Wierzba T Wprowadzenie do fizjologii krwi

Tomasz H. Wierzba

WPROWADZENIE

FIZJOLOGII KRWI

SKRYPT

DLA STUDENTÓW GDAŃSKIEGO UNIWERSYTETU MEDYCZNEGO

Gdańsk, styczeń 2012

Skrypt jest przeznaczony do użytku własnego dla studentów Gdańskiego
Uniwersytetu Medycznego. Skrypt może być drukowany, kopiowany i

nieodpłatnie rozpowszechniany w środowisku akademickim. Bez pisemnej zgody
autora skrypt w całości i we fragmentach nie powinien być przetwarzany do

wersji elektronicznej i rozpowszechniany w mediach elektronicznych poza

wewnętrzną siecią (ekstranetem) Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, co
stanowiłoby rażące naruszenie prawa autorskiego.

Spis treści:

str. 3

Skład krwi

5 Funkcje

krwi

6 Krwinki

czerwone

Hemoglobina i jej rola w przenoszeniu tlenu

Mechanizmy transportu dwutlenku węgla

13 Wskaźniki czerwonokrwinkowe

16 Krwinki

białe

18 Mechanizmy

odpornościowe

20 Odporność nieswoista

22 Odporność swoista

25 Układy grupowe krwi

25 Układ grupowy AB0

26 Układ grupowy Rh

27 Niezgodność i konflikt serologiczny

28 Próba

krzyżowa

Odczyny antyglobulinowe Coombsa

Koncepcja uniwersalnego biorcy i dawcy krwi

33 Hemostaza

34 Fazy hemostazy miejscowej

35 Hemostaza

płytkowa

36 Hemostaza

osoczowa

Czynnik von Willebranda (vWF)

43 Fibrynoliza

Skład krwi

Krew jest lepką zawiesiną, zawierającą osocze i zawieszone w nim komórki: krwinki

czerwone (erytrocyty), krwinki białe (leukocyty) i płytki krwi (trombocyty; Tab.1).
Krew stanowi przeciętnie od 1/11 do 1/13 masy ciała. U osoby o masie ciała 70 kg,
objętość krwi wynosi przeciętnie około 5,5 l.

Zabarwienie krwi zależy od wysycenia tlenem. Krew tętnicza, o dużej zawartości

tlenu jest jasnoczerwona. Krew żylna jest ciemniejsza, a jej odcień zmienia się od
barwy wiśniowej, w standardowych warunkach spoczynkowych, do sinofioletowej,
przy bardzo niskiej zawartości tlenu. Ciężar właściwy krwi wynosi przeciętnie 1,050–
1,060 g/cm

, przy czym krwinki są nieco cięższe (1,088-1,090 g/cm

) od osocza

(1,027-1,030 g/cm

), co umożliwia ich odseparowanie od osocza podczas wirowania,

pod wpływem przyspieszenia kątowego.

Tab. 1. Podstawowe składniki krwi

KRWINKI

ERYTROCYTY: ♀ 5,2 ± 0,8 [mln/μl]
♂ 4,7 ± 0,7 [mln/μl]

LEUKOCYTY: 4000 – 11000 ml

-1

Granulocyty

- obojętnochłonne (neutrofile): 50-70%
- kwasochłonne (eozynofile): 2-4 %
- zasadochłonne (bazofile): < 1%

Limfocyty: 20-40%
Monocyty: 3-8%

PŁYTKI KRWI 180 000–400 000/μl

OSOCZE

WODA: 90-92%

BIAŁKA: 60-84 g/l

Albuminy: 60%
Globuliny: 35%
Fibrynogen 4%
Enzymy, hormony 1%

ELEKTROLITY

: 135-145 mmol/l

: 3,5-5,5 mmol/

: 90-110 mmol/l

HCO

: 25 mmol/l

Inne: Ca

, Mg

, PO

, HPO

, SO

WĘGLOWODANY

Glukoza: 60-100 mg/dl

(3,4-5,6 mmol/l)

LIPIDY
Cholesterol, kwasy tłuszczowe

INNE ZWIĄZKI ORGANICZNE
Aminokwasy
Polipeptydy
Metabolity:

Bilirubina, Mocznik, Kreatynina, Jony
amonowe Kwasy organiczne, w tym:
Kwas mlekowy, Kwas moczowy

Osocze

Lipidy

Leukocyty
P

łytki krwi

Erytrocyty

W krwiobiegu występują niemal wyłącznie dojrzałe postaci krwinek, które powstały

w szpiku kostnym w wyniku kolejnych przeobrażeń komórek prekursorowych. Pewnym
wyjątkiem są limfocyty, których końcowe różnicowanie i namnażanie zachodzi w
obwodowych narządach limfatycznych i grasicy. Zespół mechanizmów czynnościowych,
które zapobiegają uwalnianiu do krwiobiegu niedojrzałych postaci krwinek określa się
mianem bariery szpikowej.

Osocze jest przeźroczystą, opalizującą cieczą, zawierającą 90-92% wody i

rozpuszczone składniki: nieorganiczne (w większości w formie zjonizowanej) i
organiczne (Tab.1). Trzy główne rodzaje białek osocza pełnią odmienne funkcje.

1. Albuminy mają znaczący potencjał osmotyczny – przyciągają wodę. Pomiędzy

osoczem i płynami tkankowymi istnieje gradient stężeń: albuminy występują w
znikomej ilości w płynie tkankowym. Ciśnienie osmotyczne wywierane przez
albuminy, zwane ciśnieniem onkotycznym, odgrywa kluczową rolę w zachowaniu
prawidłowych proporcji między objętością osocza i płynu tkankowego. Albuminy
osoczowe absorbując wodę warunkują resorpcję płynu tkankowego i tkankowych
produktów przemiany materii w naczyniach włosowatych. Przy niedoborze albumin,
w tkankach pozostaje nadmiar niezresorbowanej wody, co może prowadzić do
powstawania obrzęków. Ponadto, albuminy pełnią funkcję nośników niektórych
hormonów, kwasów tłuszczowych, barwników żółciowych i leków, a także wykazują
zdolność buforowania zaburzeń równowagi kwasowo-zasadowej, wiążąc jony
wodorowe i niewielkie ilości dwutlenku węgla.

2. Globuliny, które oprócz osocza są rozpowszechnione w komórkach i tkankach,

mają zróżnicowaną budowę i znaczenie czynnościowe. Immunoglobuliny
uczestniczą zjawiskach odpornościowych pełniąc funkcję przeciwciał.
Apolipoproteiny wiążą trójglicerydy, a po związaniu z kwasami tłuszczowymi
tworzą lipoproteidy. Metaloproteiny wiążą jony metali, a inne globuliny są
wyspecjalizowane w swoistym wiązaniu hormonów.

3. Fibrynogen jest prekursorem włóknika (fibryny), podstawowego białka

warunkującego krzepnięcie krwi.

Większość białek osocza jest wytwarzana w wątrobie, a jej uszkodzenie skutkuje
zaburzeniami ilościowymi (hipoproteinemia) lub jakościowymi (dysproteinemia).
Immunoglobuliny są syntezowane przez zaktywowane limfocyty typu B (plazmocyty),
w makrofagach powstają niektóre białka układu dopełniacza – jednego z głównych
elementów odporności nieswoistej, apolipoproteiny są wytwarzane przez komórki
nabłonka jelitowego, a komórki śródbłonka są źródłem niektórych białek układu
krzepnięcia. Skład diety ma istotne znaczenie dla syntezy białek osoczowych.
Zrównoważona synteza białek osoczowych wymaga dostarczenia 10 podstawowych
aminokwasów. Białka pokarmowe pochodzenia zwierzęcego sprzyjają syntezie
albumin, zaś pochodzenia roślinnego – globulin.

Krew jest niezbędnym składnikiem życia organizmów wyższych, spełniając

różnorodne funkcje (Tab.2).

Tab. 2. Funkcje krwi

TRANSPORTOWE

ODŻYWCZE

gazy oddechowe

- substraty energetyczne i budulcowe
- produkty przemiany materii
- witaminy
- hormony
- jony
- kwasy żółciowe

REGULACYJNE

utrzymanie izohydii (pH = const.) i izojonii

płynu tkankowego
- stabilizacja temperatury ciała

PROTEKCYJNE

obrona przed patogenami i toksynami

Przy określaniu nieprawidłowej liczby krwinek białych zwyczajowo stosuje się

nazewnictwo medyczne (Tab. 3).

Tab. 3

Rodzaj krwinek

Liczba w mm

↓ normy

↑ normy

Erytrocyty

♀ 4,7 ± 0,7 mln
♂ 5,2 ± 0,8 mln

Niedokrwistość

Anaemia

Nadkrwistość

Czerwienica

Policytaemia

Poliglobulia

Płytki krwi

180 000 - 400 000 Trombocytopenia

Nadpłytkowość

Trobocytoza

Leukocyty

4 000 – 11 000

Leukopenia Leukocytoza

Granulocyty obojętnochłonne

2 000 – 7 700

Neutropenia Neutrofilia

Granulocyty kwasochłonne

150 - 450

Eozynopenia Eozynofilia

Granulocyty zasadochłonne <

100

Bazofilia

Limfocyty

1 500 – 4 000

Limfopenia Limfocytoza

Monocyty

300 - 800

Monocytopenia Monocytoza

Krwinki czerwone

Erytrocyty, które są najliczniejszymi elementami morfotycznymi krwi, mają kształt

okrągłych dwuwklęsłych dysków, o średnicy 6-9 μm (przeciętnie 7,5 μm) i średniej
grubości 2 μm, przy czym minimalna grubość krwinki w jej centralnej części nie
przekracza 0,9 μm, a maksymalna – w części obwodowej wynosi około 2,8 μm (ryc. 1a,
1b).

0,9 µm

7,5 µm

2,8 µm

7,5 µm

Ryc. 1 Krwinki czerwone

a) erytrocyt schematyczny obraz mikroskopowy – widok z góry
b) kształt erytrocytu – widok z boku
c) odkształcenie pojedynczego erytrocytu przy przepływie przez drobne naczynie krwionośne
d) pakiet krwinek czerwonych w tętniczkach
e) schematyczny widok erytrocytu przepływającego przez najdrobniejsze naczynia włosowate w śledzionie

Oryginalny kształt erytrocytów i duża elastyczność błony komórkowej:

1. zapewniają wysoki stosunek powierzchni krwinki do jej objętości, co ułatwia

absorbcję tlenu;

2. zapewniają krwinkom giętkość (ryc. 1c) i ułatwiają ich odkształcanie, co warunkuje

przepływ przez naczynia włosowate o średnicy mniejszej od standardowej średnicy
krwinki. Erytrocyty, rozciągnięte do 13-19 μm, skutecznie przeciskają się przez

naczynia włosowate śledziony o średnicy 4 μm (ryc. 1e), a łatwość odkształcania
umożliwia ich przepływ przez rozwidlenia naczyniowe o złożonej geometrii, a także
przez zwężenia naczyniowe spowodowane np. blaszkami miażdżycowymi;

3. sprzyjają tworzeniu pakietów krwinek. Przemieszczanie krwinek w naczyniach

tętniczych w postaci zwartej znacznie zmniejsza opór przepływu i redukuje pracę
serca niezbędną do przetłoczenia krwi do tkanek (ryc. 1 d);

4. zabezpieczają przed pękaniem błony komórkowej i dezintegracją krwinek w

środowisku umiarkowanie hipotonicznym (przewodnienie hipotoniczne, naczynia
włosowate przewodu pokarmowego), w którym do krwinek wnika woda, powodując
ich pęcznienie.

