Biochemia krwi wybrane

zagadnienia

Irena Bartłomiejczyk

Klinika Immunologii,

Transplantologii i Chorób

Wewnętrznych

Krew jest tkanką płynną

zbudowaną

z elementów komórkowych i

osocza

• Elementy komórkowe

:

– erytrocyty:

(4,5 - 5,0) x 10

12

/L (T/L)

– leukocyty:

(4,0 - 10,0) x 10

9

/L (G/L):

– granulocyty obojętnochłonne
– limfocyty
– monocyty
– granulocyty kwasochłonne
– granulocyty zasadochłonne

– trombocyty:

(200 - 350) x 10

9

/L (G/L)

Osocze

• 90%: woda
• 10%:

– białka:

albuminy, globuliny

– enzymy:

AST, ALT, CK, LDH, GGTP, -amylaza

– lipidy

(cholesterol, triglicerydy)

– węglowodany

(glukoza)

– niebiałkowe związki azotowe

: mocznik,

kwas moczowy, kreatynina, aminokwasy

– składniki nieorganiczne:

Na

+

, Cl

-

, K

+

, Ca

2+

,

Mg

2+

– hormony, witaminy,

czynniki krzepnięcia

– czynniki wzrostu, cytokiny

Funkcje krwi

• Krew łączy wszystkie komórki

i tkanki organizmu

• Transportuje:

– O

2

z płuc do tkanek i CO

2

z tkanek do

płuc

– składniki odżywcze
– produkty przemiany materii
– hormony
– czynniki wzrostu i cytokiny

Funkcje krwi

• Bierze udział w utrzymaniu:

– równowagi kwasowo - zasadowej
– gospodarki wodno -

elektrolitowej

– temperatury ciała

W składzie krwi:

• Odzwierciedlają się niemal wszystkie

stany chorobowe

• Pojawiają

się składniki, które

nie

występują

u osób zdrowych np.

metabolity patologicznej przemiany
aminokwasów, ksenobiotyki, antygeny
patogenów i specyficzne przeciwciała

• Zawartość prawidłowych

składników

maleje

lub

wzrasta

w przebiegu wielu

chorób

Krew jest bardzo cennym

materiałem do badań

diagnostycznych i

naukowych

Drobnocząsteczkowe

składniki osocza

Metabolity organiczne

Stężenie [mg/dl]

Lipidy

400 – 800

Glukoza (na czczo)

70 – 110

Mocznik

20 – 50

Kwas moczowy

2,7 – 8,5

Kreatynina

0,6 – 1,2

Bilirubina

0,2 – 1,2

Kwasy żółciowe

0,3 – 3,0

Kwas moczowy

• Końcowy produkt przemiany purynowej
• Prawidłowe stężenie w surowicy:

2,7 - 8,5

mg/dl

• Jest wypadkową

prędkości degradacji

nukleotydów purynowych a

nerkowym

wydalaniem

• Hiperurykemia

: skaza dnawa, białaczki,

nowotwory, chemioterapia, niewydolność
nerek

• Hipourykemia

: zahamowana reabsorpcja

kanalikowa

Kwas moczowy

Kreatyna

• Syntetyzowana z:

– glicyny, argininy i metioniny

– reakcję katalizuje:

transamidynaza arginino-

glicynowa

• Kreatyna + fosforan pochodzący z ATP

=

fosfokreatyna

+ ADP

– reakcję katalizuje:

kinaza

kreatynowa

Kreatyna

• Fosfokreatyna

- rezerwuarem energii,

warunkującym czynność skurczową
mięśni (stan spoczynku)

• Wzmożona czynność

skurczowa mięśni:

fosfokreatyna

- fosforan = kreatyna

+ATP

– reakcję katalizuje:

kinaza kreatynowa

Kreatynina

• Powstaje z

fosfokreatyny

na drodze

nieenzymatycznej cyklizacji z
odłączeniem fosforanu
nieorganicznego

• Wydalana z moczem

– jest ważnym wskaźnikiem

diagnostycznym czynności nerek

Kreatynina

• Stężenie w surowicy krwi wynosi:

