Istologia 16 – Sangue (parte 2) 1

Istologia 16 – Sangue (parte 2)

Globuli bianchi (leucociti) Sono meno numerosi dei globuli rossi (in un microlitro di sangue sono circa 4-10.000). I leucociti possono essere distinti in diverse categorie.

Granulociti (PoliMorfoNucleati - PMN). Sono cellule polinucleate, con un diametro di 10-12 µm. Il nucleo è eterocromatico, con assenza di nucleolo. Sono presenti anche a livello del midollo osseo, dove formano una riserva, e a livello tissutale, in cui svolgono la loro funzione e dal quale non possono tornare nel torrente sanguigno. I granulociti presentano evidenti granuli citoplasmatici. Si suddividono, a loro volta, in:

Neutrofili (40-75 %). Hanno dei granuli che si colorano solo con i coloranti neutri;

Acidofili o eosinofili (1-6 %). Si colorano di rosso-rosa-arancio con l’eosina (colorante acido).

Basofili (0, 1-2 %). Si colorano di viola scuro col blu di metilene (colorante basico).

Agranulociti, che presentano, invece, granuli poco evidenti. Gli agranulociti, a loro volta, si suddividono in

Linfociti (2-8 %)

Monociti (20 – 50 %)

L’insieme delle percentuali dei vari tipi di leucociti costituisce la formula leucocitaria, uno dei parametri fondamentali degli esami del sangue. Granulociti - Neutrofili Sono i globuli bianchi più numerosi. Hanno una vita breve: 12-14 h. Hanno forma sferica. Il nucleo è polilobato ed il numero dei lobi è in rapporto all’età della cellula1. Spesso si osserva un piccolo lobo a bacchetta di tamburo (drumstick), il corpo di Barr, che corrisponde al secondo cromosoma X negli individui di sesso femminile. Il citoplasma è povero di organuli (piccolo apparato di Golgi e qualche cisterna di reticolo endoplasmatico). Al suo interno, sono presenti notevoli accumuli di glicogeno e, sotto alla membrana, una cortex cellulare molto sviluppata (in modo da consentire il movimento ameboide della cellula). Sono presenti, inoltre, tanti granuli (0.2 μm). Essi possono essere di tre tipi:

Primari (o azzurrofili, perché si colorano coi coloranti azzurri). Sono il

20% e compaiono per primi nel corso del differenziamento.

Si tratta di lisosomi che contengono idrolasi, catalasi, fosfatasi acida (un enzima che promuove la rimozione di gruppi fosfato), e altre molecole antibatteriche (tra cui il lisozima).

Secondari (o specifici). Sono l’80 % e sono più piccoli dei primari. Contengono enzimi come la collagenasi, capace di distruggere il

collagene degradato dai batteri nei tessuti connettivi in modo da

spezzarlo perché i macrofagi possano digerirlo. Contengono anche lisozima e lattoferrina, una sostanza antibatterica.

Terziari. Sono simili ai secondari, ma contengono gelatinasi, che idrolizza collagene e alcune

1 Esiste una formula, detta formula di Arneth, che consente di valutare l’età dei neutrofili in circolo. Secondo questa formula, un individuo possiede il 25% di neutrofili con nucleo a due lobi, il 40% con nucleo a tre lobi, il 25% con quattro lobi, il 5% con cinque lobi. Uno spostamento a sinistra di questa formula (cioè un aumento di neutrofili giovani bilobati) è segno di un’infezione batterica in atto.

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proteine batteriche.

I granulociti neutrofili, come i macrofagi, possiedono recettori per il frammento Fc (costante) delle immunoglobuline e per il frammento C3b del complemento. I neutrofili possiedono attività fagocitaria. Quando i batteri riescono ad attraversare le difese dell’organismo rappresentate dall’epitelio, penetrano nel connettivo e rilasciano delle sostanze che fungono da fattori di richiamo per i neutrofili. Una volta giunti nel luogo di infezione, i neutrofili:

1. Acquistano movimento ameboide, passano attraverso l’endotelio dei capillari e raggiungono il focolaio infiammatorio.

2. Vengono a contatto con la superficie del batterio opsonizzata da immunoglobuline e C3b, vi aderiscono e lo inglobano per fagocitarlo, racchiudendolo in un fagosoma.

3. Al loro interno, i neutrofili inviano i granuli azzurrofili contro il fagosoma

4. Il contenuto viene ucciso e digerito (per quanto possibile) dagli enzimi dei granuli. In più, una parte degli enzimi lisosomiali dei granuli azzurrofili viene esocitata all’esterno della cellula dove va ad aggredire i batteri del focolaio digerendoli.

I neutrofili utilizzano due sistemi per uccidere i batteri:

Vie ossigeno-dipendenti, che utilizzano gli enzimi dei granuli primari, che sono capaci di produrre H2O2 (dannosissima per i batteri), e la mieloperossidasi (che in presenza di H2O2 rompe le proteine batteriche). La via ossigeno-dipendente determina anche la morte del neutrofilo stesso. Tuttavia, la cromatina del neutrofilo si organizza a formare la Neutrophil Extracellular Trap (NET), una vera e propria rete che imbriglia i patogeni e mantiene alta la concentrazione di antibatterici in quella zona

Vie ossigeno-indipendenti, che ioni negativi (che impediscono la replicazione batterica), lattoferrina (che rende il ferro inutilizzabile dai batteri) ed il lisozima (che danneggia la membrana dei batteri).

Granulociti - Eosinofili Hanno una vita media di 8-12 giorni. Possiedono un nucleo polilobato, ma con meno lobi rispetto ai neutrofili (nei più vecchi fino a tre, ma il più delle volte solo due). La membrana possiede recettori per il Fc di diverse immunoglobuline, per l’istamina e per alcune proteine del complemento. Il citoplasma contiene numerosi granuli. In particolare, sono presenti granuli:

Primari (o azzurrofili).

Secondari. Sono più grandi rispetto a quelli dei neutrofili (0.4-0.7 µm), tant’è che si possono apprezzare meglio al microscopio ottico. Questi granuli si colorano in rosso-arancio per opera dell’eosina. Al centro dei granuli acidofili, è presente una zona più chiara; questa è formata dai cristalli proteici di Charcat-Leyden, contenenti la proteina basica maggiore (MBP), tossica nei confronti dei funghi e dei parassiti.

Gli eosinofili hanno principalmente due funzioni:

Partecipano alla difesa contro le infestazioni da parte di parassiti.

Hanno un importante ruolo fisiologico nell’eliminare gli immunocomplessi tossici. Gli immunocomplessi sono aggregati solubili di anticorpi legati al loro antigene che si formano a seguito di una risposta immunitaria. Nonostante la loro utilità, gli immunocomplessi devono essere eliminati dal torrente circolatorio. Di questo se ne occupano gli eosinofili che sono in grado di legarsi agli immunocomplessi e di fagocitarli.

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Per svolgere tutte queste funzioni, gli eosinofili possono contare su un armamentario proteico ampio e variegato. In particolare, essi possiedono:

EPO (perossidasi degli eosinofili), che ha funzioni citotossiche;

EDN (endotossina derivata dagli eosinofili), che ha un’azione tossica sul sistema nervoso dei parassiti.

ECP (proteina cationica degli eosinofili), che ha un’azione antivirale

Arilsolfatasi-B, che degrada la matrice extracellulare (consentendo lo spostamento dell’eosinofilo) e che contrasta il fattore anafilattico dei mastociti (che ha azione promuovente la reazione allergica).

Istaminasi, che degrada l’istamina, rallentando le reazioni allergiche. Granulociti - Basofili Il loro nucleo è, generalmente, bilobato e scarsamente visibile (perché mascherato dai granuli che hanno la stessa colorabilità della cromatina). Il citoplasma contiene pochi granuli primari azzurrofili (5%) e si mettono in evidenza nel citoplasma numerosissime granulazioni secondarie (specifiche) che si colorano in blu–violetto (basofile). Tali vescicole contengono istamina (potente vasodilatatore) ed eparina (anticoagulante). Inoltre, la superficie dei basofili presenta un recettore per il frammento costante delle IgE. I basofili svolgono funzioni di controllo della permeabilità vasale e degli scambi fra sangue e tessuti e, come i mastociti, possono produrre fenomeni allergici.

Agranulociti - Linfociti Si chiamano così perché, oltre che nel sangue, si ritrovano anche negli organi e nei tessuti linfoidi e nella linfa2. I linfociti compiono, come i granulociti, movimenti ameboidi. Tuttavia, essi sono privi di attività fagocitaria e possono entrare e uscire dai vasi liberamente. I linfociti possono essere classificati in base alle caratteristiche morfologiche in:

Piccoli linfociti. Rappresentano il 97% dei linfociti. Hanno un diametro di 6-8 m. Il nucleo è tondeggiante ed occupa quasi tutto il citoplasma. Esso è costituito da una cromatina organizzata in zolle grossolane. Il citoplasma è basofilo, confinato alla periferia e generalmente privo di granulazioni azzurrofile. In base alle caratteristiche funzionali, i piccoli linfociti possono essere ulteriormente suddivisi in due gruppi:

Linfociti B. Il nome deriva dall’iniziale del termine Borsa di Fabrizio, un organo linfoide presenti negli uccelli (assente nell’uomo) a livello del quale vengono prodotti questi linfociti. Nell’uomo i linfociti B originano da precursori che si trovano nel midollo osseo, dove acquisiscono l’immunocompetenza, cioè la capacità di riconoscere gli antigeni not-self. Da un punto di vista molecolare l’acquisizione dell’immunocompetenza da parte del linfocita

2 Il sistema linfatico raccoglie i fluidi in eccesso dai tessuti e li convoglia verso il sangue. La linfa contiene tutte quelle

sostanze che si ritrovano nei fluidi tissutali, compresi agenti patogeni e sostanze potenzialmente nocive che devono essere inattivate.

