Ćwiczenie 3: Krew - skład, właściwości i rola w organizmie człowieka.
Krążenie płynów w organizmie człowieka obejmuje:
Płyny ustrojowe - krew, chłonkę, płyn tkankowy;
Łożysko krwionośne - wypełnione przepływającą krwią( serce i układ naczyń krwionośnych).
Krew - to tkanka płynna, stanowi ona 8% masy ciała i zawiera:
Składniki upostaciowane( erytrocyty czyli czerwone krwinki, leukocyty czyli białe krwinki i trombocyty czyli płytki krwi);
Składniki nieupostaciowane czyli osocze krwi.
Elementy morfotyczne krwi - stanowią ok. 50% całej objętości krwi i do nich zaliczamy:
Erytrocyty - wytwarzane są przez szpik kostny, krążą one we krwi obwodowej ok. 120 dni ale okres ich rozpadu połowicznego wynosi 28 dni.
Erytrocyt ma kształt dwuwklęsłego dysku i wielkość 8 um, ma on zdolność do odkształcania się by wpłynąć do maleńkich naczyń włosowatych.
Wartości charakteryzujące erytrocyty to:
liczba erytrocytów w 1 litrze krążącej krwi( mężczyźni -4.5 5,9 mln., kobiety - 4,1 - 5,1 mln),
wskaźnik hematokrytu (mężczyźni - 0,42 - 0,50, kobiety - 0,36 - 0,45),
zawartość hemoglobiny (Hb) w mmol w 1 litrze krwi(mężczyźni - 8,7 - 11,2, kobiety - 7,5 - 10,0), jeśli chodzi o hemoglobinę to można badać także średnią masę w erytrocycie(1,9), średnie stężenie hemoglobiny w erytrocycie(21,35).
Można badać także średnią objętość erytrocytu(88,0).
Erytrocyty spełniają podstawową funkcję w organizmie - transportują cząsteczki tlenu z płuc do tkanek( komórek). Transport ten jest możliwy dzięki hemoglobinie:
Hemoglobina - cząsteczka hemoglobiny zawierająca 4 atomy żelaza dwuwartościowego wiąże się z czterema cząstkami tlenu tworząc tzw. oksyhemoglobinę. Zasadniczą rolą hemoglobiny jest udział w rtansporcie tlenu z płuc do tkanek. Ma ona też zdolność do łączenia się z dwutlenkiem węgla(CO) tworząc związek zwany karboksyhemoglobiną - przenoszący dwutlenek węgla z tkanek ( komórek) do płuc. Tlenek węgla ma większe powinowactwo do łączenia się z hemoglobiną i stale walczy o to z tlenem. Hemoglobina jest syntetyzowana w szpiku kostnym.
Dojrzałe erytrocyty - krążą we krwi ok. 120 dni i potem rozpadają się w układzie siateczkowo - śródbłonkowym śledziony i wątroby uwalniając ze swojego wnętrza - hemoglobinę( cząsteczka globiny rozpada się na aminokwasy, hem jest zamieniany na biliwerdynę- zamienianą na bilirubinę wydalaną potem jako żółć do dwunastnicy, a odczepione atomy żelaza powracają do osocza krwi, by być znowu wykorzystanymi w syntezie hemoglobiny.
Grupy krwi - w błonach komórkowych erytrocytów występują anytgeny a w osoczu - naturalne przeciwciała przeciwko obcym antygenom. Ich rodzaj określa grupę krwi.
W błonie erytrocytów występują antygeny grupowe ABO i na ich podstawie określono grupy główne krwi: A, B, AB, O ale właściwie jest ich 6 : A1, A2, , B, A1B, A2B,O.
Niezależnie od grup krwi, na podstawie obecności lub nieobecnści ludzi podzielono na dwie grupy jeśli chodzi o czynnik Rh: Rh dodatni(+) - mają ten antygen D i Rh ujemny(-) - nie mają tego antygenu D. Ma to znaczenie gdy planujemy posiadanie potomstwa.
Sprawdzić - ojciec i matka - grupę krwi i czynnik Rh zanim zdecydujemy o posiadaniu potomstwa.
