок, в аллергических и анафилактических реакциях, где они участвуют в метаболизме гистамина, вырабатываемого тучными клетками соединительной ткани. Гистамин повышает проницаемость сосудов, вызывает развитие отека тканей; в больших дозах может вызвать шок со смертельным исходом.

Эозинофилы способствуют снижению содержания гистамина в тканях различными путями. Они разрушают гистамин с помощью фермента гистаминазы, фагоцитируют гистаминсодержащие гранулы тучных клеток, адсорбируют гистамин на плазмолемме, связывая его с помощью рецепторов, и, наконец, вырабатывают фактор, тормозящий дегрануляцию и освобождение гистамина из тучных клеток.

Специфической функцией эозинофилов является антипаразитарная. При паразитарных заболеваниях (гельминтозы, шистосомоз и др.) наблюдается резкое увеличение числа эозинофилов. Эозинофилы убивают личинки паразитов, поступившие в кровь или органы (например, в слизистую оболочку кишки). Они привлекаются в очаги воспаления хемотаксическими факторами и прилипают к паразитам благодаря наличию на них обволакивающих компонентов комплемента. При этом происходят дегрануляция эозинофилов и выделение главного основного белка, оказывающего антипаразитарное действие.

Эозинофилы находятся в периферической крови менее 12 ч и потом переходят в ткани. Их мишенями являются такие органы, как кожа, легкие и желудочнокишечный тракт[6,7].

Таким образом, можно выделить главные функции эозинофилов:

1. Участвуют в паразитарных реакциях:

- выделяют содержимое гранул и липидные медиаторы (простогландины, тромбоксаны, лейкотриены) - оказывают повреждающее действие на паразитов.

2. Участвуют в аллергических и анафилактических реакциях:

- эозинофилы вырабатывают фактор-ингибитор, блокирующий дегрануляцию тучных клеток

- фермент гистаминаза инактивирует гистамин.

- не обладают способностью синтезировать гистамин.

-накапливают гистамин, выделенный базофилами и тучными клетками.

- адсорбируют гистамин на своей поверхности благодаря рецепторам к гистамину.

- арилсульфатаза расщепляет анафилаксин.

3. Участвуют в воспалительных реакциях, обладают фагоцитарной активностью, но в меньшей степени, чем нейтрофилы.

1.3 Базофилы

Количество базофилов в крови составляет до 1% от общего числа лейкоцитов. Ядра базофилов сегментированы, содержат 2--3 дольки. Характерно наличие специфических крупных метахроматических гранул, часто закрывающих ядро. Клетки округлой формы, в крови присутствуют в основном наиболее зрелые формы (сегментоядерные). Они крупнее, чем эозинофилы и нейтрофилы. Их относительное содержание к крови в норме составляет 0,30 x109/л. (от 0-1%).

Рисунок 4- Базофил под микроскопом.

Базофилы опосредуют воспаление и секретируют эозинофильный хемотаксический фактор. Гранулы содержат протеогликаны, гликозаминогликаны, вазоактивный гистамин и гепарин, нейтральные протеазы. Часть гранул представляет собой модифицированные лизосомы. Дегрануляция базофилов происходит в реакциях гиперчувствительности немедленного типа (например, при астме, анафилаксии, сыпи, которая может ассоциироваться с покраснением кожи)[3].

Пусковым механизмом анафилактической дегрануляции является рецептор для иммуноглобулина класса E. Метахромазия обусловлена наличием гепарина - кислого гликозаминогликана.

Базофилы образуются в костном мозге. Они так же, как и нейтрофилы, находятся в периферической крови около 1--2 сут.

Помимо специфических гранул, в базофилах содержатся и азурофильные гранулы (лизосомы). Базофилы так же, как и тучные клетки соединительной ткани, выделяя гепарин и гистамин, участвуют в регуляции процессов свертывания крови и проницаемости сосудов. Базофилы участвуют в иммунологических реакциях организма, в частности в реакциях аллергического характера.

Специфические гранулы в базофилах менее многочисленны и имеют более вариабельные размеры и неправильную форму по сравнению с гранулами других гранулоцитов. Специфические гранулы базофилов содержат гепарин и гистамин.

Базофилы могут функционально дополнять тучные клетки в реакциях гиперчувствительности немедленного типа, мигрируя (в особых обстоятельствах) в соединительные ткани[8].

Между гранулами базофилов и тучных клеток существует определенное сходство. Гранулы обеих клеток являются метахроматическими и содержат гепарин и гистамин.

Метахромазия - свойство, связанное с тем, что некоторые вещества влияют на свойства ряда основных красителей (например, толуидинового синего), которые окрашивают ткани в измененный цвет (в данном примере - фиолетовый). Базофилы, подобно тучным клеткам, могут выделять содержимое своих гранул в ответ на воздействие некоторых антигенов.

Несмотря на сходство, тучные клетки и базофилы отличаются друг от друга, причем даже у одного биологического вида между ними имеются различия структуры; развиваются они также из различных стволовых клеток в костном мозгу.

Содержащийся в базофилах хемотаксический эозинофильный фактор приводит к увеличению в очаге воспаления эозинофилов.

Повышению проницаемости сосудов, активности тромбоцитов и расширению мелких сосудов способствует серотонин базофилов. На поверхности базофилов находится IqЕ, который если контактирует с соответствующим аллергеном, то приводит к дегрануляции базофилов, то есть происходит выход активных биологических веществ из клетки.

Функции базофильных гранулоцитов крови и тканей: поддержание кровотока в мелких сосудах; трофика тканей и рост новых капилляров; обеспечение миграции других лейкоцитов в ткани; защита кишечника, кожи и слизистых оболочек при инфицировании гельминтами и клещами; участие в формировании аллергических реакций. Базофильные гранулоциты способны к фагоцитозу, миграции из кровеносного русла в ткани и передвижению в них[9,10].

2. Гранулоцитопоэз

Гранулоцитопоэз - это процесс гемопоэза для гранулоцитов. Гранулоциты образуются в костном мозге.

Нейтрофилы происходят из полипотентной колониеобразующей единицы нейтрофилов и моноцитов/макрофагов (CFU_GM), а базофилы и эозинофилы - из унипотентных колониеобразующих единиц базофилов (CFU_B) и эозинофилов (CFU-Eo), соответственно. По мере дифференцировки размеры клеток уменьшаются, хроматин конденсируется, изменяется форма ядра, в цитоплазме накапливаются гранулы.

При развитии гранулоцита можно выделить 6 морфологически различимых стадий: миелобласт, промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерный и сегментоядерный гранулоциты

Специфические гранулы появляются на стадии миелоцитов, с этого момента клетки называют в соответствии с типом образующихся из них зрелых гранулоцитов. Клеточные деления прекращаются на стадии метамиелоцита.

Общее направление дифференцировки клеток гранулопоэза характеризуется: постепенным уменьшением размеров клетки, снижением базофилии цитоплазмы, появлением в цитоплазме специфических гранул, уменьшением размеров ядра, появлением сегментированности ядра и его уплотнением, сдвигом ядерно-цитоплазменного отношения в сторону преобладания размеров цитоплазмы над размерами ядра.

В периферическую кровь поступают зрелые гранулоциты (VI-й класс клеток) - нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, а также небольшое количество малодифференцированных (юных) гранулоцитов. Физиологическая регенерация обеспечивается делением преимущественно клеток V-гo класса - миелоцитов.



Рисунок 5- Гранулоцитопоэз.

Итак, перечислим клетки гранулоцитопоэза:

1. Миелобласты (Миб) - это первые идентифицируемые гранулопоэтические клетки диаметром около 15 мкм. В резко базофильном сферическом теле клетки имеется крупное круглое ядро с тонким периферическим хроматиновым ободком и 2-3 ядрышками. Клеточные органеллы развиты слабо. В миелобластах нет гранул, тем не менее они содержат множество свободных рибосом и полирибосом, обеспечивающих сильную базофилию их цитоплазмы.

2. Промиелоциты (Пмц) диаметром 18--24 мкм, обладают большим, слегка вогнутым ядром с периферическим гетерохроматином и 1 или 2 ядрышками. Из развитого комплекса Гольджи (Г) происходят незрелые азурофильные гранулы (НАГ), которые представляют собой везикулы, содержащие материал низкой плотности с очень осмиофильной сердцевиной. Путем слияния эти гранулы образуют высокоосмиофильные, зрелые неспецифические азурофильные гранулы (АГ), соответствующие лизосомам. Цистерны гранулярной эндоплазматической сети (ГрЭС) многочисленны и расширены. Отмечается обилие митохондрий, свободных рибосом и полирибосом.

3. Миелоциты (Миц) - это первые гранулопоэтические клетки со специфическими гранулами. Уже можно различать нейтрофильные (Миц/н), эозинофильные (Миц/э) и базофильные (Миц/б) миелоциты. Все эти клетки - круглые, слегка базофильные форменные элементы диаметром 10--16 мкм. Их ядра расположены эксцентрично в теле клетки, слегка вогнуты по направлению к комплексу Гольджи.

Ядра миелоцитов богаче гетерохроматином, чем ранее описанные клетки, имеют глубокие инвагинации и содержат только одно ядрышко. Во всех миелоцитах наиболее развитая органелла - комплекс Гольджи; другие органеллы, кроме гранулярной эндоплазматической сети в эозинофильных миелоцитах, развиты умеренно. Все миелоциты содержат неспецифические азурофильные гранулы (АГ), т. е. лизосомы. Умеренно осмиофильные, специфические нейтрофильные гранулы (НГ) отделяются от комплекса Гольджи в нейтрофильных миелоцитах. В эозинофильных миелоцитах специфические эозинофильные гранулы (ЭГ) образуются сходным образом, тогда как в базофильных миелоцитах везикулы диаметром 300 нм, сливаясь, дают начало специфическим базофильным гранулам (БГ). Все миелоциты - митотически активные клетки.

4. Метамиелоциты возникают в результате митотического деления из миелоцитов. На основании окраски их гранул различают нейтрофильные (Мет/н), эозинофильные (Мет/э) и базофильные (Мет/б) метамиелоциты.

