WYKŁAD IX

FIZJOLOGIA KRWI

Hematopoeza

Fizjologia człowieka

Hematopoeza

Udział w odporno

ś

ci

Hemostaza

dr hab. Anna Walczewska

Zakład Interakcji

Międzykomórkowych

Katedra Fizjologii Klinicznej i

Doświadczalnej

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

2008/09

FUNKCJE KRWI

•

O2 i CO2

•

Hormonów

•

Sub budulcowych,
energetycznych i wit.

•

Hormonów
(steroidowe,
T4)

•

CO2 i O2

•

Transportowa

Homeostatyczna

Magazynowa

•

Wyrównywanie
st

ęż

zwi

ą

zków

tworz

ą

cych ci

ś

osmotyczne
ECF

Obronna

•

Stra

ż

układu
immunol

energetycznych i wit.
z przew pokarm do
w

ą

troby i tkanek

•

Prod przemiany
materii (kw moczowy,
mocznik, amoniak) z
tkanek do nerek i z
tkanek do w

ą

troby

(kw mlekowy)

•

CO2 i O2

•

Proenzymów
m.in.
plazminogen,
angotensyno-
genu,

cz krzepni

ę

cia

ECF

•

Buforowanie
H+

•

Wyrównywanie
temp pomi

ę

dzy

tk i wa

ż

ny

element
termostatu
biologicznego

2

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

CFU-GM

CFU-M

Pre-T

Multipotencjalne
kom pnia

CFU-GEMM

CFU-L

Pula kom
limfoidalnych

Pula kom
mieloidalnych

CFU-G

BFU-E
CFU-E,

CFU-Eoz CFU-Baz

BFU-Mk
CFU-Mk

Pre-B

Kom NK

Zasadochł

CFU-M

Monoblast

Pro-
monocyt

Monocyty/
Makrofagi

GRASICA

Recyrkuluj

ą

: krew-tk-chłonka-krew

CFU-G

Mieloblast

Mielocyt

Mega-
kariocyt

Mega-
karioblast

Neutrofile

Retikulocyt

Eozynofile

Bazofille

Erytrocyty

Płytki krwi

Strefa
podtoreb

Strefa
przykor

Limfocyty B

Limficyty T
CD4 i CD8

Zasadochł

Polichromat

Ortochromat

3

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Udział leukocytów w

odporno

ś

ci

Odporno

ść

naturalna

(wrodzona)

NIESPECYFICZNA

NIESPECYFICZNA

- pierwsza linia obrony org przed

patogenami, której nie usprawnia ani nie modyfikuje
patogen.

SPECYFICZNA

SPECYFICZNA -

Po kontakcie z obcym antygenem odró

ż

nia

go od własnych komórek przy pomocy własnych R błon. i
niszczy obce u

ż

ywaj

ą

c do tego dwóch strategii:

niszczy obce u

ż

ywaj

ą

c do tego dwóch strategii:

Niszczenia komórek zale

ż

nej od limf Tc

ODPORNO

ŚĆ

KOMÓRKOWA

ODPORNO

ŚĆ

KOMÓRKOWA

Niszczenia antygenów i patogenów w płynach tkankowych za

po

ś

rednictwem Ab wytwarzanych przez limf B

ODPORNO

ŚĆ

HUMORALNA

ODPORNO

ŚĆ

HUMORALNA

5

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Odporno

ść

nabyta

BIERNIE

BIERNIE

- iniekcje surowic odporno

ś

ciowych (Ig)

AKTYWNIE-

szczepionki

6

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Odporno

ść

swoista

Bior

ą

udział:

•

Bariery fizyczne i chemiczne ciala (skóra, błony

ś

luzowe, HCl soku

ż

oł

ą

dkowego, lizozym

ś

liny

•

Fagocyty krwi i makrofagi tkankowe

•

•

Fagocyty krwi i makrofagi tkankowe

•

Substancje wytwarzane przez zaktywowane
fagocyty: cytokiny, interferony

•

aktywne białka dopełniacza w osoczu,
transferyna, laktoferyna, CPR

Reakcje nieswoiste nie tylko eliminuj

ą

patogeny ale równie

ż

nasilaj

ą

odpowied

ź

swoist

ą

7

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Komórki odpowiedzi nieswoistej

gotowe do niszczenia rozwijaj

ą

cych si

ę

w

ró

ż

nych miejscach organizmu drobnoustrojów

eozynofile

neutrofile

monocyty/makrofagi

8

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Marginalizacja

- toczenie po

ś

ródbł, aktywacja,

adhezja i wi

ą

zanie si

ę

do

ś

ródbłonka. Selektyny i

integryny WBC oraz glikoprotein adhezyjnych

ś

ródbłonka (np. mucyna, ICAM1/1, LFA, N-CAM)