– 0,6 - 1,2 mg/dl

– zależy od masy mięśniowej osobnika

• Wzrost stężenia

– obserwowany jest w chorobach nerek

• Nie podlega

absorpcji zwrotnej w

kanalikach nerkowych

– co umożliwia ocenę przesączania

kłębuszkowego

Kreatynina

Bilirubina

• Produkt degradacji hemu

• Powstaje w u.s.ś. wątroby, śledziony i

szpiku kostnego:

–

80%

z hemoglobiny

– 20%

: z mioglobiny, cytochromów,

katalazy

– dobowe wytwarzanie u dorosłego

człowieka:

250 -

300 mg/dobę

– słabo rozpuszczalna w wodzie

Bilirubina

• Transport do wątroby w

kompleksie z

albuminą

(wiązanie niekowalencyjne)

• W hepatocytach wiąże dwie cząsteczki

-glukuronianu tworząc

diglukuronid

bilirubiny

• Reakcję katalizuje:

glukuronylotransferaza bilirubinowa

• Diglukuronid bilirubiny

– rozpuszczalny w wodzie i przenoszony jest do żółci

• Wartości prawidłowe w surowicy:

0,2 - 1,2

mg/dl

Rozpad hemu do biliwerdyny i bilirubiny

Bilirubina

Diglukuronid bilirubiny

Żółtaczki

• Po przekroczeniu

stężenia

2-2,5 mg/dl

w surowicy, bilirubina dyfunduje do
tkanek, powodując ich zażółcenie

• Hemolityczna:

– przekroczona dobowa zdolność

przetwarzania bilirubiny

–

wzrost bilirubiny wolnej

• Zastoinowa

- wzrost

bilirubiny

sprzężonej

• Miąższowa -

wzrost

bilirubiny wolnej

i sprzężonej

Żółtaczka fizjologiczna

noworodków

• Hiperbilirubinemia niesprzężona

(

wolna

)

• Nadmierna hemoliza
• Niedojrzałość układu wątrobowego do

wychwytywania, sprzęgania i wydzielania
bilirubiny

• Może przenikać przez barierą krew -

mózg

• Fototerapia

Kwasy żółciowe

• Powstają w wątrobie na drodze

wieloetapowego przekształcania
cholesterolu

• Pierwotne kwasy żółciowe

:

– kwas cholowy
– chenodeoksycholowy

• Następnie są wiązane z

glicyną i tauryną:

– sole kwasów żółciowych
– tylko w tej postaci są wydzielane do żółci

Kwasy żółciowe

• Wtórne kwasy żółciowe

- po

odłączeniu w przewodzie pokarmowym
glicyny i tauryny

• Deoksycholowy i litocholowy

-

absorbowane do krążenia wrotnego

• Krążenie jelitowo - wątrobowe

żółci

: ciągły proces sekrecji soli

kwasów żółciowych do żółci, przemiana
w jelicie cienkim i powrót do wątroby

Kwas chenodeoksycholowy

Drobnocząsteczkowe

składniki osocza

Elektrolity

Stężenie [mmol/l]

HCO

3

-

22 – 27

Cl

-

95 – 103

Na

+

136 – 142

K

+

3,8 – 5,0

Ca

2+

2,3 – 2,74

Mg

2+

0,65 – 1,23

Jonogram Gambla

Wodorowęglany

• Bufor wodorowęglanowy

jest jednym

z głównych układów utrzymujących

równowagę kwasowo - zasadową

• Wartości prawidłowe:

22 - 27 mmol/l

• Wzrost stężenia

: zasadowica

metaboliczna, kwasica oddechowa
(kompensacja)

• Obniżenie stężenia

: kwasica

metaboliczna, zasadowica oddechowa
(kompensacja)

Chlorki

• Cl

-

jest głównym, nieorganicznym anionem

płynu pozakomórkowego (

88%

)

• Stężenie w surowicy:

95 - 103 mmol/l

• Rola Cl

-

:

– utrzymanie równowagi kwasowo zasadowej
– utrata Cl

-

w postaci HCl - zasadowica

– zatrzymanie Cl

-

lub jego podanie - kwasica

– regulacja osmolalności płynów ustrojowych

razem z Na

+

Sód

• Zawartość w ustroju człowieka;

