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1、第九章 白细胞检验的基础理论,第一节 粒 细 胞,一、粒细胞的生物化学与代谢（一）粒细胞的生物化学,下一页,1颗粒内容物的特点,嗜苯胺蓝颗粒,特异性颗粒,第一节,嗜苯胺蓝颗粒初见于原粒细胞晚期和早幼粒细胞，是从高尔基体中发育而来，也称 初级颗粒。其含量随着细胞 的成熟而逐渐减少，在晚期 成熟粒细胞己无该颗粒的存 在。嗜苯胺蓝颗粒中含有髓 过氧化物酶（MPO），溶菌 酶，吞噬素，阴离子抗菌蛋 白质；酸性水酶类;中性蛋白 酶类。,返回,第一节,从中幼粒细胞开始产生中性粒细胞的特异性颗粒，也称次级颗粒。在分叶核及杆状核粒细胞，颗粒含量已为嗜苯胺蓝颗粒的2倍。次级颗粒中含有溶菌酶其含量是初级颗粒含量的
2、2倍,还有胶原酶、碱性磷酸酶和溶酶体等。中性粒细胞颗粒中所含的酶与中性粒细胞的功能有密切关系。,返回,第一节,溶酶体是真核细胞中行使降解作用的细胞器，它在核糖体上合成，然后进入内质网，再进入高尔基体进行包装，形成初级溶酶体。其含有50多种酶，大部分溶酶体酶均为酸性水解酶，包括脂酶、蛋白水解酶、核酸酶、磷酸酯酶、糖苷酶和硫酸酯酶等。初级溶酶体与吞噬小体融合，二者质膜发生融合，容纳消化物后形成次级溶酶体，此时水解酶被激活，起分解、消化和杀死吞噬体内微生物的作用。嗜酸粒细胞颗粒含有大多数的溶酶体酶。这些颗粒也含有强力的磷脂酶D和高浓度的芳基硫酸酯酶B，后者能灭活过敏性的慢反应物质，这可能是嗜酸粒细胞
3、在过敏反应中的主要作用。,上一页,下一页,第一节,2 DNA和RNA含量 正常成熟粒细胞和骨髓中幼稚白细胞的DNA含量相同。急性白血病细胞DNA含量通常较正常白细胞高，这与急性白血病染色体数常为超二倍体有关。在粒细胞的成熟过程中胞质嗜碱性逐渐减轻，反映RNA含量逐渐减少。3氨基酸 大多数氨基酸在粒细胞中的浓度较之血浆或红细胞中高几倍，唯精氨酸的浓度较低，可能是由于粒细胞内存在精氨酸酶之故。谷胱甘肽和其他非蛋白巯基成分也存在于粒细胞中。,上一页,下一页,第一节,4 糖原 血液中糖原主要来自粒细胞，粒细胞的糖原含量可与肝糖原和肌糖原量相比。原粒细胞中糖微量或无法测出，自中幼粒细胞开始出现糖原，随着
4、细胞的分化其含量逐渐增多。原淋细胞与原粒细胞不同，常含有足够的糖原，使过碘酸雪夫（PAS）反应阳性。5 脂类 脂类约占人粒细胞湿重的5。磷脂约占总脂类的35，中性脂类约占13，糖脂约占16。分叶核粒细胞的脂类含量约为红细胞的5倍，而糖脂含量为其400倍。脂类浓度越高，粒细胞寿命越短，导致戈谢细胞在慢性粒细胞白血病中的产生。,上一页,下一页,第一节,6 微量金属元素 白细胞含有高浓度锌，慢性贫血、急性和慢性白血病患者的白细胞锌含量低。白细胞也含有铜、镁、钴、铁。急性白血病的白细胞铁蛋白含量较正常白细胞高5倍。7 维生素和辅酶 白细胞还含有叶酸盐、维生素B1、B12、C。在营养性大细胞贫血、妊娠期
5、巨幼细胞贫血和恶性贫血患者中，白细胞叶酸盐减少；在白血病，还原型叶酸盐增加。粒细胞白血病或淋巴细胞白血病患者的白细胞维生素B1浓度约为正常白细胞的3倍；在维生素B1缺乏患者的白细胞和红细胞中，维生素B1浓度均降低。而坏血病患者无论有无症状，维生素C浓度均降低。,上一页,下一页,第一节,8中性粒细胞质膜功能蛋白（1）受体：中性粒细胞质膜富含受体蛋白分子，如调理素受体、趋化因子受体和细胞因子受体等。见本章第四节白细胞抗原。（2）粘附性蛋白CDllCD18复合体：恢复合体是由亚基（CDll）与亚基（CD18）通过非共价键连接形成的二聚体糖蛋白。CDllCD18是C3bi的受体，故又称其为CR3，其表