W 1 mikrolitrze krwi znajduje się przeciętnie około 5 mln erytrocytów u mężczyzn i

nieco mniej, około 4,6 mln u kobiet. Krew określa się często jako płynną tkankę.
Szacunkowo, w całym organizmie znajduje się 30 bilionów krwinek czerwonych (3 x
10

), co stanowi około 1/3 wszystkich komórek ustroju.

Niedobór erytrocytów, lub ich głównego składnika hemoglobiny, nosi nazwę

niedokrwistości (anaemia).

Rzadziej występuje nadmiar erytrocytów, co określa się jako nadkrwistość

(poliglobulia, policytaemia) lub w przypadkach bardziej zaawansowanych,
proliferacji nowotworowej, jako czerwienica (purpura).

U ludzi dorosłych, erytropoeza, czyli tworzenie krwinek czerwonych z komórek

progenitorowych i ich różnicowanie do postaci dojrzałej – erytrocytu, zachodzi w
szpiku kostnym, głównie kości płaskich i w nasadach kości długich, zaś w rozwoju
płodowym funkcję krwiotwórczą spełnia wątroba.

Dojrzałe erytrocyty występujące w krwiobiegu są komórkami wysoce

wyspecjalizowanymi - przystosowanymi do efektywnego przenoszenia tlenu i
dwutlenku węgla, przy niskim wydatku energetycznym. Nie posiadają organelli
występujących w innych komórkach ustrojowych: jądra komórkowego, mitochondriów,
aparatu Golgiego, lizosomów. Ubogie wyposażenie krwinek czerwonych warunkuje
niskie tempo przemian metabolicznych, oparte o przemiany beztlenowe i zaledwie
kilkumiliwoltowy potencjał spoczynkowy. Erytrocyty żyją w krwiobiegu przeciętnie
120 dni. W warunkach standardowych każdego dnia ulega rozpadowi około 250
miliardów krwinek. Warunkiem pełnego odtworzenia tej puli jest wytworzenie w
przybliżeniu 2 milionów erytrocytów w ciągu sekundy.

Czynnikiem stymulującym wytwarzanie krwinek czerwonych jest hormon –

erytropoetyna (EPO), wydzielany krwiobiegu przez nerki (85%) i wątrobę (15%).
Niedokrwistość i niedobór tlenu we krwi (hipoksemia – niska prężność tlenu we krwi
tętniczej; hipoksja – niska prężność tlenu w płynie tkankowym i krwi żylnej)
stymulują uwalnianie EPO. Erytropoetyna i jej pochodne są nielegalnie
wykorzystywanie w sporcie, jako środki dopingujące. Nadmierny przyrost liczby
erytrocytów zwiększa lepkość krwi i sprzyja jej wykrzepianiu wewnątrznaczyniowemu,
zwiększając ryzyko nagłego zgonu.

W miarę starzenia zmniejsza się aktywność enzymatyczna erytrocytów i dochodzi

do usztywnienia błony komórkowej. Krwinki o zmniejszonej odkształcalności
pękają z uwolnieniem barwnika – hemoglobiny (hemoliza), przy przeciskaniu się przez
drobne naczynia śledziony.

Przy zaistnieniu konfliktu serologicznego w zakresie czynnika Rh, dochodzi do

masywnego niszczenia krwinek czerwonych noworodka i, zwykle w mniejszym stopniu,
płodu. Błona komórkowa krwinek „zaimpregnowana” przeciwciałami staje się na tyle
sztywna, że dochodzi do ich przyspieszonej destrukcji. Niszczenie krwinek rozpoczyna
się w okresie płodowym, ale ulega dramatycznemu nasileniu po urodzeniu noworodka.
Bezpośrednia przyczyną nasilenia hemolizy po urodzeniu jest zmiana warunków
krążenia krwi: w dużych tętnicach krążenia dużego noworodka ciśnienie krwi jest
kilkakrotnie wyższe niż u płodu, co przenosi się na siły rozciągające krwinki
przepływające przez najdrobniejsze naczynia śledziony. Prawidłowa odkształcalność
krwinek nie zawsze zapobiega przez ich zniszczeniem. Przykładowo, po
kilkugodzinnym biegu na twardym podłożu, w obuwiu o sztywnym podbiciu, często
dochodzi do obniżenia liczby erytrocytów we krwi o 2 do 6 % (100 do 300 tysięcy na
mikrolitr). Wynika to z nadmiernego ucisku mechanicznego wywieranego na
erytrocyty i ich hemolizy przy przepływie przez drobne naczynia krwionośne
podeszwowej części stopy.

Hemoglobina i jej rola w przenoszeniu tlenu

Hemoglobina, która stanowi 95% białek erytrocytu i 1/3 jego masy, odpowiada za

podstawową funkcję krwinek czerwonych, którą jest dostarczanie tlenu do tkanek i
przenoszenie dwutlenku węgla do płuc. Cząsteczki hemoglobiny są zbudowane z
dwóch par łańcuchów peptydowych, tworzących globinę, z których każdy związany
jest z jedną grupą hemową. Centralnym składnikiem hemu jest atom
dwuwartościowego żelaza (Fe

), który posiada zdolność odwracalnego wiązania

cząsteczki tlenu, czemu towarzyszą zmiany konformacyjne w obrębie globiny.

Łańcuchy polipeptydowe globiny wykazują polimorfizm, polegający na odmiennym

składzie aminokwasów. W życiu płodowym początkowo występują warianty
hemoglobiny embrionalnej, wśród których około 3 miesiąca życia dominuje wariant Hb
Gower2, składający się z dwóch łańcuchów peptydowych typu α i dwóch ε (Hbα

W dalszym okresie rozwoju płodowego jej miejsce zajmuje hemoglobina płodowa
(HbF; Hbα

), która po urodzeniu zastępowana jest przez hemoglobinę A (Hbα

W kilkudziesięciu dotąd opisanych hemoglobinopatiach uwarunkowanych genetycznie
występują także inne nieprawidłowe postacie hemoglobiny. Poszczególne rodzaje
hemoglobiny różnią się pod względem czynnościowym, przede powinowactwem do
tlenu, czyli zdolnością jego wiązania.

Powinowactwo jest odwrotnie proporcjonalne do zdolności oddawania

(oddysocjowania) tlenu. Hemoglobiny płodowe charakteryzuje większe powinowactwo
do tlenu w porównaniu do HbA, co jest korzystnym przystosowaniem do wiązania

tlenu w środowisku łożyskowym, o niskim jego stężeniu, jakkolwiek utrudnia
oddawanie tlenu.

Tlen przenikający do krwi we włośniczkach pęcherzyków płucnych jest niemal

natychmiast absorbowany przez atom żelaza hemowego (Fe

). Interakcja żelaza z

tlenem prowadzi do powstania słabego wiązania koordynacyjnego, w którym żelazo
nie oddaje elektronów, czyli nie zmienia swojej wartościowości.

Hemoglobinę z przyłączonym kowalencyjnie tlenem określa się mianem

hemoglobiny utlenowanej lub oksyhemoglobiny.

Termin hemoglobina utleniona określa cząsteczkę, w której w wyniku reakcji z

tlenem doszło do utlenienia atomu żelaza.

Methemoglobina, zawierająca żelazo utlenione (Fe

), nie dostarcza tlenu do

tkanek, z uwagi na silne wiązanie Fe

-O

. Methemoglobina, stanowi około 2%

hemoglobiny występującej fizjologicznie we krwi. Po spożyciu znacznej ilości
azotanów zawartych w warzywach pochodzących z upraw obficie wspomaganych
nawozami syntetycznymi lub w wodzie pochodzącej z ujęć powierzchniowych w
otoczeniu pól uprawnych, odsetek methemoglobiny może niebezpiecznie wzrastać,
szczególnie u noworodków.

Jedna cząsteczka hemoglobiny wiąże 4 cząsteczki tlenu. Kooperacyjny charakter

wiązania tlenu przez hemoglobinę sprawia, że kinetyka wiązania tlenu jest
nierównomierna, a krzywa wysycenia hemoglobiny tlenem w zależności od prężności
tlenu, nazywana krzywą dysocjacji hemoglobiny, ma charakter nieliniowy (ryc. 2).

Przyłączenie cząsteczki tlenu do jednego hemu powoduje zmianę struktury

przestrzennej całego tetrameru. Przyczyną jest wsunięcie atomu żelaza w
płaszczyznę pierścienia hemu po połączeniu z tlenem. Wsunięcie atomu żelaza
pociąga związaną z nim tzw. histydynę proksymalną, co powoduje przemieszczenie
sąsiednich aminokwasów globiny. Doprowadza to w rezultacie do pęknięcia wiązań
poprzecznych pomiędzy końcami karboksylowymi wszystkich czterech cząstek globiny.
Konformacja, w której hemoglobina jest odtlenowana, określana jest jako stan T (ang.
tight - naprężony), zaś konformacja całkowicie utlenowanej hemoglobiny po
wykonaniu obrotu o 15° – jako stan R (ang. relaxed - rozluźniony). Hemoglobina w
stanie R wykazuje większe powinowactwo do tlenu aniżeli w stanie T. Każde
przyłączenie w płucach cząstki tlenu do hemoglobiny ułatwia przyłączanie następnych
cząsteczek tlenu (tzw. wiązanie kooperacyjne), zaś odszczepienie każdej cząsteczki
tlenu w tkankach ułatwia uwalnianie kolejnych cząstek tlenu. Wiązanie kooperacyjne
sprzyja maksymalizacji wysycania tlenem hemoglobiny w płucach oraz oddawania
przez nią tlenu w tkankach. Każde przyłączenie cząsteczki tlenu do hemoglobiny
ułatwia przyłączanie następnych, co sprzyja maksymalizacji wysycania tlenem
hemoglobiny w płucach oraz umożliwia spełnianie przez hemoglobinę funkcji
krótkotrwałego buforu tlenowego.

100

25 40

100

HbO %

PaO [mmHg]

↑

↓

↑

temp
pH
CO
2,3-DPG

↓

↑

↓
↓

temp
pH
CO
2,3-DPG

Rycina 2 Krzywa dysocjacji hemoglobiny

Hb0

% - odsetek cząsteczek hemoglobiny związanych z tlenem

Pa0

– prężność tlenu (ciśnienie parcjalne tlenu rozpuszczonego we krwi)

Zakres prężności tlenu (PaO

) odpowiadający warunkom spoczynkowym został zaznaczony kolorem jasno szarym.

Zacieniowane pole odpowiada przeciętnemu zakresowi prężności tlenu we krwi (100 mm Hg krew tętnicza - 40 mm
Hg – krew żylna).
Pionowe linie punktowe – odpowiadają PaO

przy 50% wysyceniu Hb tlenem. 2,3-DPG: 2,3-difosfoglicerynian

W krwi tętniczej, przy prężności tlenu (PaO

) zbliżonej do 100 mmHg, hemoglobina

jest całkowicie wysycona tlenem (HbO

% = 100%). W krwi żylnej, w standardowych

warunkach spoczynkowych, w której PaO

spada dwuipółkrotnie do 40 mmHg, nadal

75% cząsteczek hemoglobiny wiąże tlen. Dopiero przy ekstremalnym wysiłku lub w
stanach chorobowych, przy PaO

około 25 mmHg, odsetek cząsteczek hemoglobiny

wysyconych tlenem (HbO

%) spada do 50%.