Diapedeza

- przeciskanie pomi

ę

dzy kom

ś

ródbłonka

Reakcja neutrofilów

Diapedeza

- przeciskanie pomi

ę

dzy kom

ś

ródbłonka

Chemotaksja

- przesuwanie si

ę

w kierunku miejsca w którym

jest du

ż

e st

ęż

sub chemicznych chemoatraktantów

Leukocytoza

– mobilizacja neutrofilów ze szkipu w

odpowiedzi na czynniki zapalne

9

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Monocyt/Makrofag

Neutrofil

Szybka aktywacja przez elementy struktury drobnoust

poczatek po kilku godz, max – 10h, koniec – 24h mannany (w

ś

cianie

dro

ż

d

ż

y), formylowane peptydy, liposacharydy (składniki

ś

cian kom)

Monocyt/Makrofag

IL-1, 6 ,8, 12, TNF

α

prezentowanie
antygenów

Fagocytoza i pinocytoza
Bakteriobójcze mech tlenowe i
beztlenowe (defensyny)
Odp na cz chemotaktyczne
Przyleganie do

ś

ródbłonka i

diapedeza

(+)

(+)

Aktywacja wolna
INF-

γ

, IL-8

10

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

ODPORNOSC SWOISTA

To system odpowiedzi immunologicznej uruchamianej
w celu likwidacji konkretnego antygenu. Komórkami
immunokompetetnymi tej odpowiedzi s

ą

:

Limfocyty B (70%)

Limfocyty B (70%)

Limfocyty T (15%)

Recyrkuluj

ą

one pomi

ę

dzy krwi

ą

, układem chłonnym i

tkankami oczekuj

ą

c sygnałów dla własnej

transformacji w celu zniszczenia obcych komórek
lub białek

11

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Rodzaje limfocytów

Limfocyt B

Limfocyt Th

Limfocyt Tc

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

12

Receptory wi

ążą

ce

antygen
(przeciwciała)

Cechy odpowiedzi swoistej

Specyficzna

- Ab lub limf T niszcz

ą

jeden

konkretny antygen

Czuła

– odpowiada na bardzo subtelne ró

ż

nice

pomi

ę

dzy struktur

ą

R limf T oraz przeciwciał a

antygenem

antygenem

Posiada pami

ęć

- powtórna odpowied

ź

na ten

sam antygen jest szybsza i intensywniejsza

Wykazuje tolerancj

ę

—odró

ż

nia własne kom od

obcych

13

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

•

Prezentacja antygenu przez kom prezentuj

ą

ce

antygen (makrofagi, kom dendrytyczne (DC) i
aktywowane limf B) - APC

•

APC fagocytuj

ą

, trawi

ą

i wystawiaj

ą

na swoj

ą

błon

ę

kom cz

ą

steczki z ich struktury

ODPORNO

ŚĆ

SWOISTA

•

błon

ę

kom cz

ą

steczki z ich struktury

•

Nastepnie APC w

ę

druj

ą

do w

ę

złów chłonnych

gdzie aktywuj

ą

limf Th

Bez sprawnie działaj

ą

cych Th załamuje si

ę

odporno

ść

swoista

14

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Odpowied

ź

immunologiczna

PIERWOTNA

WTÓRNA

15

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Sposoby unieczynniania antygenów

przez przeciwciała (Ig)

•

Neutralizacja

•

Aglutynacja np. RBC

•

Aglutynacja np. RBC

•

Precypitacja

•

Przytwierdzanie do białek komplementu

16

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

APC

Th 1

IL-2

INF-

γ

Limf Tc

Przebieg aktywacji odpowiedzi

immunologicznej swoistej

Makrofagi

Th 2

IL-10

IL-13

IL-5

IL-4

Limf B

MHC-II

17

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Cytotoksyczne limfocyty T

•

Atakuj

ą

– komórki zainfekowane wirusem
– komórki z wew kom bakteriami i paso

ż

ytami

– komórki nowotworowe
– obce komórki np. po transfuzji lub przeszczepie

•

Sa wyposa

ż

one do rozpoznawania MHC-I, który jest

•

Sa wyposa

ż

one do rozpoznawania MHC-I, który jest

na wszystkich kom naszego ciała

•

Uwalniaja

perforyny,

białka tworz

ą

ce dziurki w bł

kom, uszkadzaj

ą

j

ą

i uruchamiaj

ą

mechanizmy

apoptozy i nekrozy kom atakowanych.