6、达不足或缺乏直接影响中性粒细胞的吞噬作用和趋化作用。（3）G蛋白：鸟嘌呤核苷酸结合蛋白简称G蛋白，有异三聚体G蛋白和低相对分子质量G蛋白两种类型。中性粒细胞介导的跨膜信号主要通过异三聚体G蛋白与磷脂酶偶联进行，从而引起细胞广泛的生理生化反应。G蛋白是一种GTP酶，通过结合并利用GTP在刺激偶联中传递信息。,上一页,下一页,第一节,（二）粒细胞代谢 1 核苷酸合成（1）嘧啶核苷酸的合成：嘧啶核苷酸在体内可由氨基酸及其他分子化合物合成。合成的主要途径和补救途径均能在白细胞中进行。催化嘧啶合成的天冬氨酸氨甲酰转移酶、二氢乳清酸酶、二氢乳清酸脱氢酶和乳清酸核苷酸脱羧酶均见于正常白细胞（主要是粒细胞），
7、前三者在慢性粒细胞白血病的活性为正常的26倍。一般来说，酶活性的增加与形态的幼稚程度相一致。补救合成途径是通过激酶催化的ATP与核苷和脱氧核苷的相互作用。慢性粒细胞白血病细胞与正常粒细胞相比显示嘧啶激酶活性的明显增加。脱氧胞嘧啶核苷激酶亦见于粒细胞，其活性随粒细胞成熟而减少。,上一页,下一页,第一节,（2）嘌呤核苷酸的合成：嘌呤核苷酸在体内主要以氨基酸为原料先合成嘌呤环。在细胞中嘌呤环的主要来源是外源性的。目前认为嘌呤在5-磷酸核糖焦磷酸及其有关的磷酸核糖转移酶存在下，可以转变为相应的核苷酸。故5-磷酸核糖焦磷酸的浓度是调节核苷酸合成的一个重要因素。2DNA合成 在核苷酸转变为脱氧核苷酸过程中
8、，核甘酸还原酶起重要作用，其在正常的幼稚粒细胞中有较高的活性，随着细胞分化与成熟，核苷酸还原酶逐渐下降。在DNA合成中，白细胞还更多的利用外源性胸腺嘧啶核苷（TdR），可采用3H-TdR掺入，作为判断白细胞DNA生物合成的有效指标。,上一页,下一页,第一节,DNA聚合酶催化脱氧核苷酸的聚合。此酶在幼稚白细胞最为活跃，其活性随细胞成熟而减弱。3H-TdR掺入 DNA的改变与 DNA聚合酶活性下降相一致。中幼粒细胞是尚能掺合 TdR至DNA中和进行核分裂的最晚期粒细胞。末端脱氧核苷酸转移酶能在没有DNA模板时催化脱氧核苷酸的聚合，在急性淋巴细胞白血病和慢性粒细胞白血病急淋变患者细胞中，其活性很高。
9、,上一页,下一页,第一节,3RNA合成 在正常白细胞，DNA指导RNA合成。白细胞中存在着RNA合成酶和RNA的断片，当有4个5-核苷酸和1个DNA模板时，RNA多聚酶可以促使产生一条多核苷酸（RNA）链。RNA在细胞核内合成后，再转移到细胞质中。慢性粒细胞白血病、慢性淋巴细胞白血病和急性粒细胞白血病，14C鸟嘧啶核苷的掺入较正常粒细胞或淋巴细胞高5倍。4 蛋白质合成 成熟粒细胞和幼稚粒细胞都具有合成蛋白质的能力，成熟的骨髓粒细胞对而标记的亮氨酸的利用率较低，而幼稚粒细胞能较高速度地利用氨基酸。在体外，14C亮氨酸或14C丙氨酸能掺入白细胞蛋白质，其掺人急性白血病原始细胞的速度为正常细胞的 6
10、倍。,上一页,下一页,第一节,5.核酸和蛋白质分解代谢 粒细胞溶酶体颗粒中存在核糖核酸酶和去氧核糖核酸酶，提示这些细胞器参与外源性或内源性的核酸分解。在成熟粒细胞中，这些酶的活性比在原始细胞中高10倍。仅限于中性粒细胞的碱性磷酸酶（NAP）是一种磷酸单酯酶，能催化多种磷酸酯底物的水解。该酶自中幼粒细胞开始出现，随细胞成熟而增加。NAP的活性在慢性粒细胞白血病和恶性组织细胞增多症中明显降低。,上一页,下一页,第一节,6糖代谢和能量代谢 糖酵解是粒细胞能量产生的主要途径，粒细胞仅含有少量线粒体，故三羧酸循环和氧化磷酸化在粒细胞的能量产生中仅占次要地位。在未成熟的粒细胞中三羧酸循环所需要的各种酶如异
