background image

Physiology 

Of blood 


background image

WBCs” Leucocyte” 

Lect. 6

Ministry of Defense is WBCs 

 وزارة الدفاع في جسم االنسان


background image

O

BJECTIVES

:

1. What are the 

WBC

cells in our body?    

2. Define 

their role in 

blood .   

3. Determine its 

type and function 

.  

4. Describe the pathological states of 

Leukocytosis & Leucopenia    


background image

The leukocytes, also called white blood cells, are the mobile units of 

the body’s protective system.  They are formed 

partially 

in the bone 

marrow (

granulocyte and monocytes 

) and 

partially

in the lymph 

tissue (

lymphocytes and plasma cells

). 

Six types of WBCs 

are normally present in the blood.

1.Polymorphonuclear 

Neutrophils       

they have granular cytoplasm

2. Polymorphonuclear 

Eosinophils, 

3.Polymorphonuclear 

Basophils, 

4.

Monocytes,

5.

Lymphocytes

with the immune system.. 

6.

Plasma cells

.

***The granulocytes and monocytes protect the body against 

invading organisms mainly by ingesting them— phagocytosis.


background image

background image

WBCs are the colorless and 

nucleated

formed elements 

of blood 

Compared to 

RBCs, 

the 

WBCs

are larger in size and 

lesser in number, have a role in defense mechanism of 
body and protect the body from invading organisms .

The differences between 

WBCs and RBCs are:

1.

Larger in size. 

2.

2. Irregular in shape. 

3.

3. Nucleated. 

4.

4. Many types. 

5.

5. Granules are present in some type of WBCs.

6.

6. Lifespan is shorter.


background image

O

RIGINS AND

D

IFFERENTIATION OF

F

ORMED

E

LEMENTS

All blood cells originate from 

hemocytoblasts:

which produce myeloid stem cells and lymphoid stem 

cells

Myeloid Stem Cells 

Differentiate into progenitor cells:

which produce all WBCs except lymphocytes

Lymphocytes

Are produced by lymphoid stem cells

Lymphopoiesis:  the production of lymphocytes.

WBCs, except monocytes: develop fully in bone 

marrow i. e  develop into macrophages in peripheral 

tissues


background image

background image

Hormones that regulate blood cell populations:
Colony-Stimulating  Factors (CSFs) 
1.

M-CSF: 

stimulates monocyte production

2.

G-CSF: 

stimulates granulocyte production neutrophils, eosinophils, and basophils

3.

GM-CSF: 

stimulates granulocyte and monocyte production

4.

Multi-CSF: 

accelerates production of granulocytes, monocytes, platelets, and RBC

CLASSIFICATION 

Based on the presence or absence of granules in the cytoplasm, the leukocytes are 
classified into two groups: 

1.

Granulocytes

which have granules.

2.

Agranulocytes

which do not have granules

**Granulocytes 

Depending upon the staining property of granules, the granulocytes are classified 
into three types:

i.  Neutrophils with granules taking both acidic and basic stains.
ii.  Eosinophils with granules taking acidic stain. 

iii.  Basophils with granules taking basic stain.

** Agranulocytes

have plain cytoplasm without granules are of two types: 

i.

Monocytes. 

ii.

ii.  Lymphocytes


background image

background image

C

ONCENTRATIONS OF THE

D

IFFERENT

W

HITE

B

LOOD

C

ELLS IN THE

B

LOOD

The adult human being has about 

7000 white 

blood cells per microliter 

of blood (in comparison  with 

5 million red 

blood cells). Of the total 

white blood cells, the normal percentages of the different types are 

approximately  the following: 

Circulating WBCs

Migrate out of bloodstream

Have amoeboid movement

Attracted to chemical stimuli (positive chemotaxis)

Some are phagocytic:  as neutrophils, eosinophils, and monocytes


background image

L

IFE

S

PAN OF THE

W

HITE

B

LOOD

C

ELLS

The life of the 

granulocytes

after being released from the bone 

marrow is normally 

4 to 8 hours 

circulating in the blood and another 

4 to 5 days 

in tissues where they are needed. 

The 

monocytes

have a short time, 10 to 20 hours in the blood. Once 

in the tissues, they swell to much larger sizes to become 

tissue 

macrophages

, can live for months unless destroyed while performing 

phagocytic functions. 