Gdy :
Matka jest Rh(-),
Ojciec jest Rh(+) to dziecko może być:
Rh(-) i to jest dobrze lub
Rh(+) i to jest zestawienie konfliktowe jeśli chodzi o sam czynnik RH. Wówczas organizm matki wytwarza przeciwciała niszczące krwinki dziecka co prowadzi do anemii, ciężkiej żółtaczki i śmierci w przypadku dzieci z drugiej i kolejnych ciąż, jeśli matka nie otrzyma wcześniej antyprzeciwciał. Natomiast pierwsza ciąża nie jest zagrożona.
Leukocyty czyli krwinki białe - jest ich we krwi obwodowej ok. 7,5 11,0 tys.
Rodzaje leukocytów:
Granulocyty(neutrofile - obojętnochłonne- żyją 7 godz. - utrzymują równowagę między człowiekiem a drobnoustrojami - pożerają lub fagocytują bakterie w swoich lizosomach ale przy tym procesie wytwarzają się wolne rodniki tlenowe, eozynofile - kwasochłonne - zdolne do fagocytozy jak poprzednie - goją małe stany zapalne ale nasilają duże stany zapalne, bazofile - zasadochłonne - uczestniczą w reakcjach anafilaktycznych gdzie uwalniają się wtedy histamina i heparyna - IgE - immunoglobulina E) - zawierają w cytoplazmie ziarnistości wytwarzane w czerwonym szpiku kostnym.
Limfocyty - wytwarzane w czerwonym szpiku kostnym, grasicy, węzłach chłonnych, w śledzionie, w grudkach chłonnych przewodu pokarmowego.
Limfocyty - krążą pomiędzy tkankami układu limfatycznego i wtedy dzielą się, dojrzewają i zmieniają swoje właściwości. Limfocyty dzielą się na trzy zasadnicze grupy:
a)Limfocyty T - grasiczozależne(70%), dzielą się one na limfocyty o cząsteczkach CD4 - wydzielają cytokiny aktywizujące limfocytyB oraz wytwarzają one interleukiny w tym czynnik martwicy nowotworów i limfocyty o cząsteczkach CD8 - niszczą komórki zawierające obce antygeny np. wirusy, hamują aktywizację limfocytów B. Brak tych limfocytów lub ich niedobór powodują brak reakcji obronnej organizmu;
b)Limfocyty B - szpikozależne(15%) - odpowiedzialne za humoralny mechanizm odpowiedzi immunologicznej, syntezują immunoglobuliny, działają w węzłach chłonnych;
c)Komórki NK naturalni niszczyciele(15%) - niszczą komórki w których rozwijają się wirusy i nowotwory(preforyna) - działanie cytostatyczne.
Monocyty - wytwarzane w czerwonym szpiku kostnym, które wchodzą także w skład układu siateczkowo - śródbłonkowego - krążą one we krwi oraz znajdują się w śródbłonku naczyń krwionośnych. We krwi żyją 8 - 72 godz., przechodząc do tkanek stają się makrofagami tkankowymi. Biorą one udział w:
- regulacji biosyntezy globulin,
- reakcjach przeciwko wirusom, bakteriom, pasożytom i grzybom,
- usuwają uszkodzone tkanki,
- kierują czynnościami tkanki łącznej,
- wytwarzają czynniki wzrostowe,
- inicjują reakcję humoralną na antygen,
- wydzielają przekaźniki humoralne: interleukiny i inne.
3. Trombocyty - płytki krwi - wytwarzane w czerwonym szpiku kostnym
( w 1 litrze - 250), krążą we krwi ok. 8 - 10 dni, rozpad ich następuje w śledzionie, działają w miejscu uszkodzenia naczynia krwionośnego tworząc tam czop, ze swojej cytoplazmy uwalniają liczne czynniki sprzyjające krzepnięciu krwi np. fobronektynę, trombospondynę i inne.
Osocze - zawiera składniki nieorganiczne( kationy - jony sodu i potasu; aniony - jony chloru i węgla) i organiczne(białka;składniki niebiałkowe z resztą azotową i bez reszty azotowej;lipidy).