11、柠檬酸脱氢酶，乌头酸酶，延胡索酸酶和苹果酸脱氢酶等，其活性较成熟粒细胞高。环磷酸腺昔（cAMP）存在于人类粒细胞中，它参与白细胞糖原磷酸化酶的激活。腺膘呤环化酶催化。AMP的合成，磷酸二酯酶催化cAMP的降解，这两种酶在正常粒细胞中均存在。,上一页,下一页,第一节,溶菌酶存在于粒细胞和单核细胞，溶菌酶活性随细胞成熟而增加。血浆和尿中的溶菌酶大多来自白细胞的分解，可作为白细胞更新的特征。在急性单核细胞白血病和急性粒细胞白血病患者的血浆和尿中，溶菌酶明显增加。7 脂类代谢 脂类的生物合成在正常和白血病粒细胞中进行。急性白血病和慢性粒细胞白血病细胞的脂类合成率大于正常粒细胞，而真性红细胞增多症的粒细
12、胞脂类合成率低或正常。在人粒细胞中有几种磷脂酶，磷脂酶A2能增加细菌的透过性，并于降解期发生吞噬作用。,上一页,下一页,第一节,8 叶酸代谢 粒细胞存在几种叶酸依赖的酶，尤其是二氢叶酸还原酶，它催化叶酸还原为四氢叶酸，且是叶酸拮抗剂的靶蛋白。在正常粒细胞或淋巴细胞，仅有微量的二氢叶酸还原酶活性，而慢性粒细胞白血病和慢性淋巴细胞白血病其活性较高。9 前列腺素和血栓烷 人中性粒细胞受酵母多糖或趋化因子等调理素的作用刺激后，由磷脂酶A2介导白细胞膜磷脂释放花生四烯酸。花生四烯酸能导致中性粒细胞脱颗粒，而且是粒细胞中环氧化酶或脂质氧化酶反应类型的前体。环氧化酶能催化前列腺素内过氧化物（PGG和PGH2
13、）的形成。花生四烯酸还可形成5-烃花生四烯酸和12-烃花生四烯酸，这两种产物均有趋化性能并使粒细胞释放溶菌酶。,上一页,下一页,第一节,上一页,下一页,二粒细胞的功能,中性粒细胞的功能,嗜酸性粒细胞的功能,嗜碱性粒细胞的功能,第一节,返回,中性粒细胞的功能,1渗出性和游走 性,2变形性和粘附作 用,3趋化和调节作 用,4吞噬作 用,5杀菌作用,第一节,嗜酸性粒细胞的功能,吞噬作用,趋化作用,返回,第一节,嗜碱性粒细胞的功能,含有多种化学活性物质,趋化性和吞噬作用,返回,第一节,三、粒细胞的动力学,上一页,粒细胞在骨髓、血液和组织之间，边缘池与循环池之间均呈动态平衡。,第一节,第二节 淋巴细胞-
14、浆细胞,一、淋巴细胞-浆细胞的生物化学与代谢（一）淋巴细胞的分类 淋巴细胞也源于骨髓干细胞，血液中的淋巴细胞以小淋巴细胞为主，虽然在形态上十分一致，但却是功能上不均一的细胞群。随淋巴细胞发育和成熟的途径不同，根据淋巴细胞表面分化抗原，可将淋巴细胞大致分为三大类：T细胞、B细胞、NK细胞。外周血淋巴细胞数约为(1.56)109L，其中T细胞占总数的80左右。,下一页,第二节,上一页,下一页,光学显微镜和电镜下各型淋巴细胞的形态变化,原淋,幼淋,淋巴,第二节,（二）淋巴细胞的生物化学 血液中静止淋巴细胞所含阳离子主要有K、Na和Ca2，后者在淋巴细胞激活后增加几倍。T细胞糖原储备贫乏，DNA含量和
15、其他二倍体细胞相同，而RNA含量较低。淋巴细胞的溶酶体中包含多种不同的酸性水解酶，如酸性磷酸酶、葡萄糖醛酸酶和糖苷酶等。一般T细胞酸性水解酶活性高于非T细胞。淋巴细胞膜蛋白在B细胞主要是膜表面免疫球蛋白（Smlg）而在T细胞主要为 T细胞受体（TCR）。细胞基质极发达，微丝、微管和中间纤维构成其骨架结构，参与淋巴细胞的激活、抗原的处理、免疫球蛋白的分泌和细胞介导的细胞毒反应等。,上一页,下一页,第二节,上一页,下一页,（三）淋巴细胞的代谢,1核酸的合 成,2脂肪酸和脂类代 谢,3糖类代 谢,4蛋白质合 成,第二节,（四）浆细胞 成熟浆细胞是B细胞分化的终未细胞，能专一合成、组装和分泌免疫球蛋白