It is mainly the 

neutrophils and tissue macrophages 

that attack and destroy 

invading bacteria, viruses, and other injurious agents by a  

phagocytosis, 

which means cellular ingestion of the offending agent. 

The neutrophile has 

a lysosomal enzymes & bactericides 

(hydrogen peroxide and superoxide)

The macrophage are  much more powerful phagocytes than neutrophils, 

often capable of phagocytizing as many as 100 bacteria with  the ability to 
engulf much larger particles, even whole RBCs or, occasionally, malarial 
parasites, whereas neutrophils are not capable of phagocytizing particles 
much larger than bacteria. 


background image

Eosinophils

are weak phagocytes, they are produced in large numbers 

in people with parasitic infections, and they migrate in large 
numbers into tissues diseased by parasites , and  allergic reactions as in 
bronchial tissues of the lungs in people with 

asthma

The 

basophils 

play an  important role in some types of allergic reactions 

that its release 

histamine, bradykinin and serotonin 

. basophils liberate 

heparin

into the blood, a substance that can prevent blood coagulation

The mast cells and basophils play an important role in some types of 
allergic reaction because the type of antibody that causes allergic 
reactions, the 

immunoglobulin E 

(IgE) 

type, has a special propensity to 

become attached to mast cells and basophils. 

Lymphocytes

enter the circulatory system continually,  the lymphocytes have life 

spans of weeks or months; this  depends on the body’s need for these cells. 

3 Types 

:

1-T cells 

Cell-mediated immunity    ( Attack foreign cells directly)

2- B cells 

Humoral immunity   (Differentiate into plasma cells 

(activated B cells that secrete antibodies)

3-Natural killer (NK) cells 

Detect and destroy abnormal tissue cells 

(cancers)


background image

PHYSIOLOGICAL VARIATIONS 

1.  Age:

WBC count is about 

20,000 per cu 

mm in 

infants

and 

about 

10,000 to 15,000 per cu 

mm of blood in 

children

. In 

adults, it ranges between 4,000 and 11,000 per cu mm of 
blood. 

2.  Sex: Slightly more in 

males

than in females. 

3.  Diurnal variation: Minimum in early 

morning

and 

maximum in the afternoon.

4. 

Exercise

: Increases slightly.

5. 

Sleep

: Decreases. 

6. Emotional conditions like 

anxiety

: Increases. 

7. 

Pregnancy

: Increases.

8.

Menstruation

: Increases. 


background image

NORMAL WHITE BLOOD CELL COUNT 

Total WBC count : 4,000 to 11,000/cu mm of blood. 

PATHOLOGICAL VARIATIONS

All types of leukocytes do not share equally in the increase or decrease of total 

leukocyte count. In general, the neutrophils and lymphocytes vary in opposite 

directions.

Leukocytosis

occurs in conditions such as: 

1.Infections 2. Allergy 3. Common cold 4. Tuberculosis 5. Glandular fever.

Leukopenia

is the decrease in the total WBC count ,  occurs in : 

1. Anaphylactic shock 2. Cirrhosis of liver 3. Disorders of spleen 4. Pernicious anemia 5. 

Typhoid and paratyphoid 6. Viral infections

Granulo

cytosis

Granulocytosis is the abnormal  increase  in the number  of granulocytes.

Granulocyto

penia

Granulocytopenia is the abnormal  reduction in the number  of granulocytes.

Leukemia

is the condition which is characterized by abnormal and uncontrolled 

increase in leukocyte count more than 1,000,000/cu mm. It is also called blood cancer. 


background image

Mechanism of Defense of Neutrophils & Monocytes Against 
Infection

Neutrophils & monocytes attack & destroy invading organisms like 

bacteria, virus or other foreign agents. 

The mechanism of destruction of bacteria include:

1. 

Margination

Sticking 

of leukocytes to endothelial cells in the capillary wall.

2. 

Diapedesis

Squeezing 

of leukocytes through capillary wall.

3. 

Amoeboid motion

Movement 

of leukocytes in the tissue with speed up to 40 μ/min

4.