Powinowactwo hemoglobiny do tlenu w istotnym stopniu zależy od warunków

środowiskowych i metabolizmu erytrocytu. Do czynników obniżających powinowactwo
hemoglobiny do tlenu należą (ryc. 2):
1. ↑temperatury
2. ↓ pH
3. ↑ prężności CO

4. ↑ stężenia 2,3-difosfoglicerynianu (2,3-DPG).

W tkankach, a zwłaszcza w pracujących mięśniach, temperatura jest wyższa od

temperatury powietrza wypełniającego pęcherzyki płucne bezpośrednio po wdechu.
Warunki tkankowe (względnie wysoka temperatura, wysoka prężność CO

, niskie pH)

sprzyjają oddawaniu tlenu (ryc.2; krzywa prawostronna). Zjawisko polegające na
zmniejszaniu powinowactwa hemoglobiny do tlenu w warunkach obniżonego pH nosi
nazwę efektu Bohra.

Przy hipotetycznie identycznej PaO

w krwi wypływającej z płuc i dopływającej do

tkanki, wysycenie hemoglobiny tlenem w tkance jest niższe, wskutek ułatwionego
oddysocjowywania tlenu. Z kolei upały letnie, które kojarzą się z utrudnionym
oddychaniem i duchotą, nie sprzyjają wykonywaniu wysiłku fizycznego o dużej
intensywności i uzyskaniu dobrego wyniku sportowego w dyscyplinach typu
wytrzymałościowego, opartych o metabolizm tlenowy. Dzieje się tak dlatego, że przy
względnie wysokiej temperaturze powietrza docierającego do pęcherzyków płucnych,
szybkość wysycania hemoglobiny tlenem jest obniżona. Chłodne powietrze otoczenia
ma charakter orzeźwiający, bo w chłodnym środowisku krzywa dysocjacji
hemoglobiny jest przesunięta w lewo – hemoglobina łatwiej wiąże tlen (ryc.2 krzywa
lewostronna). Metabolitem krwinkowych przemian glukozy jest 2,3-difosfoglicerynian
(2,3-DPG; synonim: 2,3-BPG, 2,3-bisfosfoglicerynian).

Stężenie 2,3-DPG w krwinkach istotnie spada przy długotrwałym przechowywaniu

preparatów krwi ex vivo, co utrudnia oddawanie tlenu. Dlatego po przetoczeniu takiej
krwi poprawa samopoczucia występuje nie od razu, a dopiero po kilkunastu godzinach,
po zregenerowaniu krwinkowego 2,3-DPG.

Prawidłowe stężenie hemoglobiny wynosi przeciętnie 160 ± 20 g/l u mężczyzn i 140

± 20 g/l u kobiet. Przy pełnym wysyceniu hemoglobiny tlenem i objętości krwi
krążącej 5 l, całkowita zawartość tlenu we krwi, określana mianem pojemności
tlenowej krwi, wynosi nieco ponad 1 litr. Odpowiada to spoczynkowemu
zapotrzebowaniu organizmu na tlen w ciągu 4–5 min. Za 97% pojemności tlenowej
krwi odpowiada oksyhemoglobina, a tlen rozpuszczony w osoczu odgrywa marginalną
rolę.

Mechanizmy transportu dwutlenku węgla

Odłączenie tlenu od hemoglobiny, prowadzące do powstania deoksyhemoglobiny

(hemoglobina odtlenowana), ułatwia wiązanie dwutlenku węgla przez grupy aminowe
globiny z wytworzeniem karbaminohemoglobiny (Hb-CO

). Zjawisko to określane jest

jako efekt Haldane’a. Około 200-krotnie większe powinowactwo do hemoglobiny
wykazuje bezwonny i toksyczny gaz, tlenek węgla (CO), który po związaniu z globiną
tworzy trwałą karboksyhemoglobinę (Hb-CO). Związanie hemoglobiny z CO utrwala
konformację T globiny, przy której przyłączenie tlenu jest niemożliwe, a hemoglobina
traci zdolność przenoszenia tlenu.

W spoczynku PaCO

wynosi przeciętnie 40 mmHg w krwi tętniczej i 46 mmHg w krwi

żylnej, co odpowiada, odpowiednio 490 i 530 ml CO

rozpuszczonego w litrze krwi.

Kluczową rolę w transporcie CO

odgrywa enzym krwinkowy - anhydraza węglanowa,

która katalizuje odwracalną reakcję powstawania anionu HCO

z dwutlenku węgla i

wody (ryc. 3). W tkankach, w krwi żylnej, anhydraza węglanowa przekształca CO

aniony HCO

, natomiast w płucach, w miarę dyfundowania CO

do powietrza

pęcherzykowego, kierunek przemian jest odwrotny, co pozwala na odtwarzanie i
usuwanie nadmiaru CO

Cl-

Hb CO

+ H

HCO

- H

Cl-

HCO

7 - 10 %

60 - 70%

20 - 30%

w osoczu:

rozpuszczony
i związany
z albuminami

HCO

anhydraza

węglanowa

z tkanek

w osoczu

Rycina 3 Rola erytrocytów w przenoszeniu dwutlenku węgla

Produktami krwinkowej anhydrazy węglanowej są jony wodorowęglanowe (HCO

) i protony (H

). Większość

protonów jest wiązana (buforowana) przez hemoglobinę, natomiast nadmiar jonów HCO

jest, zgodnie z gradientem

stężeń, usuwany z krwinki i dalej przenoszony przez osocze do płuc. Zgodnie z gradientem elektrycznym, w zamian
za aniony HCO

, do krwinki wnikają aniony chlorkowe Cl

(wymiana Hamburgera). Chlorki, które są mniejszymi

jonami od cząsteczek HCO

mają większy potencjał osmotyczny i przyciągają do krwinki wodę. W efekcie

hematokryt krwi żylnej jest zwykle o 1-2% większy od krwi tętniczej.

W osoczu rozpuszczone są aniony wodorowęglanowe (przeciętnie 24 mmol/l), które

są głównym elementem zasobu zasad osocza i z których, w wyniku reakcji z jonami
wodorowymi H

, może powstawać dwutlenek węgla. Nadwyżka CO

powstająca w

tkankach:

1. jest w 60-70% przekształcana w jony HCO

2. w 20-30% wiąże się z hemoglobiną (karbaminohemoglobina),

3. w 5-10% dociera do płuc w osoczu (ryc.3): w postaci rozpuszczonej (1/3) i
nietrwale związanej z albuminami (2/3).

Wskaźniki czerwonokrwinkowe

W diagnostyce niedokrwistości określa się wskaźniki czerwonokrwinkowe (Tab. 4, 5).

Do podstawowych wskaźników czerwonokrwinkowych należą: stężenie hemoglobiny
we krwi (Hb), liczba erytrocytów przypadających na jednostkę objętości krwi (Erys;
RBC, red blood count), hematokryt (Htk, Hct ) – czyli stosunek objętości erytrocytów
do objętości pełnej krwi, średnia objętość krwinki (MCV; mean corpuscular volume),
średnie stężenie hemoglobiny w krwince (MCHC; mean corpuscular hemoglobin
concentration) i średnia masa hemoglobiny w krwince (MCH; mean corpuscular
hemoglobin).

Tab. 4 Podstawowe wskaźniki czerwonokrwinkowe

Stężenie hemoglobiny we krwi (Hb)

Norma:♀ 115 – 160 g/l (11,5 – 16 g%); przeciętnie PL 14 g%
♂ 125 – 180 g/l (12,5 – 18 g%); przeciętnie PL 16g%
Noworodki 142 – 196 g/l (14,2 – 19,6g%)

Hematokryt

(wskaźnik hematokrytowy) - stosunek objętości erytrocytów

do objętości pełnej krwi
Norma: ♀ 37 – 47 % (0,37 – 0,47); przeciętnie PL 38 - 40%
♂ 42 – 52 % (0,40 – 0,52); przeciętnie PL 42 - 44%

Liczba erytrocytów (RBC; Erys)

Norma: ♀ 4 000 000 – 5 400 000 / μl ; przeciętnie PL 4 700 000 / μl
♂ 4 500 000 - 6 000 000 / μl ; przeciętnie PL 5 000 000 / μl

Tab. 5 Wskaźniki czerwonokrwinkowe – pochodne parametrów podstawowych

MCV

(ang. mean corpuscular volume), Średnia objętość krwinki

Norma: 80 – 92 μm

; (> 92 μm

– makrocytoza; < 80 μm

– mikrocytoza)

MCH

(ang. mean cell hemoglobin; mean corpuscular hemoglobin),

Średnia masa hemoglobiny w krwince

Norma: 27 – 33 (35) pg / krwinkę

MCHC

(ang. mean corpuscular hemoglobin concentration)

Średnie stężenie hemoglobiny w krwince

Norma: 31 – 37 g/dl (inaczej: g%; g/100ml)

>37 g/dl – hiperchromia (nadbarwliwość) < 31 g/dl – hipochromia (niedobarwliwość)

Wskaźnik barwny (INDEX)

Termin coraz bardziej historyczny. Określa „wybarwienie” krwinek hemoglobiną. Obliczany
tradycyjnie odnosi się do wartości normatywnych dla danej populacji

gdzie %Hb i % Erys - określają odpowiednio jaki procent standardowej normy stanowi oznaczona wartość

hematokrytu i liczby krwinek czerwonych.

Norma: 0,85 -1,15.
< 0,85 = hipochromia (niedobarwliwość); 1,15 – hiperchromia, (nadbarwliwość)

Niekiedy Index jest obliczany z ilorazu stężenia Hb i liczby erytrocytów wyrażonych w g/l i mln/mm

MCD (ang. mean cell diameter); Średnia średnica erytrocytu
Przeciętnie od 7,2 do 7,8 μm (> 8 μm – makrocytoza; < 7,2 μm – mikrocytoza)

RDW (ang. red cell distribution width) – wskaźnik anizocytozy; wskaźnik rozkładu objętości
erytrocytów – jest odchyleniem standardowym objętości populacji krwinek czerwonych,
wyrażonym jako odsetek MCV

Norma: 11,5 -14,5% > 14,5% anizocytoza

Krwinki o prawidłowej objętości określa się jako normocyty, o zmniejszonej –

mikrocyty, o zwiększonej – makrocyty. Niskie MCHC lub MCH określa się jako
hipochromia lub niedobarwliwość, zaś wysokie – hiperchromia lub nadbarwliwość.
Przykładowo, przy niedokrwistości spowodowanej niedoborem żelaza dominują
hipochromiczne mikrocyty, zaś przy niedoborze kwasu foliowego lub witaminy B

przeważają makrocyty.

]

[mln/mm

Erys

[%]

Htk

MCV

∗

]

[mln/mm

Erys

[g/L]

MCH

[%]

Htk

[g/L]

MCHC

∗

Erys

INDEX

Zautomatyzowane analizatory krwi obliczają wskaźniki różnorodności populacji

krwinek. Najczęściej stosowanym wskaźnikiem jest RDW, który jest odchyleniem
standardowym objętości badanej puli krwinek czerwonych. Wysokie RDW występuje
często w niedokrwistościach niedoborowych spowodowanych niedoborem żelaza,
witaminy B

lub kwasu foliowego. RDW zwykle wzrasta w początkowym okresie

skutecznego leczenia tych niedokrwistości, gdyż w miarę uzupełniania brakującego
czynnika, do populacji erytrocytów o nieprawidłowej objętości dołączają się
nowowytworzone prawidłowe krwinki. Odpowiednikiem graficznym RDW jest krzywa
Price-Jonesa, która określa rozkład średnicy erytrocytów (Ryc. 4).