60 mmol/kg masy ciała

• 98% - w płynie pozakomórkowym

• Stężenie w surowicy wynosi

136 - 142

mmol/l

• Jest osmotycznie aktywną substancją

osocza

• Decyduje o ruchu wody między przestrzenią

pozakomórkową a śródkomórkową

• Hiponatremia:

zmniejszenie objętości płynu

pozakomórkowego; wpływ na czynność układu
krążenia, nerek i układu nerwowego

Osmolalność

• Stężenie wszystkich osmotycznie czynnych

substancji na 1kg wody osocza lub moczu

• Endogenne:

sód, chlorki, glukoza i mocznik

• Egzogenne

: alkohol, glikol etylenowy,

mannitol

• Zmiany osmolalności zachodzą na skutek zmian

stężeń tych substancji

• Wartość prawidłowa w surowicy:

275 - 300 mOsmol/l

Ciśnienie osmotyczne

• Zjawisko osmozy

- wybiórcze przenikanie

cząstek przez błonę półprzepuszczalną

• Ciśnienie osmotyczne

– to ciśnienie, które trzeba wywrzeć aby

zapobiec osmozie

– jest proporcjonalne do stężenia molalnego

substancji i temperatury bezwzględnej

• 1mOs

(miliosmol) = ciśnieniu

osmotycznemu roztworu 1mmol
(milimolalnego) związku niedysocjującego

Ciśnienie osmotyczne

roztworów

• Roztwory izotoniczne

- przedzielone błoną

półprzepuszczalną nie wywierające żadnego
ciśnienia osmotycznego

• Roztwór hipotoniczny

- mniejsza molalność:

woda „przechodzi” do komórek = obrzęk
komórek

• Roztwór hipertoniczny

- wyższa molalność:

woda „wychodzi” z komórek = odwodnienie
komórek

• Roztwory izotoniczne w stosunku do surowicy:

0.9% NaCl, 5.4% glukozy, 10.2% sacharozy i
1.12% KCl

Hemoliza krwi

• Błona komórkowa erytrocyta

warunkuje zjawisko osmozy

• Przepuszcza łatwo

:

– wodę, aniony, mocznik i glukozę

• Nie przepuszcza

– kationów: Na

+

i K

+

• 0.9% NaCl (sól fizjologiczna) -

erytrocyty nie ulegają zmianom
morfologicznym

Hemoliza krwi

• Roztwór hipertoniczny

- woda

przechodzi z erytrocyta do roztworu -
obkurczanie (odwodnienie) erytrocyta

• Roztwór hipotoniczny

- woda

przechodzi do erytrocyta, który
pęcznieje i ulega

hemolizie,

jeśli

ciśnienie osmotyczne przekroczy
granicę oporności komórki

Oporność osmotyczna

erytrocytów

• Prawidłowe erytrocyty

ulegają hemolizie w

wodnych roztworach NaCl

0,45%

-

0,32%

• 0,45% NaCl - oporność minimalna

• 0,32% NaCl - oporność maksymalna

=

wszystkie komórki zostają zhemolizowane

• 0,6% NaCl = żółtaczka hemolityczna -

wolna

Hb

• Hemolizę w roztworach izotonicznych

wywołują

: aceton, eter, sole kwasów żółciowych,

saponiny, zasady, kwasy, jady węży oraz
zamrożenie krwi

Potas

• 98% - wewnętrzkomórkowo
• 2% - pozakomórkowo

• Różnica tych stężeń jest utrzymywana przez

Na-K-ATP-azę

błony komórkowej

• Stężenie w surowicy:

3,8 - 5,0 mmol/l

• Zaburzenia gospodarki kwasowo-

zasadowej

– nieprawidłowe rozmieszczenie potasu

• Hipokalemia

oraz

hiperkalemia

upośledzają kurczliwość mięśni

Wapń

•Prawidłowe stężenie

2,3 - 2,74 mmol/l

zależy:

– precyzyjnej regulacji endokrynnej i nerkowej
– czynników żołądkowo - jelitowych i żywieniowych
•W surowicy występuje w postaci:

zjonizowanej

(biologicznie aktywna) i

związanej

(z albuminą)