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B comporta la sintesi ed il montaggio sulla propria membrana di un anticorpo di superficie, che, con altre molecole, forma il BCR (B Cell Receptor). Il BCR è formato da IgM, IgD o altre immunoglobuline. Al momento della maturazione del linfocita B, i frammenti variabili delle Ig del BCR vengono assemblati in maniera variabile; in questo modo, i linfociti B riescono a individuare una vastissima gamma di antigeni not-self. Oltre al BCR, nella membrana del linfocita B sono presenti gli antigeni del sistema MHC II (vedi “Istologia 18 – Immunità”) e i CD 19 e CD21, che, insieme, costituiscono i marker di differenziazione di questo tipo di cellule. La maturazione dei linfociti B avviene nel midollo osseo. Una volta entrati in circolo, i linfociti B si aggregano tutti nella parte corticale delle aree B - dipendenti che corrispondono ai cosiddetti follicoli linfatici. Una volta stimolati, essi subiscono una serie di modifiche e diventano plasmacellule, cellule capaci di produrre un’elevata quantità di immunoglobuline.

Linfociti T. Il nome deriva dal timo, l’organo linfoide dove questa categoria di linfociti matura. I precursori dei linfociti T che originano nel midollo giungono al timo attraverso il sangue circolante. Nel timo essi iniziano a maturare acquisendo l’immunocompetenza e un complesso recettoriale fatto da proteine intrinseche della membrana, dette TCR. Le porzioni extracellulari dei TCR sono identiche fra loro e rappresentano la regione variabile del TCR stesso a livello della quale, come per la porzione variabile delle immunoglobuline, si possono realizzare un numero straordinario di combinazioni capaci di incastrarsi in modo specifico con un dato antigene not-self. Tutti i TCR di un dato linfocita T hanno, però, la stessa specificità antigenica, un po’ come avviene per le immunoglobuline di superficie dei linfociti B. Accanto al TCR c’è una seconda molecola, comune a tutti i linfociti T, detta CD3. Essa rappresenta un marcatore di differenziazione dei linfociti T perché è posseduta solo dai linfociti T. Il CD3 rappresenta un meccanismo di trasduzione del segnale; quando il TCR ingrana con l’antigene not-self il CD3 trasmette questa informazione alla cellula e la attiva. La membrana dei linfociti T possiede anche altri marcatori, quali il CD4 (che identifica i T-helper) ed il CD8 (che identifica i T-citotossici) (vedi “Istologia 18 – Immunità”).

Grandi linfociti ( o linfociti granulari). Rappresentano il 3% dei linfociti. Hanno un diametro di 10-12

m. Il nucleo ha caratteristiche simili a quelle dei piccoli linfociti. La membrana esprime CD14 e CD56, cluster di differenziazione di questi tipi cellulari. Il citoplasma è più abbondante e presenta dei granuli azzurrofili ed un citoplasma basofilo in ragione di una certa quantità di ribosomi liberi. Gli organuli sono pochissimi; poche cisterne di RER, un apparato di Golgi piuttosto piccolo e pochi mitocondri. Svolgono la funzione di Natural killer; non richiedono attivazione e uccidono le cellule neoplastiche o infettate da virus che hanno perso l’MHC I self (vedi “Istologia 18 – Immunità”). Gli enzimi prodotti dai Natural killer sono soprattutto perforine e serinoproteasi.

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Agranulociti - Monociti

Hanno un diametro di 14-17 m (≈ 2-3 globuli rossi). Hanno una forma variabile (tondeggiante o ovale). La membrana dei monociti può presentarsi liscia o irregolare (per la presenza di piccoli pseudopodi che utilizzano per spostarsi). Il nucleo ha generalmente un aspetto reniforme, talvolta detto a bisaccia e presenta cromatina dispersa. Il citoplasma è abbondante e basofilo, per la presenza di numerose cisterne di RER che si localizzano soprattutto in periferia. Possiedono due tipi di granuli:

Granuli primari, che contengono fosfatasi acida e perossidasi;

Granuli secondari, che contengono catalasi; La zona vicina al nucleo è invece occupata da un grande apparato di Golgi in rapporto con numerosi lisosomi. Come i macrofagi, il monocita presenta sulla superficie cellulare i recettori per il frammento costante (Fc) delle immunoglobuline e per il frammento C3b del complemento. I monociti vengono prodotti nel midollo osseo (ad opera dei monoblasti). Una volta maturati, vengono immessi nel torrente circolatorio dove permangono per 24-72 ore per poi migrare nel tessuto connettivo dove si differenziano in macrofagi.