średnica [ m]

4 5 6

7 8 9 10 11

średnica [ m]

4 5 6

8 9 10 11

a) standardowa krzywa

Price-Jonesa

mikrocytoza

makrocytoza

regeneracja

b) przykładowe krzywe

w niedokrwistościach

niedoborowych

c) dwuszczytowa krzywa

Price-Jonesa w trakcie

podczas leczenia (Fe 2+)

Ryc. 4 Ukształtowanie krzywych Price-Jonesa w warunkach prawidłowych (a)
i w niedokrwistościach niedoborowych (b,c).

a) Standardowa krzywa Price-Jonesa, przy średniej średnicy krwinki (MCD) – 7,5

μm, ma kształt zbliżony do krzywej

rozkładu normalnego, z nieznacznym przesunięciem w lewo (nieco większy odsetek ekrwinek bardzo małych w
stosunku do bardzo dużych.

b) Przy niedoborze żelaza występuje często niedokrwistość mikrocytarna. Szczyt krzywej Price-Jonesa jest obniżony

i przesunięty w lewo, przy rozsuniętych ramionach krzywej, co koresponduje z wysokimi wartościami RDW,
charakterystycznymi dla anizocytozy. Przy niedoborze witaminy B12 lub kwasu foliowego krzywa jest przesunięta
w prawo (makrocytoza). Obniżony szczyt krzywej z rozsuniętymi ramionami odpowiada anizocytozie.

c) modelowa krzywa Price-Jonesa podczas skutecznego leczenia niedokrwistości z niedoboru żelaza. Nierzadko

obserwowane dwa szczyty krzywej odpowiadają dwóm pulom krwinek: „starej” sprzed leczenia, kiedy dominowały
krwinki małe (mikrocyty) i nowej - uwolnionej do krwiobiegu po uzupełnieniu żelaza, w których średnica jest
prawidłowa

Erytrocyty odgrywają istotną rolę w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej

ustroju. Podstawowym buforem osocza, zależnym od anhydrazy węglanowej
erytrocytów, jest układ HCO

/CO

, który odpowiada za ponad 50% pojemności

buforowej krwi, natomiast krwinkowy układ deoksy-/oksy- hemoglobina stanowi o
pozostałych 35-45% tej pojemności.

Krwinki białe

Leukocyty, których liczba we krwi wynosi przeciętnie od 4000 do 11000/μl

(Tab. 1 ),

dzielą się na krwinki posiadające wyraźne ziarnistości w cytoplazmie – granulocyty i
agranulocyty, które ich nie posiadają. Wśród agranulocytów wyróżnia się limfocyty i
monocyty. Limfocyty przeważają wśród krwinek białych krwi do 4 roku życia, później
przewagę liczebną uzyskują granulocyty. Do granulocytów należą: neutrofile
(granulocyty obojętnochłonne), które dominują po 4 roku życia, eozynofile
(granulocyty kwasochłonne) i bazofile (granulocyty zasadochłonne), które stanowią
najmniejszą pulę leukocytów. W przeciwieństwie do erytrocytów, leukocyty posiadają
jądro komórkowe i charakteryzują się znaczną aktywnością metaboliczną.
Najważniejszą funkcją krwinek białych jest niszczenie patogenów, które wniknęły do
ustroju.

Krwinki białe wykazują kilka cech wspólnych:

1. są przyciągane do miejsca infiltracji patogenów lub uszkodzenia tkanek przez

specyficzne bodźce chemiczne; cecha ta jest określana mianem chemotaksji

2. w odróżnieniu od erytrocytów, pobudzone leukocyty przenikają z naczyń

krwionośnych do tkanek docelowych (migracja leukocytów), przeciskając się przez
pory w ścianie naczyń włosowatych (diapedeza)

3. wykazują zdolność ruchów ślizgowych, co jest szczególnie widoczne u monocytów

i neutrofili; właściwość ta umożliwia przenikanie krwinek pomiędzy komórkami
śródbłonka naczyniowego

4. neutrofile, monocyty i eozynofile wykazują zdolność fagocytozy, czyli pochłaniania

patogenów, pozostałości po obumarłych komórkach lub po procesie zapalnym.
Neutrofile i eozynofile są określane jako mikrofagi, zaś do makrofagów zalicza się
monocyty krążące we krwi i powstałe z nich komórki, które osiadły w tkankach.

Granulocyty obojętnochłonne (neutrofile, neutrocyty) są okrągłymi krwinkami,
większymi od erytrocytów, o średnicy od 10 do 14 μm. Pobudzone potrafią zmieniać
kształt i formować wypustki (filopodia). Młode neutrofile posiadają zwarte owalne
jądro (granulocyty pałeczkowate, stanowiące do 5% leukocytów), które z wiekiem
dzieli się na luźno połączone segmenty, zwykle od 2 do 6 (granulocyty segmentowane).
W warunkach standardowych, we krwi obwodowej najwięcej jest granulocytów o 3
segmentach jądra (30-40%).

Wzrost odsetka granulocytów z jednym lub dwoma segmentami jądra określa się
jako „przesunięcie w lewo” i jest w przypadku infekcji objawem rokowniczo
korzystnym, gdyż młode granulocyty wykazują większą zdolność zwalczania
patogenów. Po wytworzeniu w szpiku kostnym, w ilości ok. 100 milionów na dobę,
przedostają się do krwi, skąd przenikają do tkanek. Neutrofile wykazują zdolność
szybkiego gromadzenia się w miejscu uszkodzenia tkanek. Ich czas życia w krwiobiegu
jest bardzo krótki. Połowa krwinek ginie po 6 godz. Przeciętnie około 50% neutrofili
znajdujących się w naczyniach krwionośnych przepływa z krwią (pula krążąca).

Pozostałe krwinki przylegają do ścian naczyń lub są uwięzione w naczyniach
włosowatych o znikomym przepływie krwi (pula marginalna; przyścienna).
Przyspieszenie strumienia krwi, np. przy intensywnym wysiłku lub w układzie
trawiennym po spożyciu posiłku, uruchamia pulę marginalną, przez co liczba neutrofili
może przejściowo wzrosnąć z poziomu 4 000 – 11 000/μl nawet do 30 000/μl.

Fagocytujące neutrofile potrafią pochłonąć nawet do kilkunastu bakterii w ciągu

kilku minut, czemu towarzyszy dramatyczne przyspieszenie przemian tlenowych.
Oglądając preparaty mikroskopowe można ocenić zdolności fagocytarne neutrofili.
Średnia liczba bakterii znajdująca się wewnątrz neutrofila, czyli średnia liczba
bakterii przypadajaca na jeden fagocyt nosi nazwę indeksu fagocytarnego. Wysoka
wartość indeksu fagocytarnego świadczy o wysokiej aktywności bakteriobójczej
fagocytów. W wyniku tzw. wybuchu tlenowego, powstają reaktywne postaci tlenu o
silnych właściwościach utleniających: anionorodnik ponadtlenkowy (O

·-

), nadtlenek

wodoru (H

) i kwas podchlorawy (HOCl), które współdziałają w unicestwieniu

sfagocytowanych komórek.

Granulocyty kwasochłonne (eozynofile, eozynocyty) mają średnicę 10-15 μm i
dwupłatowe jądro. Ich nazwa pochodzi od ziarnistości występujących w cytoplazmie,
które wybarwiają się barwnikami o odczynie kwaśnym. Eozynofile zwalczają pasożyty
i uczestniczą w reakcjach alergicznych, a ich liczba wzrasta przy infekcjach
pasożytniczych i niekiedy w alergiach.

Granulocyty zasadochłonne (bazofile) mają średnicę 7-10 μm i stanowią przeciętnie
mniej niż 1% populacji leukocytów krwi krążącej. Nazwa wywodzi się od gęsto
rozmieszczonych ziarnistości występujących w cytoplazmie, które wybarwiają się
barwnikami o odczynie alkalicznym. Bazofile krążą we krwi kilka godzin, po czym
przenikają do tkanek. Nie wykazują zdolności do fagocytozy. Przy pobudzeniu
uwalniają ze swoich ziarnistości różnorodne czynniki, w tym: heparynę, o działaniu
przeciwkrzepliwym, histaminę i serotoninę, cytokiny. Uczestniczą w reakcjach
alergicznych, dzięki zdolności wiązania na swojej powierzchni immunoglobulin klasy E.
Profil działania eozynofilów jest zbliżony do komórek tucznych, które rozmieszczone
są w tkankach.

Monocyty są największymi leukocytami krwi obwodowej. Mają najczęściej kształt
owalny o przeciętnej średnicy 14-18 μm i duże jądro o nerkowatym kształcie.
Monocyty są odpowiedzialne za usuwanie zdegenerowanych komórek,
zdenaturowanych białek, kompleksów antygen-przeciwciało, niektórych bakterii, a
także uczestniczą w tzw. prezentacji antygenów, czyli w przetwarzaniu antygenów do
postaci rozpoznawalnych przez limfocyty. Monocyty migrują ruchem ślizgowym z krwi
do tkanek, gdzie przekształcają się w makrofagi tkankowe lub komórki dendrytyczne.

Limfocyty stanowią niejednorodną subpopulację krwinek białych. Większość, 80-90%,
stanowią limfocyty małe, o średnicy 7-11 μm, na które składają się dwa czynnościowo
odrębne typy komórek, morfologicznie nierozróżnialne w mikroskopie świetlnym:
limfocyty B i limfocyty T, z których każdy posiada zdolność swoistego rozpoznawania

antygenów. Wśród limfocytów dużych, o średnicy 11-15 μm dominują limfocyty NK.
W przeciwieństwie do innych krwinek białych, limfocyty przemieszczają się nie tylko z
krwiobiegu do tkanek, ale również w kierunku przeciwnym. Liczba limfocytów
krążących we krwi jest znacznie mniejsza od puli tkankowej. Część limfocytów B i T
pełni funkcję nośników pamięci immunologicznej.

Limfocyty B – są odpowiedzialne za odporność swoistą typu humoralnego, której

istotą jest wytwarzanie przeciwciał. Po uwolnieniu do krwi, limfy lub płynu
tkankowego, przeciwciała wiążą się swoiście z określonymi antygenami, co prowadzi
do eliminacji antygenów lub zniszczenia komórek zawierających te antygeny.

Po opuszczeniu szpiku przez niedojrzałe limfocyty B, ich dalsze różnicowanie

przebiega w obwodowych tkankach limfatycznych: węzłach chłonnych, śledzionie,
migdałkach podniebiennych, grudkach chłonnych przewodu pokarmowego.

Limfocyty T – są odpowiedzialne za odporność swoistą typu komórkowego. Ich

populacja jest czynnościowo heterogenna.

• Limfocyty cytotoksyczne (Tc) niszczą komórki obce,
• Limfocyty pomocnicze (Th) - wspomagają odpowiedź odpornościową -

stymulują limfocyty B do namnażania,

• Limfocyty regulatorowe (Treg; zwane też limfocytami supresorowymi Ts)

hamują odpowiedź odpornościową. Limfocyty regulatorowe są odpowiedzialne
za zjawisko tolerancji immunologicznej, polegającej na zahamowaniu
odpowiedzi odpornościowej w stosunku do niektórych obcych antygenów.

Limfocyty T powstają w szpiku kostnym, różnicują się i wstępnie dojrzewają w grasicy,
po czym kolonizują wydzielone obszary węzłów chłonnych, gdzie ostatecznie
dojrzewają i namnażają się.

Limfocyty NK (natural killer) nie wykazują swoistości działania, dlatego zaliczane

są do czynników odporności nieswoistej. Ich podstawowe znaczenie polega na
eliminacji komórek nowotworowych i komórek zainfekowanych przez wirusy.

Mechanizmy odpornościowe

Odporność jest to zdolności do rozpoznawania, unieczynniania i eliminacji obcych

cząstek, które mogą być zagrożeniem dla organizmu. Mechanizmy odpornościowe nie
tylko zabezpieczają przed inwazją patogenów, ale także eliminują zniekształcone
cząstki własne o cechach odbiegających od zaprogramowanych standardów. W
zależności od kryteriów można wyróżnić różne rodzaje odporności (Tab. 6).

Tab. 6 Rodzaje odporności

Kryterium Rodzaje

odporności

nieswoista swoista

Ukierunkowanie

niespecyficzna specyficzna

Geneza

powstawania

wrodzona nabyta

Sposób

powstawania

bierna czynna

Sposób

działania

humoralna komórkowa

Mechanizmy odpornościowe mogą być wybiórczo ukierunkowane na określony

czynnik (antygen) i jest to odporność swoista, mogą też nie wykazywać
ukierunkowania i taką odporność określa się mianem nieswoistej.

Mechanizmy odporności nieswoistej są wrodzone i ich występowanie nie zależy od

pobudzenia z zewnątrz, natomiast większość mechanizmów odporności swoistej ma
charakter nabyty – jest indukowana przez kontakt z konkretnym antygenem. Do
mechanizmów swoistej odporności wrodzonej należy układ grupowy krwi ABO, którego
elementy są uwarunkowane genetycznie i nie zależą od pobudzenia zewnętrznego.

Mechanizmy obrony, zarówno swoistej, jak i nieswoistej, które realizują się przez

czynniki uwolnione do krwiobiegu, limfy lub płynu tkankowego, noszą nazwę
odporności humoralnej. Alternatywnym sposobem działania jest bezpośredni
destrukcyjny wpływ na komórki, co określa się jako odporność komórkową.

Jeżeli organizm sam wytwarza czynniki humoralne lub komórkowe niszczące

patogeny, to odporność ma charakter czynny (odporność czynna). Natomiast
odporność uzyskana w wyniku podania gotowych przeciwciał lub komórek

odpornościowych nosi nazwę odporności biernej. Procesy odpornościowe
zainicjowane przez naturalne czynniki środowiskowe lub endogenne należą do
odporności naturalnej, natomiast odporność sztuczna wynika z podawania z
zewnątrz gotowych preparatów (ryc. 5).

Ryc. 5. Rodzaje odporności swoistej

Odporność nieswoista (łac. resistentio)

Nieswoiste mechanizmy odpornościowe stanowią pierwszą, najstarszą

filogenetycznie linię obrony organizmu przed inwazją patogenów. Składają się na nie
bariery o charakterze mechanicznym (np. trudna do przeniknięcia powierzchnia skóry),
chemicznym (np. agresywne środowisko treści żołądkowej), biologicznym (zasiedlenie
skóry i śluzówek przez bakterie saprofityczne, które tworzą nieprzyjazne środowisko
dla egzogennych bakterii chorobotwórczych), także mechanizmy humoralne,
komórkowe i regulacyjne (Tab. 7).

ODPORNOŚĆ SWOISTA

NATURALNA

SZTUCZNA

CZYNNA

BIERNA

NATURALNA SZTUCZNA

Przebyte infekcje

Szczepienia:

Patogeny

(osłabione lub

nieaktywne)

Przeciwciała matki:

Przenikanie przez łożysko,

Karmienie piersią

Podawanie

surowic ze

specyficznymi

przeciwciałami

Tab. 7 Charakterystyka mechanizmów odporności nieswoistej

Charakter
odporności
nieswoistej

Mechanizm odpornościowy Efekt

mechaniczne:

np. powierzchnia skóry

uniemożliwienie wnikania patogenów

chemiczne

- kwaśne pH treści żołądkowej
- kwaśne pH skóry
- lizozym w łzach

niszczenie patogenów

biologiczne

Bakterie saprofityczne:
- skóry,
- układu oddechowego,
- przewodu pokarmowego

konkurencja w stosunku do bakterii
chorobotwórczych

Bariera

czynnościowe

- kichanie
- kaszel
- ruchy nabłonka
migawkowego
dróg oddechowych
- ruchy perystaltyczne jelit

usuwanie patogenów

interferony

zwiększenie odporności komórek na
wirusy

Humoralna

układ dopełniacza i inne białka
osocza (np. tzw. białka ostrej fazy)

- uszkadzanie ścian komórkowych
- przyciąganie fagocytów
- wyzwalanie odczynu zapalnego

komórki fagocytujące:

neutrofile
eozynofile
komórki tuczne (tkanki)
monocyty
komórki dendrytyczne
makrofagi tkankowe

- eliminacja patogenów
- przetwarzanie antygenów
- aktywacja limfocytów

Komórkowa

komórki cytotoksyczne

limfocyty NK

nadzór immunologiczny:

- usuwanie nieprawidłowych
komórek

odczyn zapalny

neutrofile,
makrofagi,
komórki tuczne
cytokiny

- zlokalizowanie i ograniczenie
obszaru zagrożenia
- eliminacja patogenów

Regulacyjna

gorączka

cytokiny

reakcje odruchowe

- zwiększenie aktywności metabolicznej
- eliminacja patogenów

- kaszel, kichanie, wymioty, biegunka

Odporność swoista (łac. immunitas)

Swoista odpowiedź odpornościowa (immunologiczna) wynika ze zdolności

rozróżniania czynników immunogennych – antygenów i zależy od skoordynowanej
odpowiedzi, ukierunkowanej na wyeliminowanie antygenu, w której uczestniczą
limfocyty T i B.

Antygen jest to substancja zdolna do pobudzenia układu odpornościowego i

wywołania odpowiedzi skierowanej swoiście przeciw sobie. Antygen posiada dwie
cechy: immunogenność, czyli zdolność do swoistego pobudzenia układu
odpornościowego oraz antygenowość, czyli zdolność do swoistego łączenia się z
przeciwciałami rozpuszczonymi we krwi i płynach tkankowych lub stanowiącymi
receptory limfocytów.

Antygeny są najczęściej białkami lub polisacharydami.

Lipidy,

kwasy nukleinowe, polipeptydy, a także niektóre związki nieorganiczne mogą
wykazywać immunogenność po związaniu z nośnikiem białkowym lub
polisacharydowym.

Hapteny są substancjami, które wykazują antygenowość, natomiast nie mają

zdolności wywoływania odpowiedzi immunologicznej (nie są immunogenne). Jednakże
po połączeniu z nośnikiem białkowym, hapteny mogą nabyć cech immunogennych,
stając się pełnowartościowym antygenem. W wyniku reakcji haptenów z białkami
ustrojowymi nierzadko dochodzi do wyzwalania odpowiedzi immunologicznej o typie
nadwrażliwości (alergia), o różnorodnym przebiegu klinicznym. Reakcje
immunologiczne indukowane przez hapteny nie zawsze można przewidzieć, gdyż
każdy organizm posiada swoisty zestaw białek, które po połączeniu z haptenem mogą
utworzyć unikalną cząsteczkę o właściwościach immunogennych.

Przeciwciała, zwane też immunoglobulinami (w skrócie: Ig), są wytwarzane przez

zaktywowane limfocyty B. Występują w stanie niezwiązanym w osoczu i płynach
tkankowych, gdzie wiążą antygeny, przyczyniając się do ich eliminacji, a także na
powierzchni limfocytów, gdzie pełnią funkcję receptorów rozpoznających konkretne
antygeny. Podstawową strukturę immunoglobulin tworzą dwie pary łańcuchów
białkowych: jedna para łańcuchów ciężkich i jedna lekkich.

Wyróżnia się pięć klas immunoglobulin (Tab. 8): IgM, IgG, IgA, IgE oraz IgD.

Poszczególne klasy immunoglobulin różnią się od siebie budową: IgG, IgE i IgD
występują w ustroju w postaci pojedynczych cząstek – monomerów, IgA – tworzą
układy złożone z dwóch cząstek – dimery, zaś IgM występują w postaci kompleksów
pięciu cząsteczek (pentamery), przez co mają największe rozmiary i praktycznie nie
przenikają przez łożysko podczas ciąży. Immunuglobuliny IgG i IgM występują w
osoczu w postaci wolnej, podczas gdy większość cząsteczek pozostałych klas
immunuglobulin jest zaabsorbowana na powierzchni komórek, wpływając na ich
funkcję.

W osoczu znajdują się tysiące przeciwciał o zbliżonej budowie strukturalnej,

odpowiadającej danej klasie immunoglobulin, które różnią się od siebie zdolnością
specyficznego reagowania z konkretnymi antygenami. Przeciwciała osocza różnią się

od siebie stężeniem oraz aktywnością, której przejawem jest dynamika reakcji
z antygenem i nasilenie wywoływanej odpowiedzi immunologicznej.

Miano przeciwciał, które oznacza najmniejsze rozcieńczenie surowicy zawierającej
przeciwciała, przy którym występuje wykrywalna w warunkach laboratoryjnych
reakcja danych przeciwciał ze swoistym antygenem, jest powszechnie stosowanym
wskaźnikiem, który stanowi wypadkową stężenia i aktywności testowanych
przeciwciał.

Tab. 8 Klasy przeciwciał i ich właściwości

Klasa Budowa

Właściwości

IgM

pentamer

− są uwalniane w pierwszej kolejności po kontakcie z antygenem;

− są kompleksem 5 pojedynczych cząstek, co ułatwia wiązanie

antygenów w kompleksy antygen-przeciwciało;

− występują jako przeciwciała naturalne układu grupowego krwi AB0

− wykazują wysoką aktywność w niskim zakresie temperatur

(4 -20°C), choć większość wykazuje także aktywność w
temperaturze ciała (37 – 40°C)

IgG

monomer

− stanowią większość przeciwciał występujących w krwiobiegu

− jako

jedyne

przeciwciała mogą przenikać przez łożysko do płodu

− tworzą przeciwciała anty-Rh, odpowiedzialne za najczęstszą postać

konfliktu serologicznego u noworodków

− zwykle

wykazują największą aktywność w temperaturze ciała

(37 – 40°C)

IgA

dimer

− odgrywają istotną rolę w zwalczaniu bakterii w błonach śluzowych

dróg oddechowych i przewodu pokarmowego

− po zaabsorbowaniu z krwi są związane przez komórki sekrecyjne

nabłonka

− są uwalniane do śluzu; występują w wydzielinach śluzowych

(w ślinie, wydzielinie śluzowej dróg oddechowych, łzach, nasieniu)

− wiążą antygeny jeszcze przed ich zetknięciem z komórkami

IgE

monomer

− uczestniczą w reakcjach alergicznych i w zwalczaniu pasożytów

− są przytwierdzone do powierzchni granulocytów zasadochłonnych i

komórek tucznych, po związaniu z antygenem pobudzają te komórki
do wydzielania: histaminy, heparyny, serotoniny i cytokin o profilu
prozapalnym

IgD

monomer

− występują na powierzchni limfocytów B i uczestniczą w ich aktywacji

Funkcje limfocytów T i B uzupełniają się. Limfocyty Th ułatwiają aktywację

limfocytów B. Limfocyt T nie są pobudzane przez antygeny rozpuszczone w osoczu
i płynach tkankowych, natomiast rozpoznają antygeny komórkowe. Z kolei, krążące
we krwi przeciwciała, wytworzone przez limfocyty B, nie przylegają do błon

komórkowych i nie przenikają przez błony, co ogranicza spektrum ich działania do
wiązania antygenów swobodnie dostępnych w płynie pozakomórkowym.

Odporność swoistą charakteryzują 4 cechy:

1. wszechstronność, która przejawia się zdolnością do reagowania na najbardziej

różnorodne antygeny. Pojedynczy osobnik napotyka na znacznie mniejszą liczbę
antygenów, niż cała populacja, a jednak każdy osobnik jest w stanie wytworzyć w
razie potrzeby odpowiednie przeciwciała.

2. specyficzność, czyli zdolność wytworzenia odpowiedzi selektywnie ukierunkowanej

przeciw konkretnemu antygenowi.

3. pamięć immunologiczna, która umożliwia przyspieszenie i nasilenie odpowiedzi

antygen, przy powtórnej ekspozycji. Istotą pamięci immunologicznej jest
namnożenie subpopulacji limfocytów, które nie są aktywowane przy pierwotnym
kontakcie z antygenem, ale ulegają natychmiastowemu pobudzeniu i rozmnożeniu
przy ekspozycji wtórnej. Komórki pamięci charakteryzuje względna
długowieczność – potrafią przetrwać przez wiele miesięcy, a nawet lat.

4. tolerancja, w wyniku której antygeny własne nie pobudzają odpowiedzi

immunologicznej. Za tolerancję odpowiada selekcja limfocytów B w szpiku
kostnym i limfocytów T w grasicy. Podczas różnicowania, komórki o
właściwościach potencjalnie autodestrukcyjnych są niszczone.

Dynamika i czas trwania odpowiedzi immunologicznej zależy od tego, czy układ

odpornościowy napotkał antygen po raz pierwszy, czy też doszło do kolejnej
ekspozycji (ryc. 6). Odpowiedź pierwotna, charakteryzuje się stosunkowo powolnym
rozwojem. Impet i nasilenie odpowiedzi wtórnej są znacznie, zwykle wielokrotnie,
większe. Odpowiedź wtórna zanika znacznie wolniej, czego wyznacznikiem jest
długotrwałe utrzymywanie się we krwi wysokiego miana swoistych przeciwciał.

IgM

IgG

Odpowiedź wtórna

IgG

IgM

Czas [tyg.]

Odpowiedź pierwotna

Czas [tyg.]

Ryc. 6 Dynamika i natężenie odpowiedzi immunologicznej pierwotnej i wtórnej.

Miano przeciwciał jest to największe rozcieńczenie surowicy, w którym można zaobserwować reakcję
immunologiczną. Miano przeciwciał jest wypadkową ilości przeciwciał (stężenia w surowicy) i ich
aktywności – zdolności reagowania ze swoistymi antygenami.

Na powierzchni błon komórkowych występuje od 50 do 200 cząsteczek białkowych,

zwanych antygenami zgodności tkankowej (HLA; human leukocyte antigen), które
posiadają genetycznie zdeterminowaną strukturę, charakterystyczną dla każdego
osobnika. Cząsteczki te, które początkowo wykryto na powierzchni leukocytów, a
później na powierzchni większości komórek somatycznych, określają odrębność
osobniczą tkanek. Niezgodność w zakresie tych antygenów pomiędzy poszczególnymi
osobnikami stwarza zasadnicze problemy przy transplantacji narządów.

Układy grupowe krwi

Na powierzchni krwinek czerwonych rozlokowane są antygeny zdolne do wywołania

specyficznej odpowiedzi immunologicznej prowadzącej do zniszczenia krwinek.
Antygeny krwinkowe tworzą kombinacje genetycznie zakodowanych układów
grupowych, z których najważniejsze znaczenie praktyczne mają: układ grupowy AB0 i
układ Rh. Przy transfuzjach krwi niepożądane odczyny były także udziałem układów:
MN, Kell, Duffy, Lewis i ponad dwudziestu innych sporadycznie występujących
antygenów. Układy grupowe antygenów charakteryzuje wewnątrzgrupowy polimorfizm.

Układ grupowy ABO

Antygeny układu ABO są glikoproteidami, których determinanty antygenowe różnią się
obecnością i układem przyłączonych cząsteczek: fukozy, galaktozy i

N-acetylogalaktozaminy. Istnieją 4 podstawowe warianty grupowe układu AB0 (Tab.9).
Antygenem prekursorowym układu ABO jest antygen H, który występuje w grupie krwi
0, zaś u osób grupy krwi A, B i AB uległ glikozylacji do antygenów A lub B.

Tab. 9 Antygeny i przeciwciała układu grupowego AB0

Grupa

krwi

Antygeny

krwinkowe

(

Aglutynogeny

)

Przeciwciała w

osoczu

(

Aglutyniny

)

A anty-B

B anty-A

A i B

brak

anty-A i anty-B

Osoba o grupie krwi A posiada na powierzchni krwinek antygen A, o grupie B –

antygen B, grupy AB – oba antygeny: A i B, a osoba grupy krwi 0 nie posiada

antygenów A lub B. Z układem antygenów sprzężone są przeciwciała, które są
rozpuszczone w osoczu. Zasada jest prosta: w osoczu występują przeciwciała swoiste
dla antygenu, którego osobnik nie posiada. I tak, w osoczu osoby grupy krwi A
występują przeciwciała anty-B, grupy B – przeciwciała anty-A, grupy 0 – oba rodzaje
przeciwciał: anty-A i anty-B, zaś osoba grupy AB nie posiada przeciwciał układu AB0.
Antygeny układu ABO noszą nazwę aglutynogenów, zaś przeciwciała aglutynin, gdyż
po związaniu antygenu A lub B z odpowiednim przeciwciałem dochodzi do zlepiania
(aglutynacji) krwinek, co zapoczątkowuje ich zniszczenie. Reakcje aglutynacji
zachodzące w krwiobiegu mają często bardzo gwałtowny i fatalny przebieg, ponieważ
agregaty krwinek tworzące się w małych naczyniach krwionośnych, skutecznie je
zatykają, uniemożliwiając dopływ krwi do obszarów o kluczowym znaczeniu dla
podtrzymania życia.

Aglutyniny układu AB0 należą do przeciwciał naturalnych, gdyż ich wytwarzanie

jest zakodowane genetycznie i nie zależy od wcześniejszego kontaktu z antygenem.
Większość przeciwciał naturalnych należy do klasy IgM, które w warunkach
fizjologicznych nie przenikają przez łożysko podczas ciąży i dlatego pomimo
statystycznie dużego prawdopodobieństwa występowania niezgodności serologicznej
w układzie AB0 między matką i płodem, niezwykle rzadko dochodzi do wytworzenia
odpowiedzi immunologicznej, czyli do powstania konfliktu serologicznego.

Antygeny A wykazują heterogenność związaną z odmiennym składem glikolipidów,

których szczegółowa budowa jest nadal przedmiotem badań (L. Svensson i wsp.: Vox
Sanguis; 2009, 64, nr 1, 56-61). Fenotypy A

i A

występują najczęściej (odpowiednio

w 80 i 20% populacji). Antygeny: A

, A

wykazują mniejszą immunogenność

(zdolność wytwarzania przeciwciał anty-B) od antygenu A

i nie wykazują swoistej

immunogenności w jego obecności. Osoby o grupach A

, A

mogą wytwarzać

przeciwciała odpornościowe skierowane przeciw antygenowi A

ale zjawisko to ma

charakter sporadyczny. U nielicznych osób o fenotypie A

, które wielokrotnie

otrzymywały krew, stwierdzono występowanie niezbyt wysokiego miana przeciwciał
anty-A

. Antygen B również wykazuje heterogenność, ale nie ma ona znaczenia

praktycznego.

Układ grupowy Rh

W układzie grupowym Rh, którego nazwa wywodzi się od małpy Rhesus, występują

trzy antygeny grupowe C, D i E, przy czym w obecności antygenu D ekspresja
pozostałych antygenów jest wytłumiona. Antygeny Rh są polipeptydami, których
biosynteza jest zależna od dwóch sprzężonych genów leżących na krótszym ramieniu
chromosomu 1. Jeden z tych genów koduje antygen D, a drugi antygeny C, c, E, i e. W
Polsce około 83% populacji należy do grupy Rh(+) (Rh plus), gdyż posiada na
powierzchni krwinek antygen D.

Przynależność do grupy Rh(+) oznacza w praktyce niezdolność do wytwarzania

przeciwciał skierowanych przeciw antygenom układu Rh. Zdecydowana większość osób

Rh(-), która nie zetknęła się w antygenem D nie posiada przeciwciał naturalnych
anty-D. Natomiast w wyniku kontaktu z antygenem D (np. po przetoczeniu krwi
zawierającej ten antygen lub podczas ciąży, gdy płód ma antygen D, a matka go nie
posiada) zazwyczaj dochodzi do wytworzenia przeciwciał odpornościowych klasy IgG.

W surowicy osób Rh(+), które wielokrotnie otrzymywały krew, jedynie sporadycznie

stwierdzano marginalne miano przeciwciał anty-C lub anty-E. Wiązało się to z brakiem
antygenów C lub E i było zapewne skutkiem wielokrotnej ekspozycji na te antygeny,
przy nieprecyzyjnie określonych antygenach układu Rh krwi dawcy. Natomiast, u osób
nie posiadających antygenu D i jednego lub obydwu z pozostałych antygenów układu
Rh (C lub/i E), odpowiedź immunologiczna na podanie krwi zawierającej antygeny C
lub E, której skutkiem jest wytworzenie istotnego miana przeciwciał, występuje dość
często. Zatem samo wykluczenie obecności antygenu D u dawcy krwi nie zabezpiecza
biorcy przed ryzykiem niepożądanej reakcji odpornościowej. Dlatego, u osoby która
nie posiada antygenu D, ale posiada antygen C lub E, przyjęto następujące określenie
przynależności grupowej w układzie Rh: „jako biorca Rh(-), jako dawca Rh(+)”. Osoby,
które nie posiadają zarówno antygenu D, jak i antygenów C i E są określane jako
posiadający grupę krwi Rh(-) (Rh minus).

Niezgodność i konflikt serologiczny

Niezgodność serologiczna, czyli występowanie odmiennych antygenów

krwinkowych u różnych osób jest zjawiskiem powszechnym, związanym z
występowaniem licznych układów antygenów w krwinkach i licznych wariantów
antygenowych. Układy grupowe krwi są w miarę możliwości diagnostycznych
szczegółowo analizowane przez przetoczeniem krwi.