18

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Sposób działania limf Tc

19

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Antygen

– zwi

ą

zek reaguj

ą

cy swoi

ś

cie z komórkami ukł

immunol lub wzbudzaj

ą

cy wyst

ą

pienie odp immunol

humoralnej, komórkowej, tolerancji lub pami

ę

ci

Cytokiny

– hydrofilowe polipeptydy i glikopolipeptydy,

które za po

ś

rednictwem R błonowych w st

ęż

pmol i nmol

reguluj

ą

i koordynuj

ą

czynno

ś

ci

ą

zło

ż

onych procesów

podziału i ró

ż

nicowania kom w trakcie: embriogenezy, neuro-,

angio- i miogenezy, hematopoezy, osteopoezy, cykli

endometrium i procesów odporno

ś

ciowych

endometrium i procesów odporno

ś

ciowych

•

Interleukiny (IL 1 – 22)

•

Hematopetyczne czynniki wzrostu (CSF–GM, CS-G, CSF-M, SCF, EPO)

•

INF-

α

,

β

,

γ

•

TGF-

β

•

TNF-

α

,

β

•

NGF, EGF, PDGF, CNTF, Osteoprogeryna, VEGF

20

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

Hemostaza to zespół procesów fizjologicznych i
biochemicznych maj

ą

cych na celu zatrzymanie krwi w

ło

ż

ysku naczyniowym po przerwaniu jego ci

ą

gło

ś

ci

oraz utrzymanie prawidłowej płynno

ś

ci krwi

HEMOSTAZA

W procesie hemostazy bior

ą

udział:

•

Płytki krwi

•

Układ krzepni

ę

cia

•

Układ fibrynolizy

•

Ś

ciana naczy

ń

krwiono

ś

nych, szczególnie

ś

ródbłonek

i warstwa pod

ś

ródbłonkowa

21

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

CZYNNIKI

CZYNNIKI
KRZEPNI

Ę

CIA

KRZEPNI

Ę

CIA

PŁYTKI

Kom

ś

ródbłonka

Elementy ukł krzepni

ę

cia

Ś

ciana naczy

ń

pod

ś

ródbłkowa,

ś

rodk i zew

22

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Hemostaza obejmuje

•

Reakcj

ę

naczyniow

ą

•

Tworzenie czopu płytkowego

•

Tworzenie fibryny i czopu

•

Tworzenie fibryny i czopu
hemostatycznego

•

Zahamowanie tworzenia si

ę

czopu

hemostatycznego

•

Fibrynoliz

ę

23

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Faza naczyniowa

•

Skurcz naczy

ń

•

Kontakt krwi z tkankami i warstwami

pod

ś

ródbłonkowymi naczynia, gdzie

wyst

ę

puje TF. Nast

ę

puje aktywacja

wyst

ę

puje TF. Nast

ę

puje aktywacja

procesu krzepni

ę

cia drog

ą

zew

TF - tromboplastyna

24

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

Płytki przyczepiaj

ą

si

ę

do odsłoni

ę

tego

kolagenu

25

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

Aktywacja płytek

Czynniki aktywuj

ą

ce płytki to:

•

Białka adhezyjne (kolagen)

•

Trombina

•

ADP

•

TXA

•

TXA

•

Czynnik aktywujacy płytki (PAF)

•

Kompleksy immunologiczne

•

Wirusy i bakterie

W NIE aktywowanym układzie hemostazy

ś

ródbłonek hamuje

aktywacj

ę

płytek (PGI2, NO, adenozyna)

26

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Adhezja płytek do uszkodzonych