16、，其粗面内质网和高尔基体相当发达；DNA合成速率低；含有糖酵解和三羧酸循环途径的酶，磷酸戊糖途径的酶活性偏低。,上一页,下一页,第二节,二、淋巴细胞-浆细胞的功能,上一页,下一页,淋巴细胞的功 能,分泌淋巴因子,体液免疫,细胞免疫,T细胞的功能,B细胞的功能,NK细胞的功能,第二节,返回,T细胞的功能,1介导细胞免疫反应,2.免疫调节作用,第二节,B细胞的功能,1.体液免疫,2.免疫调节,抑制性B细胞,抗原递呈作用,返回,第二节,大约有1015的外周血淋巴细胞缺少T或B细胞标志。在形态上，这群细胞属于大颗粒淋巴细胞（LGL）。在功能上，80的 ICL能够不经预先致敏即可杀伤肿瘤细胞以及病毒和寄
17、生虫感染的细胞。它们杀伤靶细胞的作用也不受MHC限制。这类细胞称为NK细胞。有人将 NK细胞分为三组：CD3CD16CD56，占外周血淋巴细胞的 10，NK活性最强；CD3CD16m56，占外周血淋巴细胞5，NK活性较强；CD3CD16CD56，占外周血淋巴细胞2NK活性较弱。,返回,第二节,三、淋巴细胞浆细胞的动力学,上一页,下一页,多能干细胞,向淋巴细胞分化,淋巴生成祖细胞,中枢淋巴器官,T和B淋巴细胞,第二节,（一）T细胞（胸腺依赖性淋巴细胞）前胸腺细胞或前T细胞在胸腺微环境和胸腺激素作用下，由皮质到髓质分化发育为成熟的胸腺细胞；即T细胞。在胸腺中淋巴细胞的增殖与分化不依赖于抗原的刺激。
18、T细胞最终分化为能与异物抗原发生反应的 CD4或 CD8的单阳性细胞，随后经外周血循环进入外周淋巴器官的胸腺依赖区；进一步分化成不同的T细胞亚群。,上一页,下一页,第二节,（二）B细胞（囊依赖性淋巴细胞）哺乳类动物在胚胎早期人细胞分化的最早部位是卵黄囊，此后在脾和骨髓。出生后则在骨髓内分化成熟。细胞分化过程分为两个阶段，即抗原非依赖性期和抗原依赖期。第一阶段主要在中枢免疫器官内进行,B细胞在骨髓内的发育经过B祖细胞、前B细胞、未成熟B细胞及成熟B细胞几个阶段。第二阶段主要在外周免疫器官内进行，成熟B细胞离开骨髓进人外周淋巴组织,上一页,第二节,第三节 单核-巨噬细胞,单核-吞噬细胞系统（MPS
19、）包括血液中的单核细胞和组织中固定的和游走的巨噬细胞。其生成示意图如下:,下一页,多能干细胞,定向祖细胞,GMCSF,GCFU,MCFU,MCSF,原始单核细胞发育成熟为单核细胞,释放入血,吞噬细胞,第三节,上一页,下一页,光学显微镜和电镜下单核细胞的形态变化,原单,幼单,单核,第三节,上一页,下一页,电镜下的巨噬细胞形态,第三节,一、单核-巨噬细胞的生物化学与代谢（一）单核-巨噬细胞的生物化学 在单核细胞的不同分化水平，其生物化学、形态和功能特征有明显不同。单核细胞转变为巨噬细胞的过程中，细胞迅速增大，可达原细胞直径的5-10倍，胞质中溶酶体颗粒增多。线粒体、线粒体酶（如细胞色素氧化酶）的活
20、性及细胞呼吸率也增加。单核细胞和吞噬细胞都具有活跃的有氧和无氧糖代谢，后者为吞噬活性等需要的主要能量来源，因此在远离氧合血液为脓腔或肉芽肿中也能发挥其作用。,上一页,下一页,第三节,（二）单核-巨噬细胞的代谢 1呼吸爆发 2.活性氮中间体的产生 3.在单核一巨噬细胞及其他吞噬细胞的吞噬溶酶体或溶酶体中，有许多酶或非酶蛋白质，它们在PH发生改变时，也可以产生不依赖于活性氧和活性氮的杀伤作用。4.单核一巨噬细胞中的花生四烯酸代谢也十分活跃。,上一页,下一页,第三节,上一页,下一页,（三）单核巨噬细胞的功能,趋向 性,吞噬功能,诱导及免疫调节反应,抗肿瘤活性,对白细胞生成的调 节,巨噬细胞的分泌作用