Idealnym rozwiązaniem w jest podawanie preparatów krwi o składzie antygenowym

dokładnie odpowiadającym biorcy, ale sprawdzenie wszystkich kombinacji układów
grupowych jest w praktyce niemożliwe. Dlatego przetaczanie preparatów krwi jest
zawsze związane z ryzykiem wystąpienia niebezpiecznych powikłań, nawet przy
pełnej staranności poprzedzających badań analitycznych. Stąd konieczność
skrupulatnego przestrzegania procedur: począwszy od prawidłowego zidentyfikowania
testowanych układów grupowych krwi biorcy i dawcy, dokładnego sprawdzania danych
ewidencyjnych próbek krwi, wykonania prób krzyżowych potwierdzających
w warunkach in vitro brak niezgodności serologicznej między krwią biorcy i dawcy,
właściwego przechowywania i przygotowania (temperatura) preparatu krwi przed jego
podaniem pacjentowi. Istotną procedurą redukującą rozmiar powikłań jest wykonanie
próby biologicznej w pierwszych minutach podawania preparatu krwi, czyli jego
początkowe podawanie z najmniejszą szybkością i obserwowanie ewentualnych
niekorzystnych następstw.

Niezgodność serologiczna pomiędzy matką i płodem w zakresie układu AB0 jest

powszechna, natomiast zależna od tej niezgodności istotna odpowiedź
immunologiczna (konflikt serologiczny), z wytworzeniem przeciwciał skierowanych
przeciw antygenom (krwinkom) płodu występuje ponad 300-krotnie rzadziej niż

w zakresie układu Rh i ma zwykle łagodniejszy przebieg. Podstawową, choć nie jedyną,
przyczyną braku odpowiedzi odpornościowej jest znaczny rozmiar immunoglobulin
anty-A i anty-B, praktycznie uniemożliwiający ich przenikanie przez łożysko. Konflikt
serologiczny w zakresie układu AB0 występuje częściej u matek grupy 0, gdyż, po
kontakcie z obcym dla siebie antygenem A lub B, około 50% kobiet tej grupy wytwarza
znaczące miano przeciwciał anty-A lub anty-B, należących do immunoglobulin klasy
IgG o stosunkowo małych rozmiarach i znaczącej zdolności penetracji łożyska.

W przypadku konfliktu serologicznego w układzie Rh rozwijającego się w ciąży,

krwinki Rh(+) płodu po przeniknięciu przez łożysko do krwi matki indukują skierowaną
przeciw sobie odpowiedź immunologiczną, z wytworzeniem przeciwciał anty-D.
Przeciwciała te mogą przechodzić przez łożysko i wiązać się z antygenami na
powierzchni krwinek płodu. W odróżnieniu od aglutynin anty-A lub anty-B,
immunoglobuliny anty-D najczęściej nie wywołują natychmiastowej aglutynacji
krwinek. Jednakże po oblepieniu przeciwciałami anty-D, błona komórkowa krwinek
traci elastyczność i łatwo pęka z uwolnieniem hemoglobiny na zewnątrz.

Objawy konfliktu serologicznego, zależnego od przeciwciał anty-D, ujawniają się

często bezpośrednio po urodzeniu dziecka, kiedy w wyniku wzrostu ciśnienia
tętniczego i przyspieszenia strumienia krwi, krwinki ulegają masowej hemolizie przy
przeciskaniu się przez drobne naczynia narządów miąższowych, głównie śledziony.
Prawdopodobieństwo wystąpienia niezgodności serologicznej, która może skutkować
powstaniem konfliktu serologicznego wynosi około 1:12.

Próba krzyżowa

Charakterystyczną cechą krwinek czerwonych jest osobnicza różnorodność

antygenowa, której przejawem jest występowanie antygenów o charakterze
nieregularnym, z których tylko część zalicza się do antygenów grupowych krwi.
Jeszcze większa różnorodność cechuje przeciwciała osoczowe, zwłaszcza typu
odpornościowego, z których część może reagować nie tylko z antygenem, który
pobudził ich wytwarzanie, ale także, na zasadzie reakcji krzyżowej, opartej o
podobieństwo strukturalne cząstek, z wybranymi antygenami krwinek. Dlatego przy
skojarzeniu krwinek i osocza pochodzącego od dwóch różnych osób, u których nie
ujawniono niezgodności serologicznej w zakresie testowanych antygenów i przeciwciał,
nie można wykluczyć rozwoju odpowiedzi odpornościowej, skutkującej aglutynacją
lub hemolizą krwinek.

W celu ograniczenia prawdopodobieństwa wystąpienia nieoczekiwanej odpowiedzi

odpornościowej u biorcy, który otrzymał preparat krwi (roztwór krwinek, krew pełną,
surowicę), przed podaniem odpowiedniego preparatu bezwzględnie zaleca się
wykonanie próby zgodności serologicznej biorcy i dawcy, powszechnie określanej
mianem próby krzyżowej.

Istotą próby krzyżowej jest wykluczenie aglutynacji krwinek lub hemolizy po
zmieszaniu (Ryc.7):

a) zawiesiny krwinek dawcy z surowicą biorcy;
b) zawiesiny krwinek biorcy z surowicą dawcy.

Surowica (S)

Krwinki (K)

Krew dawcy (D)

Krew biorcy (B)

Surowica (S)

Krwinki (K)

Ryc. 7 Uproszczony schemat próby krzyżowej

Szczegółowe zalecenia dotyczące warunków laboratoryjnych wykonywania próby

krzyżowej zmieniały się wielokrotnie w ostatnich kilkudziesięciu latach. Aktualnie
przyjmuje się, że próba krzyżowa powinna być wykonana dwukrotnie – w odmiennych
warunkach środowiska. W próbie krzyżowej wykonywanej w środowisku solnym,
(elektrolitowym), w temperaturze pokojowej, na płytkę szklaną wprowadza się kilka
kropli testowanej surowicy (Ryc.7; S

lub S

). Następnie dodaje się kilka roztworu

odpowiednich krwinek (dawcy lub biorcy: Ryc. 7 K

, K

), które po przepłukaniu zostały

zawieszone w roztworze 0,9%NaCl. Po wymieszaniu i odczekaniu 30 min, ocenia się
ewentualne wystąpienie aglutynacji lub hemolizy. Izotoniczny roztwór NaCl sprzyja,
na zasadzie oddziaływań elektrostatycznych, odwracalnej rulonizacji krwinek, która
może imitować aglutynację, dlatego zamiast 0,9%NaCl zaleca się stosowanie
roztworów izotonicznych o obniżonej zawartości jonów. Z kolei, w próbie krzyżowej
wykonywanej w środowisku koloidowym, w temperaturze 37ºC, krwinki są zawieszone
we własnej surowicy z dodatkiem surowicy antyglobulinowej Coombsa.

Wynik próby krzyżowej ma charakter jakościowy. Wynik próby może być:

ujemny, czyli krew dawcy nadaje się do przetoczenia biorcy (krew zgodna; nie
stwierdzono aglutynacji lub hemolizy), lub dodatni (krew niezgodna, czyli krwi dawcy

nie można podać biorcy). Jakkolwiek przeciwciała naturalne wykazują optimum
działania w niskiej temperaturze, a przeciwciała odpornościowe w temperaturze 37 –
40 ºC, to dodatni wynik próby krzyżowej nie daje podstaw do wnioskowania o naturze
zaobserwowanej reakcji. Przyczynę nieoczekiwanego wyniku dodatniego można
ustalić dopiero w wyniku ukierunkowanych testów diagnostycznych z użyciem
antygenów wzorcowych lub/i wzorcowych przeciwciał.

Odczyny antyglobulinowe Coombsa

W diagnostyce reakcji immunologicznych z udziałem przeciwciał odpornościowych

klasy IgG, w tym przeciwciał układu Rh, wykorzystuje się odczyny antyglobulinowe,
które po raz pierwszy zostały opisane przez Coombsa. W odróżnieniu od reakcji
zachodzących z udziałem przeciwciał naturalnych klasy IgM, takich jak aglutyniny
anty-A lub anty-B, związanie przeciwciał typu odpornościowego z antygenami
krwinkowymi nie wywołuje widocznej reakcji w warunkach laboratoryjnych in vitro.
Tradycyjnie przeciwciała takie nazywano przeciwciałami niekompletnymi, w
odróżnieniu przeciwciał kompletnych, które po związaniu z antygenami krwinkowymi
wywoływały zlepianie krwinek i tworzenie widocznych zlepów lub grudek
(aglutynacja; Ryc.8).

Ryc. 8 Schemat reakcji odpornościowych z udziałem antygenów krwinkowych
przeciwciał niekompletnych typu odpornościowego (IgG) i kompletnych (IgM).

a) model krwinki z antygenami na jej powierzchni;

b) z antygenami krwinkowymi związały się przeciwciała niekompletne, np anty-D; brak aglutynacji

c) z antygenami krwinkowymi związały się przeciwciała kompletne, np anty-A lub anty-B; aglutynacja

Przy detekcji przeciwciał niekompletnych rozpuszczonych w osoczu lub

opłaszczonych na powierzchni komórek wykorzystywano zjawisko odrębności
gatunkowej białek. Po podaniu zwierzęciu surowicy ludzkiej, w sposób naturalny
zawierającej liczne przeciwciała, układ odpornościowy zwierzęcia rozpozna te

przeciwciała jako obce białka – obce antygeny, co uruchomi wytwarzanie przez
zwierzę przeciwciał. Zwierzęta takie jak: królik lub owca wytwarzają przeciwciała
klasy IgM (kompletne) przeciw licznym białkom surowicy ludzkiej. Po uzyskaniu
surowicy od tych zwierząt, nazwanej surowicą antyglobulinową Coombsa, stosuje się
ją do wykrywania „ukrytych” dotąd – niekompletnych przeciwciał ludzkich. Surowica
Coombsa ma charakter poliwalentny – zawarte w niej przeciwciała mogą reagować z
wieloma białkami ludzkim

W ostatniej dekadzie, zostały wprowadzone do użytku

diagnostycznego wysoce specyficzne przeciwciała monoklonalne anty-D, anty-C i anty-
E, uzyskiwane od odpowiednio modyfikowanych genetycznie myszy.

Jeżeli krwinki ludzkie są opłaszczone przeciwciałami niekompletnymi, np anty-D,

które to przeciwciała nie wywołują aglutynacji, a jedynie mogą usztywnić błonę
komórkową krwinki (Ryc. 9a), to dodanie do roztworu tych krwinek lub do pełnej krwi
surowicy antyglobulinowej, zawierającej przeciwciała kompletne (Ryc. 9b),
spowoduje powstanie kompleksów antygen-przeciwciało, które zlepiają krwinki
(aglutynacja; Ryc 9c). Funkcję antygenu pełnią w tej reakcji przeciwciała anty-D
wcześniej przytwierdzone do krwinkowych antygenów D (Ryc. 8b, Ryc. 9a),
a przeciwciałami tworzącymi kompleks antygen-przeciwciało zdolny do wywołania
aglutynacji są przeciwciała anty-D (kompletne, klasy IgM) zawarte w surowicy
antyglobulinowej.