•Hipokalcemia:

niedoczynność przytarczyc,

niedobór witaminy D, niewydolność nerek i
hipoproteinemia

•Hiperkalcemia:

nadczynność przytarczyc,

osteoporoza, osteoliza w przebiegu nowotworów
(plazmocytoma)

Magnez

• 98%

-w komórkach,

2%

- pozakomórkowo

60%

-kości,

35% -

mięśnie szkieletowe,

1%

-osocze

• Aktywuje

szereg enzymów np. Na-K-ATP-azę,

aminopeptydazy, fosfatazy

• Wpływa na reakcje nerwowo - mięśniowe
• Wartości prawidłowe w surowicy:

0,65 -

1,23mmol/l

• Hipermagnezemia:

niewydolność nerek,

nadmierna podaż

• Hipomagnezemia:

głodzenie, biegunki,

przewlekły alkoholizm, niewydolność wątroby,
stosowanie
leków moczopędnych

Czynniki krzepnięcia

Czynnik

Działanie

Nazwa

I

Substrat

Fibrynogen

II / IIa

Enzym

Protrombina / trombina

III

Enzym

Tromboplastyna tkankowa

IV

Katalizator

Ca

2+

V / Va

Akcelerator

Proakceleryna / akceleryna

VII / VIIa

Enzym

Prokonwertyna / konwertyna

VIII //vWF

Akcelerator

Globulina antyhemofilowa A

IX

Enzym

Globulina antyhemofilowa B

Czynniki krzepnięcia

Czynnik Działanie

Nazwa

X

Enzym

Czynnik Stuarta-Prowera

XI

Enzym

Czynnik Rosenthala

XII

Enzym

Czynnik Hagemana

XIII

Enzym

Czynnik stabilizujący

fibrynę

XIV

Enzym

HMWK / czynnik

Fitzgeralda

XV

Enzym

Czynnik Fletchera /

prekalikreina

Kaskadowy system aktywacji

osoczowych czynników krzepnięcia

Uproszczony schemat układu krzepnięcia i fibrynolizy

Cząsteczka trombiny z inhibitorem

Plazminogen

Plazmina

Zaburzenie hemostazy

• Upośledzenie krzepnięcia - skazy

krwotoczne:

– płytkowe
– naczyniowe
– osoczowe

• U podłoża

2/3

wszystkich skaz

krwotocznych leżą ilościowe lub
jakościowe uszkodzenia płytek

• Wraz ze skazami o podłożu mieszanym

stanowią

80%

wszystkich skaz

Koagulopatie

• Wrodzone

- 95% przypadków wrodzonych:

– hemofilia

A

(niedobór

VIII

)

– hemofilia

B

(niedobór

IX

)

– hemofilia

C

(niedobór

XI

)

– choroba

von Willebrandta

(defekt

vWF

)

• Nabyte

:

– choroby wątroby (zespół czynników

protrombiny:

II, VII, IX, X

)

– niedobory witaminy K

Koagulopatie

• Immunologiczne

:

– alloprzeciwciała anty-VIII lub IX:

następstwo
leczenia

– autoprzeciwciała przeciw czynnikom

krzepnięcia: choroby
autoimmunologiczne

• Koagulopatia ze zużycia

(

DIC

)

Hemoterapia - leczenie krwią

i jej pochodnymi

• Krew przetaczana jest od

zdrowego dawcy choremu biorcy

• Służy do przygotowania cennych

leków

:

– osocze, albuminy
– białka odpornościowe
– globuliny antyhemofilowe
– masa płytkowa czy erytrocytarna

Bibliografia

• Bańkowski E. Biochemia. Podręcznik dla studentów

uczelni medycznych. Urban & Partner Wrocław 2004

• Murray R K i wsp. Biochemia Harpera. PZWL Warszawa

1995

• Angielski S. Biochemia kliniczna i analityka. PZWL

Warszawa1990

• Skotnicki A B. Zaburzenia krzepnięcia krwi. Med. Prakt.

Kraków 1997

• Kłyszejko-Stefanowicz L. Ćwiczenia z biochemii. PZWL

Warszawa 1998

• Tomaszewski J T. Diagnostyka Laboratoryjna. Podręcznik

dla studentów medycyny. PZWL Warszawa 1997