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Die frühe Leukozytose ist eine Reaktion auf die Freisetzung von Zytokinen durch Körperzellen, die an einer Entzündungs- oder Immunreaktion beteiligt sind. Die wichtigsten Mediatoren sind Interleukin-1 und Tumornekrosefaktor. Diese wirken auf das Knochenmark ein und bewirken einen Anstieg der Zahl der freigesetzten unreifen Zellen: die "Linksverschiebungs"-Reaktion.
Wenn der Anreiz zur Leukozytose länger anhält, werden koloniestimulierende Faktoren von T-Lymphozyten und Monozyten an der Peripherie freigesetzt, die eine Zunahme der Proliferation von Vorläuferzellen des Knochenmarks, deren Differenzierung und Aktivierung bewirken.
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