21、,第三节,三、单核-巨噬细胞的动力学（一）骨髓 骨髓中有单核细胞的干细胞池、生成池和贮存池。正常情况下，原始单核细胞分化成熟为单核细胞需3048小时，原始、幼稚单核细胞构成生成池。幼稚单核细胞的整个周期约29小时，其中 S期约占 13，分化为两个单核细胞，组成贮存地。成人骨髓中单核细胞总数约为 7.3 X109L。与中性粒细胞不同，仅少数单核细胞在骨髓内停留数小时或数天，而很多单核细胞几乎在它们由幼单核细胞衍生后立即离开骨髓，成为血液中的单核细胞。因此，骨髓中几乎不存在单核细胞的贮存池。,上一页,下一页,第三节,（二）血液 骨髓中的单核细胞进入血液后，在循环池与边缘池之间进行交换，像粒细胞动力
22、学一样，从标记的单核细胞进入体内的稀释倍数及循环血液中的单核细胞数，可以计算出外周血中的单核细胞总池和循环单核细胞池，从两者之差计算出边缘单核细胞池，进而推算出外周血中的单核细胞周转率。,上一页,下一页,第三节,边缘单核细胞池约为循环单核细胞池的3倍。成人循环池内单核细胞总数估计为1.7109L。大多数处于G1期，少部分处于S期，单核细胞以平均t1/2为8.4小时的速度离开血管，正常成人每小时达1.6x107个。正常单核细胞的平均更新率为7106个（kgh），受炎症反应刺激后，幼单核细胞增殖周期缩短，幼单核细胞和单核细胞的生成率很快增加，在短时间内产生更多的单核细胞以满足人体的需要。,上一页,
23、下一页,第三节,（三）组织 血液中单核细胞移向结缔组织或其他器官。它们在结缔组织内继续分化，细胞逐渐长大，胞质内的溶酶体大量增多，线粒体及粗面内质网也增多，阿米巴运动及吞噬能力增强，经过5-9天后成为一个典型的巨噬细胞，成熟的巨噬细胞不再分裂。感染、毒物刺激或组织损伤能刺激骨髓产生单核一巨噬细胞，加速巨噬细胞的更新。,上一页,下一页,第三节,巨噬细胞分泌的某些体液因子对单核细胞的产生有增强和调节作用。CSF-l、GM-CSF、GCSF和IL-3可增强巨噬细胞的产生，而干扰素则可抑制巨噬细胞的发生。在正常情况下，巨噬细胞处于静止期（G。）状态，分化能力较低，可能生存数月，有些甚至可存活数年或更长
24、时间。巨噬细胞在体内发挥吞噬作用后，或在体内崩解，被其他吞噬细胞所清除，或通过各种途径排除体外。在某些情况下，也可转化为某种特殊类型的细胞，如类上皮细胞，异物巨细胞。,上一页,第三节,第四节 白细胞抗原,人和各种哺乳动物的组织相容性抗原都十分复杂，但有一组抗原起决定作用，称为主要组织相容性抗原（MHA），其余的称为次要组织相容性抗原。编码MHA的基因是一组呈高度多态性的基因组，集中分布于各种动物某对染色体的特定区域，称为主要组织相容性复合体（MHC）。人的 MHC通常称为 HLA基因或HLA基因复合体，称其产物为 HLA分子或 HLA抗原（人类白细胞抗原），MHC的基因分为、类。（一）HLA类分子（二）HLA 类分子,下一页,第四节,上一页,下一页,二白细胞膜受体,（一）中性粒细胞膜表面受体,（二）单核-巨噬细胞表面受体,（四）B淋巴细胞膜表面受体分子,（三）T淋巴细胞膜受体分子,第四节,上一页,二白细胞分化抗原,淋巴细胞,髓系细胞,造血干祖细胞,1.T细胞及其亚群 2.B细胞,1.粒、单核细胞系 2.巨核细胞系 3.红细胞系,CD34是识别人类最早造血干、祖细胞的重要标志,第四节,