Zaburzenie stężenia jonów w osoczu może spowodować zaburzenia pracy serca, komórek mięśniowych i komórek nerwowych.
Utrzymanie równowagi kwasowo - zasadowej we krwi zależy od jej właściwości buforowych czyli z występowaniem w niej : buforu wodorowęglanowego, fosforanowego, białek osocza wiążących zarówno kwasy jaki zasady, krwinek czerwonych. Stałe pH osocza jest możliwe dzięki krążeniu anionów Cl- i wynosi ono ok. 7,5.
Białka osocza dzielą się na trzy grupy:
Albuminy - transport hormonów tarczycy, utrzymanie ciśnienia onkotycznego przez wiązanie wody( krążenie wody z naczyń włosowatych do przestrzeni międzykomórkowych i odwrotnie), są one wytwarzane w wątrobie;
Globuliny - jest ich wiele rodzajów między innymi: mukoproteiny i glikoproteiny( białka połączone z węglowodanami), lipoproteiny( białka połączone z lipidami), globuliny(łączące się z jonami metali) - wytwarzane w wątrobie - transport hormonów nadnerczy, składnik HDL i LDL, transport jonów Fe, gamma - globuliny -są immunoglobulinami( przeciwciałami - inaktywują antygeny - wytwarzane w węzłach chłonnych),
Fibrynogen - czynnik krzepnięcia krwi, wytwarzany w wątrobie. W osoczu stale występują dwa enzymy: protrombina i plazminoge - występują normalnie we krwi jako nieaktywne ale gdy zachodzi potrzeba - biorą udział w procesie krzepnięcia.
Istotą krzepnięcia krwi np. po skaleczeniu jest zmiana nieaktywnej protrąbiny w enzym zwany trombiną, który wpływa na fibrynogen, króry zmienia się w fibrynę a to umożliwia tworzenie skrzepu. W procesie krzepnięcia krwi biorą udział trombocyty co stanowi wewnątrzpochodny mechanizm krzepnięcia krwi.
Istnieje także mechanizm zewnątrzpochodny krzepnięcia krwi - biorą w nim udział uszkodzone tkanki.
Brak lub niedobór jednego z czynników upośledza lub uniemożliwia tworzenie się skrzepu, podobnie jak niedobór witaminy K( zawarta w natce pietruszki, śledziach, ziarnach zbóż). Istnieje też we krwi enzym zwany Heparyną( wytwarzana przez granulocyty zasadochłonne, komórki tuczne tkanki łącznej) , która hamuje krzepnięcie krwi.
Składniki organiczne pozabiałkowe osocza: węglowodany(glukoza) i produkty ich przemiany(kwas mlekowy), produkty przemiany białkowej(aminokwasy i produkt ich demineralizacji - amoniak, który jest podstawą do przetwarzania go rzez wątrobę na mocznik), produkty przemiany hemu - bilirubina i urobilinogen, inne produkty przemiany wewnątrzkomórkowej ( kwas moczowy - produkt katabolizmu DNA i RNA i kreatynina - powstaje w komórkach mięśniowych z kreatyny).
Lipidy osocza - 5 -8g w 1 l osocza.. Należą do nich:
Cholesterol
Fosfolipidy
Triacyloglicerole
Witaminy A< D< E< K rozpuszczalne w tłuszczach
Hormony steroidowe - wydzielane przez, jądra, jajniki, korę nadnerczy
Wolne kwasy tłuszczowe
W większości lipidy we krwi tworzą z białkami związek - lipoproteiny i jest ich kilka rodzajów, ich zasadniczą funkcją jest transportcholesterolu, fosfolipidów, triacylogliceroli( biorą udział uwolnione z nich kwasy tłuszczowe w przemianach komórkowych), witamin i hormonów steroidowych.