Метамиелоциты - это круглые клетки диаметром 12--15 мкм. Все метамиелоциты имеют богатое гетерохроматином почкообразное ядро. Клеточные органеллы, включая комплекс Гольджи, развиты слабо. Кроме специфических нейтрофильных, эозинофильных и базофильных гранул, метамиелоциты также содержат азурофильные гранулы. Метамиелоциты не делятся. Это слабоамебоидные клетки.

5. Гранулоциты образуются в результате дифференцировки метамиелоцитов. Можно различить нейтрофильные, эозинофильные и базофильные гранулоциты. Ядра всех гранулоцитов богаты хроматином и могут быть подковообразными, с двумя или несколькими сегментами, соединенными тонкими гетерохроматиновыми мостиками.

Вследствие плеоморфизма (один из видов полиморфизма) ядер гранулоциты также называют полиморфно-ядерными лейкоцитами. Клеточные органеллы развиты слабо. Все гранулоциты подвижны. Нейтрофильные гранулоциты амебоидны и обладают большой фагоцитарной активностью. Базофильные и эозинофильные гранулоциты слабоподвижны и только иногда фагоцитируют[4].



Рисунок 6- Клетки гранулоцитопоэза.

Специфические нейтрофильные гранулы (НГ) составляют около 80 % от всех гранул нейтрофильных гранулоцитов. Они окрашиваются кислыми и основными красителями, что и определяет нейтрофильный характер их окраски.

Эозинофильные гранулы (ЭГ) малочисленны, но крупнее, чем нейтрофильные. Они окрашиваются кислыми красителями в красный цвет.

Базофильные гранулы (БГ) многочисленны и окрашиваются основными (в синий цвет) и метахроматическими красителями[9].

Заключение

Гранулоциты (зернистые лейкоциты) - самый большой класс лейкоцитов человека, составляющий до 80% всего объема белых кровных клеток и для которого характерны следующие признаки: крупное сегментированное ядро, наличие в цитоплазме гранул, которые представлены лизосомами, пероксисомами и видоизмененными формами этих элементов.

Синтез гранулоцитов происходит в костном мозге, поэтому эти клетки являются представителями миелоидного ряда. Источником для их образования является общая клетка - предшественница - полипотентная материнская клетка[4].

Подвид гранулоцитов выполняет свои определенные функции в организме человека:

1. Нейтрофильные гранулоциты - основной компонент неспецифической защитной системы крови, который осуществляет:

o Фагоцитоз (ликвидация) чужеродных включений (бактерии, продукты распада тканей и пр.) и очищение организма от таковых.

o Регуляция просвета и проницаемости сосудов при воспалении.

o Продуцирование антимикробных веществ.

2. Базофильные гранулоциты:

o Выделение гепарина и активация липолиза.

o Связывание антигенов, что влечет за собой образование иммунных комплексов на базофильной поверхности.

o Выделение триггеров аллергических реакций, в частности, гистамина.

o Принимаю активное участие в развитии аллергического ответа всего организма.

3. Эозинофильные гранулоциты:

o Также принимают участие в формировании иммунного ответа.

o Продуцируют антигельминтные вещества.

o Устраняют избыточные количества гистамина.

Таким образом, гранулоциты являются существенной составляющей единицей системы крови, которая выполняет важные функция организма.

Список использованной литературы

1. Алмазов И.В. Атлас по гистологии и эмбриологии / И.В. Алмазов, Л.С. Сутулов. - М.: Медицина, 2018г.-340с.

2. Виноградов С.Ю., Диндяев С.В., Криштоп В.В., Торшилова И.Ю. Функциональная морфология тканей. Учебно-методическое пособие для студентов медицинских вузов.- Иваново, 2014. - 85 с.

3. Долгушин И.И., Лазаев А.В., Дикитенко А.И. Нейтрофильные гранулоциты// Медицинский альманах. - 2019г. - №5.- С . 14-15.

4. Ленченко Е.М. Цитология, гистология и эмбриология. - М.: КолосС, 2019г. - 235 с.

5. Луговская С.А. Гематологический атлас / С.А. Луговская, М.Е. Почтарь - М.: Триада, 2015г. -280с.

6. Матвеев Р.С. Лейкоциты, значение в организме // РИА наука. - 2018 г. - №10. - С.24-27.

7. Писменская В.Н. Цитология, гистология и эмбриология / В.Н. Писменская, Е.М. Ленченко, Л.А. Голицына. - М.: КолосС, 2016 г. - 120с.

8. Ролдугина Н.П. Практикум по цитологии, гистологии и эмбриологии / Н.П. Ролдугина, В.Е Никитченко, В.В. Яглов. - М.: КолосС, 2014г. - 750 с.

9. Соколов В.И. Цитология, гистология, эмбриология / В.И. Соколов, Е.И. Чумасов. - М.: КолосС, 2014г.-80с.

10. Тиняков Г.Г. Гистология. - М.: Мир, 2012 г.- 180 с.

Размещено на Allbest.ru