Chemotaxis

Movement of the leukocytes to the site of infection by the effect of 

different substances like: 

bacterial toxins, degenerative substances of tissue,

reactive products of complement (C5a) & clotting system, leukotrienes & polypeptide 
for lymph

.

Chemotaxis depends on concentration gradient of chemical substance which is 

effective up to 

100 μm

away from site of inflammation.

Movement of neutrophils by 

diapedesis

through capillary pores and by 

chemotaxis

toward an area of tissue damage


background image

background image

 البلعمة

5.Phagocytosis

:

(

ingestion of the offending agent

) cell 

to be phagocytized:

a) Devoted from protective protein (Dead cell & foreign particles).
b) Some cells are recognized by Antibody adhere to bacteria with complement proteins

الهاضمة

(

Opsonization

Mechanism of phagocytosis

the neutrophil first attaches itself to the particle (attachment of bacteria on Ab-Ag 
complex to cell).
Project of pseudopodia around particles then fused to form 

phagosome

(vesicle).

Enzymatic digestion of phagocytized particles

Lysosome 

fuse to vesicle  to release digestive  enzymes like 

proteolytic enzymes 

with  sharp rise in

O

uptake with  respiratory burst.

 Macrophages also contain 

lipases 

to digest lipid  membrane of TB.

If bacteria cannot be digested so it will  be killed  by 

oxidizing agent 

as superoxide (O

2

), hydrogen

peroxide (H

2

O

2

) & hydroxyl on (OH

Neutrophils are mature WBC can 

start phagocytosis 

of bacteria 

immediately

, up to 

20 bacteria 

can be phagocytized before inactivation & death.

Monocytes 

are immature, then as they go to tissue swollen to 

5x 

its diameter (

80 μ

) & 

develop lysosomes & mitochondria in cytoplasm to be 

macrophage

,as activated by 

immune system they become powerful 

than neutrophil (up to 

100 bacteria

), dead 

neutrophil, necrotic tissue, malarial parasite & even RBC can be engulfed and then can 
extrude the residual products 


background image

Monocyte – macrophage system (

Reticuloendothelial system

):

It represented by combination of monocytes, mobile  macrophages, fixed tissue 
macrophages and a few specialized endothelial cells in B.M., spleen, and lymph nodes.  

Tissue macrophages

in 

skin 

called 

Histiocytes

.

in 

spleen

lymph node 

Bone.Marrow

called 

Tissue  macrophages

.

in 

liver 

called 

Kupffer cells

.

in 

Lung 

called 

Alveolar cells

.

in 

Brain 

called 

Microglial cells

Inflammation

Local changes in the tissues due to the release of chemical substances like (histamine, 

bradykinin, serotonin, prostoglandin, blood clotting products, complement system 
products, lymphokines & others
), which 

strongly activate the macrophage system

.

These substances released as a result of tissue damage by injury, trauma, bacterial or 
viral infection, heat & chemical substance.


background image

Response of neutrophils & monocytes to inflammation

:

1. 

Tissue Macrophage is the first line of defense against infection 

within minutes 

after inflammation begins; Tissue macrophages start their phagocytic effect). 

Their 

numbers are not great, but they are life saving

.

2. 

Neutrophil invasion of the inflamed area is a second line of defense

within the first 

hour 

or so after inflammation  begins, large numbers of neutrophils begin to invade the 

inflamed area from the blood. This is caused by inflammatory
cytokines (e.g., TNF, IL-1) and other biochemicalsubstance produced by the inflamed 
tissues.
3.

Second Macrophage Invasion into the Inflamed Tissue Is a Third Line of Defense:

•Migration of (immature) monocytes to inflammatory area to become (mature) macrophages. 
Its maturation needs 

8-12 hours

.

4. 

Great increase in production  of both granulocytes  and monocytes by the Bone Marrow

.

This results from stimulation of the granulocytic  and  monocytic progenitor  cells of the marrow by 
factors released  mainly  by  macrophages.
➢ It takes 

3 to 4 days 

before newly  formed granulocytes  and monocytes  reach  the stage  of leaving 

the Bone Marrow.

Cardinal Signs & Symptoms  of Inflammation 

(clinically)

Hot                 

Redness                   

Swelling                     
Pain
Loss of Function


background image



رفعت المحاضرة من قبل: Haider Abdullah
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 63 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل