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I globuli bianchi sono anche definiti leucociti e rappresentano la linea cellulare del sangue deputata alla difesa dell'organismo. Sono generalmente più grandi di dimensioni rispetto ai globuli rossi e aumentano quando è in corso un'infezione di varia origine patogenica. I globuli bianchi vengono divisi in tre sotto-categorie principali: granulociti (neutrofili, eosinofili e basofili), monociti e linfociti. I granulociti intervengono nelle infezioni batteriche inglobando gli agenti patogeni e producendo la caratteristica sostanza chiamata pus. In particolare, gli eosinofili intervengono nelle reazioni allergiche e nelle infezioni parassitarie. I monociti sono chiamati anche fagociti perché fagocitano gli agenti patogeni individuati: in questo senso svolgono un ruolo attivo nella difesa dell'organismo. Infine i linfociti svolgono un compito essenziale nella difesa immunitaria, spostandosi da un linfonodo all'altro attraverso la rete linfatica e si dividono a loro volta in linfociti T, responsabili dei fenomeni di sensibilità ritardata, e linfociti B, responsabili della produzione di anticorpi.
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Un'alterazione del numero dei globuli rossi può essere indicativo di un'eventuale patologia in corso che si può espletare con una malformazione della linea cellulare rossa o con una variazione del numero di elementi prodotti. Se il numero di globuli rossi si riduce sotto un range minimo, si entra in una situazione di anemia, pericolosa poiché significa che il volume di sangue circolante è ridotto, così come il numero di globuli rossi, motivo per cui l'ossigenazione dell'organismo diventa carente. Un aumento del numero di globuli rossi, invece, prende il nome di policitemia e può essere causa di aumento di viscosità sanguigna: se il sangue diventa troppo viscoso la sua scorrevolezza nei vasi viene alterata e rallentata, producendo un'ossigenazione insufficiente e tardiva. Le cause di alterazione del numero di globuli rossi circolanti possono essere varie: anomalie genetiche, carenze nutritive, infezioni, tumori, avvelenamenti, effetti secondari farmacologici e radiazioni.
Un'alterazione dei globuli bianchi è un parametro fortemente indicativo di un problema in atto. Se vi è un aumento del numero totale di globuli bianchi si parla di leucocitosi e può indicare un'infezione massiva. In particolare, l'aumento singolo dei linfociti, piuttosto che dei granulociti o dei neutrofili, ad esempio, dà un riferimento specifico al tipo di infezione instauratasi. Se invece l'aumento di globuli bianchi riguarda soprattutto cellule immature, si parla di leucemia, un tumore del sangue. Una riduzione eccessiva dei leucociti in genere può indicare un abbassamento delle difese immunitarie per cause diverse, così come un'alterazione della funzionalità del midollo osseo. In questi casi agli esami del sangue devono seguire ulteriori accertamenti che permettano di individuare la causa primaria ed instaurare la terapia più appropriata.
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