ś

cian naczynia i

tkanek

Przebieg hemostazy

Ł

ą

czenie si

ę

płytek ze sob

ą

- agregacja

Uruchomiony jednocze

ś

nie proces krzepni

ę

cia tworzy

fibryn

ę

, która wi

ąż

e dodatkowo inne krwinki (gł

fibryn

ę

, która wi

ąż

e dodatkowo inne krwinki (gł

erytrocyty) tworz

ą

c czop hemostatyczny

Czop konsoliduje transglutaminaza XIIIa

Fibryn

ę

rozcina plazmiana

Czop hemostatyczny zostaje likwidowany

27

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

Tworza si

ę

kompleksy

MECHANIZM AGREGACJI PŁYTEK

vWF

vWF

Trombina

Aktywowane R na płytkach

Fibrynogen

Odsłoni

ę

ty kolagen i

inne białka adhezyjne

vWF

vWF

vWF

28

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

AGREGACJA PŁYTEK

Trombina

vWF

vWF

Fibrynogen

vWF

F XIII

αααα

αααα

αααα

αααα

GP Ib-IX-V

GP Ia

vWF

vWF

GP IIa

vWF

GP IIb/IIIa

αααα

αααα

αααα

αααα

Osłoni

ę

ty kolagen

warstwy
pod

ś

ródbłonkowej

GPs - glikoproteiny
adhezyjne płytek

29

WEWN

Ą

TRZPOCHODNY

XII

XI

Ca

2+

PRZEBIEG PROCESU KRZEPNI

Ę

CIA KRWI

ZEWN

Ą

TRZPOCHODNY

Tromboplastyna tk

XII a

XI a

IX a

VII a

VII

Kalikreiny, Kolagen, Kininogen HMW

IX

PROTROMBINA

FIBRYNOGEN

VIIIa Ca

2+

PL

PL

Ca

2+

Ca

2+

Ca

2+

PL

V

XIII

XIII a

Ca

2+

IX a

VII a

VII

X

a

V a

TFPI

Fibryna lu

ż

na

TROMBINA

Fibryna stabilna

X

X

30

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

Monomery fibryny ł

ą

cz

ą

si

ę

ko

ń

cami i

tworz

ą

długie ła

ń

cuchy

Monomer
fibryny

Trombina enzymatycznie aktywuje fibrynogen

Fibrynogen

TORZENIE FIBRYNY

tworz

ą

długie ła

ń

cuchy

31

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

TWORZENIE SIECI FIBRYNY

XIIIa

JEST TRANSGULAMINAZ

Ą

, KTÓRA TWORZY

POŁ

Ą

CZENIA POMIEDZY LIZYNAMI W

Ł

ĄŃ

CUCHACH FIBRYNY

F XIIIa

Trombina

F XIII

Ten proces wzmacnia fibryn

ę

, uodparnia j

ą

na trawienie przez

enzymy proteolityczne

32

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

UDZIAŁ FOSFOLIPIDÓW I WAPNIA

VIIa

TF

Ca

2+

VIIa

fosfolipidy

VIIa

TF

Ca

2+

Xa

X

VIIa-TF

Fosfolipidy błon kom

ś

ródbłonka i płytek wi

ążą

aktywne czynniki

tam, gdzie s

ą

one potrzebne, ł

ą

cz

ą

je razem, tworz

ą

miejsca o

aktywno

ś

ci katalitycznej i w pewnym stopniu kontroluj

ą

aktywno

ść

kompleksów enzymatycznych

TF

33

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

ROLA KOFAKTORA V KRZEPNI

Ę

CIU

Wzmacniaj

ą

aktywno

ść

kompleksów enzymatycznych

F V

Protrombina

Xa

Va

Fosfolipidy

protrombinaza

Fibryny
monomery

Trombina

Fibrynogen

Protrombina

Fosfolipidy

Ca

2+

Va

Xa

34

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

VIIIa

F IX

jest

aktywowany:

Factor VIII

IXa

Fosfolipidy

ROLA KOFAKTORA VIII KRZEPNI

Ę

CIA

Monomery
fibryny

Trombina

Fibrynogen

Protrombina

Xa

X

aktywowany:
szlak wew XIIa
szlak zew
TF:VIIa

Ca

2+

IXa

35

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

WEWN

Ą

TRZPOCHODNY

XII

XI

Ca

2+

PRZEBIEG PROCESU KRZEPNI

Ę

CIA KRWI

ZEWN

Ą

TRZPOCHODNY

Tromboplastyna tk

XII a

XI a

IX a

VII a

VII

Kalikreiny, Kolagen, Kininogen HMW

IX

PROTROMBINA

FIBRYNOGEN

VIIIa Ca

2+

PL

PL

Ca

2+

Ca

2+

Ca

2+

PL

V

XIII

XIII a

Ca

2+

IX a

VII a

VII

X

a

V a

TFPI

Fibryna lu

ż

na

TROMBINA

Fibryna stabilna

X

X

36

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

KREW

Utworzenie czopu hemostatycznego

SIE

Ć

FIBRYNY

AGREGATY PŁYTEK

KOLAGEN

37

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Wewn

ę

trzna

•

Aktywacja przez
czynniki kontaktu wew
naczy

ń

(

kalikreiny, kolagen

kininogen

•

Zewn

ę

trzna

•

Aktywacja przez TF,
poza

ś

ródbłonkowy

•

Czas protrombinowy

Porównanie wew- i zew-

aktywacji krzepni

ę

cia

kininogen

•

Dłu

ż

szy czas krzep

•

Czas cz

ęś

ciowej

tromboplastyny (aPTT)
26 to 33 s

•

Przedłu

ż

ony czas aPTT

to defekt szlaku wew

•

Czas protrombinowy
(PT) 12 - 16 s

•

Przedłu

ż

ony czas PT

to defekt szlaku zew

Przedłu

ż

ony czas PT i aPTT to defekt szlaku wspólnego

38

ZAHAMOWANIE TWORZENIA SKRZEPU

BLOOD

SFREFA CZYNNIKÓW ANTYKOAGULACYJNYCH

Inhibitory
krzepniecia

np

Antytrombina III

Kompleks białek C/S

39

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

ENDOGENNE MECHANIZMY

ANTYKOAGULACYJNE

•

Antytrombina III

(70% aktywno

ś

ci antyproteazowej

osocza). Inaktywuje: Xa, trombin

ę

, w mniejszym st

IXa, XIa i XIIa

•

Siarczan heparynu

prod m. in. przez

ś

ródbłonek

•

Siarczan heparynu

prod m. in. przez

ś

ródbłonek

•

Układ białka C

– aktywowane przez kompleks T-TM

na powierzchni kom

ś

ródbłonka. APC+PS degraduje

cz VIIIa i Va oraz wi

ąż

e PAI-1, przez co ułatwia

fibrynoliz

ę

40

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

•

Po aktywacji protrombiny
fizjologicznie nie ma zagro

ż

enia

przenoszenia si

ę

skrzepu z krwi

ą

•

Aktywowana jest tylko
protrombina przylegaj

ą

ca do

uszkodzonego miejsca w
naczyniu

Funkcje trombiny

naczyniu

•

Czas jej aktywno

ś

ci wynosi kilka

sek

•

Natychmiast jest dezaktywowana
przez ATIII oraz wi

ą

zana przez

trombomodulin

ę

(R błonowy

ś

ródbłonka). Kompleks TM:T

aktywuje białko C, które
zezaktywuje

41

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

FIBRYNOLIZA

BLOOD

Kom

ś

ródbłonka

Plazmina

t-PA

Plazminogen

Absobowany
przez fibryn

ę

Trawienie fibryny

Urokinaza

Prod w nerkach

Streptokinaza

Prod bakterii

42

Anna Walczewska,

UMed-Łód

ź

UKŁAD FIBRYNOLIZY

•

Plazminogen

(glikoproteina) 30% w postaci wolnej,

reszta w kompleksach z HRGP lub

αααα

2-antyplazmin

ą

;

proenzym przekształcany w plazmin

ę

przez t-PA

•

Aktywator plazminogenu t-PA

(fibrynolityczny):

synteza przez

ś

ródbłonek, o słabej aktywno

ś

ci

proteolit.

↑↑↑↑

200-400x kiedy wi

ąż

e si

ę

z fibryn

ą

.

Rytm

proteolit.

↑↑↑↑

200-400x kiedy wi

ąż

e si

ę

z fibryn

ą

.

Rytm

dobowy: min. st

ęż

rano

•

Inhibitor aktywatora plazminogenu PAI-1

(antyfibrynolityczny): synteza przez

ś

ródbłonek

watrob

ę

, megakariocyty i mi

ęś

nie gładkie.

Rytm dobowy: min. st

ęż

w dzie

ń

, max w nocy. Ró

ź

nice płciowe:

↑↑↑↑

st

ęż

u m

ęż

cz

•

Inhibitory plazminy (antyfibrynolityczne):

αααα

2-antyplazmina,

αααα

2-makroglobulina

43

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź

Sposoby hamowania krzepni

ę

cia

krwi i walki z istniej

ą

cymi skrzepami

•

Hamowanie aktywno

ś

ci płytek

(np. Aspiryna)

•

Hamowanie czynników krzepni

ę

cia

(

antykoagulanty

) np. Heparyna, Warfarin,

in vitro – zwi

ą

zki wi

ążą

ce wap

ń

np. EDTA

•

Przyspieszenie rozpuszczania skrzepu
(

fibrynolityczne

)

•

t-PA (rekombinowany), iv

44

Anna Walczewska, UMed-Łód

ź