Rola krwi w organizmie:
Transportuje tlen z płuc do tkanek,
Transportuje dwutlenek węgla z tkanek do płuc,
Transportuje produkty energetyczne i budulcowe z przewodu pokarmowego do tkanek,
Transportuje produkty przemiany materii z tkanek do nerek, skąd są wydalane z moczem,
Transportuje hormony i witaminy,
Magazynuje w osoczu hormony tarczycy i steroidowe,
Wyrównuje ciśnienie osmotyczne i stężenie jonów wodoru(pH) we wszystkich tkankach,
Wyrównuje różnicę temperatur między tkankami i narządami,
Tworzy zaporę dla drobnoustrojów( fagocytoza przez granulocyty),
eliminuje za pomocą przeciwciał - substancje obce, szczególnie białka np. toksyny wydzielane przez drobnoustroje.
Czynności tkanek krwiotwórczych
Tkanki krwiotwórcze wytwarzają elementy morfotyczne krwi:
pierwotne - czerwony szpik kostny, grasica;
wtórne - węzły chłonne, grudki chłonne w błonach sluzowych, śledziona.
Szpik kostny - to zasadniczy narząd krwiotwórczy w życiu pozapłodowym człowieka. Szpik stanowi ok. 5% masy ciała, w tym 2,5% przypada na czerwony szpik kostny w którym wytwarzane są elementy morfotyczne krwi. Czerwony szpik kostny wypełnia: istotę gąbczastą kości płaskich, , mostek, żebra, jamy szpikowe w sąsiedztwie nasad kości długich. Cykl rozwojowy erytrocytów w czerwonym szpiku kostnym wynosi ok. 15 dni. Ważną rolę w tym tworzeniu odgrywają: jony żelaza, witamina B12 i kwas foliowy, hormony tarczycy i hormony płciowe.
Grasica - gruczoł dokrewny położony w śródpiersiu przednim tuż za mostkiem. Jego największa działalność jest do 25 roku życia.
W korze grasicy pod torebką - limfocyty krwi tworzą warstwę dużych komórek dzielących się czyli tymocytów. Następnie tymocyty przenikają głębiej czyli do przestrzeni między korą a rdzeniem grasicy i w tym czasie dojrzewają a w tym dojrzewaniu pomaga im tymozyna, tworzenie woreczków izolujących, wpływ ludzkiego leukocytarnego antygenu(ekspresja genów głównego układu zgodności tkankowej). Niestety tylko tymocyty w rdzeniu grasicy są całkowicie dojrzałe i mają odporność na niszczące działanie steroidów kory nadnerczy tj. kortyzolu. Niestety tylko 5% tymocytów uwalniana jest z grasicy do krwi jako limfocyty T grasiczozależne. Limfocyty T krążąc we krwi zatrzymują się w śledzionie, gdzie końcowo dojrzewają i wracają do krwi.
Węzły chłonne i grudki chłonne w błonach śluzowych - stanowią tkankę limfoidalną. Do węzłów chłonnych napływają wraz z chłonką - limfocyty B(zatrzymują się w sferze szpikozależnej węzłów chłonnych) i limfocyty T
( zatrzymują się w sferze grasiczozależnej węzłów chłonnych), które po rozmnożeniu i procesie dojrzewania odpływają z chłonką do krwi. Wpływ na dojrzewanie limfocytów mają grasica, tarczyca, hormon wzrostu, hormony kory nadnerczy.
Śledziona - leży ona w lewym dole biodrowym, składa się ona z miazgi białej i miazgi czerwonej. Miazga biała tworzy filtr zatrzymujący niektóre limfocyty T i B, które tworzą oddzielne ośrodki rozmnażania limfocytów T i B. w śledzionie między miazgą białą i czerwoną zatrzymują się uszkodzone erytrocyty, granulocyty( monocyty przekształcają się w makrofagi), trombocyty i mikroorganizmy. Miazga czerwona to filtr zatrzymujący wszystkie wyżej wymienione uszkodzone elementy morfotyczne krwi. W śledzionie następuje:
wytwarzanie limfocytów,
niszczenie trombocytów,
rozpad starych erytrocytów.
W czasie ostrego niedotlenienia organizmu krew nie przepływa przez śledzionę( OUN, adrenalina).
Chłonka - przepływająca przez naczynia chłonne nie ma jednolitego składu i jest zależna od wchłoniętych w jelicie cienkim substancji pokarmowych.
17