Ryc.9 Schemat bezpośredniego odczynu antyglobulinowego Coombsa

a) krwinka opłaszczona przeciwciałami niekompletnymi, które związały się z antygenami krwinkowymi; np.
przeciwciała anty-D z antygenami D na jej powierzchni - brak aglutynacji

b) dodanie przeciwciał kompletnych (klasy IgM) dla których przeciwciała uprzednio związane z antygenami
krwinkowymi pełnią funkcję antygenu; przeciwciala takie zawiera surowica antyglobulinowa Coombsa

c) w wyniku reakcji przeciwciał z surowicy antyglobulinowej z przeciwciałami opłaszczonymi na powierzchni krwinek
dochodzi do zlepienia – aglutynacji krwinek

Procedura polegająca na dodaniu surowicy antyglobulinowej do roztworu

zawierającego komórki opłaszczone przeciwciałami niekompletnymi (nie
wykazującymi zdolności do samoistnego zlepiania tych komórek) nosi nazwę odczynu
bezpośredniego Coombsa. Jeżeli komórkami badanymi nie są krwinki, ale np.

drobnoustroje, to ich zlepienie spowoduje zmętnienie roztworu z ewentualnym
wytworzeniem osadu (precypitacja). Odczyn bezpośredni Coombsa wykorzystuje się
przy diagnostyce konfliktu serologicznego po urodzeniu noworodka. Materiałem jest
krew pobrana z pępowiny. W przypadku występowania w krwi pępowinowej krwinek
opłaszczonych przeciwciałami, dodanie surowicy antyglobulinowej spowoduje
aglutynację krwinek.

Przy podejrzeniu konfliktu serologicznego w zakresie układu Rh, rozwijającego się

przed urodzeniem noworodka, wykonuje się odczyn pośredni Coombsa. Materialem
badanym jest surowica uzyskana od matki. Do krwinek wzorcowych Rh(+) (Ryc. 9a)
dodaje się badaną surowicę, co w przypadku konfliktu serologicznego, prowadzi do
wytworzenia kompleksu antygen-przeciwciało na powierzchni krwinek wzorcowych
(Ryc. 8b, Ryc.9a). Następnie dodaje się surowicę antyglobulinową (Ryc. 9b), która w
przypadku konfliktu serologicznego, wywołuje aglutynację. Największe rozcieńczenie
surowicy (miano przeciwciał), w którym aglutynację daje się zaobserwować jest
wyznacznikiem nasilenia odpowiedzi odpornościowej skierowanej przeciw krwinkom
płodu. W diagnostyce laboratoryjnej odczyn pośredni Coombsa wykorzystywany jest
także do wykrywania obecności wybranych antygenów występujących w komórkach, w
stosunku do których posiadamy swoiste przeciwciała wzorcowe o charakterze
przeciwciał niekompletnych. Po dodaniu do zawiesiny testowanych komórek,
przeciwciał wzorcowych (etap pośredni), a następnie surowicy antyglobulinowej,
obserwuje się ewentualne wystąpienie zmętnienia roztworu (precypitacji),
świadczącego o obecności poszukiwanego antygenu.

Dodanie surowicy antyglobulinowej do mieszaniny testowanych mieszanin surowicy

i krwinek (dawcy/biorcy) podczas wykonywania próby krzyżowej, poprzedzającej
podawanie krwi, ułatwia wykrycie nierozpoznanego wcześniej niekorzystnego
skojarzenia antygenów i przeciwciał dawcy i biorcy.

Koncepcja uniwersalnego biorcy i dawcy

Funkcjonuje pojęcie uniwersalny biorca, które oznacza osobę grupy AB, która nie

posiada przeciwciał anty-A i anty-B oraz uniwersalny dawca, czyli osoba o grupie krwi
0, której krwinki nie zawierają antygenów układu ABO. Okazało się jednak, że
przetaczanie krwi niezgodnej serologicznie w ramach zasady uniwersalnego biorcy lub
dawcy wiązało się z wystąpieniem znaczącego odsetka niebezpiecznych powikłań.
Dlatego, według aktualnych zaleceń dawca i biorca krwi powinni mieć identyczną
grupę krwi w układzie ABO i Rh. Wyjątek stanowią okoliczności nadzwyczajne, kiedy
przewiduje się nagłe zapotrzebowanie na znaczna ilość krwi, w czasie krótszym od
możliwości szybkiej diagnostyki. W niektórych krajach Bliskiego Wschodu pojazdy
pierwszej pomocy medycznej zostały wyposażone w preparaty osocza grupy AB
(uniwersalnego) i krwinek grupy 0 (uniwersalnych), co stwarza szansę na
zabezpieczenie możliwie dużej liczby potencjalnych ofiar działań wojennych lub
terrorystycznych. Postęp technik biotechnologicznych, umożliwiający uzyskanie
oczyszczonych przeciwciał monoklonalnych przeciw konkretnemu antygenowi A lub B

oraz coraz tańsze możliwości (komercyjnie opłacalne) dokonywania modyfikacji
biochemicznej ex vivo glikoprotein determinujących antygeny grupowe krwi,
umożliwiają wyprodukowanie krwi uniwersalnej, zawierającej krwinki grupy 0,
zawieszone w środowisku niezawierającym przeciwciał anty-A, anty-B, anty-D, anty-C
i anty-E.

Hemostaza

W krwioobiegu nieustannie zachodzi proces krzepnięcia, który polega na

wytrącaniu nierozpuszczalnych, lepkich nici włóknika (fibryny), w wyniku
ograniczonej proteolizy prekursora rozpuszczonego w osoczu – fibrynogenu. Nici
fibryny, pokrywają od wewnątrz nieszczelności ścian naczyniowych, szczególnie
włośniczek, zapobiegając przed przenikaniem krwi poza naczynie. Równocześnie z
krzepnięciem aktywowana jest fibrynoliza, której istotą jest enzymatyczny rozkład
fibryny i fibrynogenu katalizowany przez plazminę. Plazmina powstaje z nieaktywnego
prekursora – plazminogenu pod wpływem aktywatorów (Ryc.10).

KRZEPNIĘCIE

PŁYNNOŚĆ KRWI

BRAK KRZEPNIĘCIA

OSOCZE

PŁYTKI KRWI

TKANKI

ŚRÓDBŁONEK

FIBRYNOLIZA

ANTYKOAGULANTY

Czynniki krzepnięcia

Fosfolipidy

PAI-1

Prostacyklina

Tlenek azotu (NO)

Plazmina

Aktywatory plazminogenu

- t-PA

- urokinaza

- czynnik XIIa

Heparyna

Antytrombina III

Ryc.10 Uproszczony schemat czynników sprzyjających i przeciwdziałających
krzepnięciu krwi in vivo

Hemostaza jest zespołem procesów fizjologicznych, które zapewniają utrzymanie

krwi krążącej w obrębie łożyska naczyniowego.

Hemostaza miejscowa ogranicza krwawienie po przerwaniu ciągłości ściany

naczyniowej.

Hemostaza ciągła zapewnia płynność krwi krążącej i szczelność łożyska

naczyniowego.

Sprawne funkcjonowanie hemostazy jest wypadkową precyzyjnie skoordynowanego

działania płytek krwi, osocza, śródbłonka naczyniowego, czynników tkankowych i
humoralnych.

Przewaga procesów krzepnięcia prowadzi do powstania zakrzepów (skrzeplin) i

zatrzymania przepływu krwi. Przy względnej przewadze fibrynolizy może rozwijać się
skaza krwotoczna, której przejawem jest zwiększona skłonność do krwawień. W
warunkach fizjologicznych równowagę hemostatyczną zapewnia idealne zestrojenie
wielopoziomowych układów aktywatorów i inhibitorów regulujących hemostazę
(Ryc.10).

Fazy hemostazy miejscowej

Przy uszkodzeniu ściany naczynia dochodzi do aktywacji trzech mechanizmów

hemostatycznych, określanych często mianem faz hemostazy miejscowej (Tab. 10).

Tab. 10 Fazy hemostazy miejscowej

HEMOSTAZA

KOLEJNA

FAZA HEMOSTAZY

KOŃCOWY EFEKT

Naczyniowa Obkurczenie

naczynia

PIERWOTNA

Płytkowa

Wytworzenie czopu płytkowego

WTÓRNA

Osoczowa

Wytworzenie nici fibryny
i ostatecznego skrzepu

Najszybciej dochodzi do obkurczenia uszkodzonego naczynia a nierzadko także do

odruchowego obkurczenia tętniczek i tętnic doprowadzających krew do obszaru
uszkodzenia (hemostaza naczyniowa). W rezultacie dochodzi do ograniczenia
wypływu krwi. Niekiedy mechanizm ten jest niezwykle żywy i doprowadza do
całkowitego zamknięcia tętnicy, najczęściej krótkotrwałego.

Hemostaza płytkowa

Do odpowiedzi naczyniowej dołącza się hemostaza płytkowa, w której przebiegu

można wyróżnić cztery kolejne etapy:

1. adhezję - do miejsca uszkodzenia zaczynają przylegać płytki krwi

2. aktywację, która przebiega z uwolnieniem z płytek licznych czynników
ułatwiających krzepnięcie (reakcja uwalniania), w tym: serotoniny, ADP,
tromboksanu i jonów wapniowych.

3. agregację, w której dochodzi do gromadzenia płytek krwi i ich zlepiania

4. wytworzenie czopu płytkowego

Uwolnienie z tkanek tzw. czynnika tkankowego (TF, czynnik III), a także kontakt

osocza z kolagenem wyeksponowanym przy uszkodzeniu naczynia, pobudzają
kaskadowy cykl reakcji enzymatycznych (hemostaza osoczowa), w wyniku którego,
dochodzi do wytworzenia nici fibryny w obrębie czopu płytkowego i do utworzenia
skrzepu. Płytki krwi wywierają znaczące piętno na każdej z faz hemostazy, a ich
niedobór lub dysfunkcja są często związane z zaburzeniami krzepnięcia.

Podstawowymi efektami pobudzenia płytek są:

1. potęgowanie skurczu naczyniowego – głównym czynnikiem jest serotonina

2. wytworzenie czopu płytkowego

3. ułatwianie krzepnięcia osoczowego – przez:
a) udostępnienie matrycy fosfolipidowej, która przyspiesza aktywację osoczowych
czynników krzepnięcia;
b) uwalnianie niektórych czynników krzepnięcia (I, V, XI)

4. konsolidację skrzepu – uwalniany z płytek czynnik XIIIa powoduje obkurczenie

(retrakcję) skrzepu, w wyniku czego wzrasta wytrzymałość skrzepu.

Płyn wypływający ze skrzepu podczas jego retrakcji to surowica. W odróżnieniu
od osocza surowica nie zawiera fibrynogenu i większości czynników krzepnięcia.

Prawidłowy śródbłonek naczyniowy nie sprzyja adhezji płytek. Przy dysfunkcji

śródbłonka, zachodzącej pod wpływem czynników metabolicznych i środowiskowych
(np. hiperlipidemia, hipercholesterolemia, cukrzyca, palenie tytoniu) płytki krwi
znacznie łatwiej przylegają do ściany naczyniowej, ulegają aktywacji, stymulują
lokalne wykrzepianie i lokalny odczyn zapalny, co toruje drogę do tworzenia blaszek
miażdżycowych.

Hemostaza osoczowa

Przemiana płynnej krwi w postać o konsystencji galaretowatej, wskutek wytrącenia

nici fibryny, tworzących gęsto upakowaną sieć, jest zwieńczeniem hemostazy
osoczowej i warunkuje wytworzenie skrzepu

Krzepnięcie jest procesem złożonym, w

którym uczestniczy 14 czynników krzepnięcia (Tab. 11).

Tab. 11 Nomenklatura czynników krzepnięcia osoczowego

Nazwa

liczebnikowa

Nazwa własna Skróty,

Synonimy

I Fibrynogen

II Protrombina

III Tromboplastyna

tkankowa TF

czynnik tkankowy

IV Jony

Proakceleryna *

czynnik chwiejny*; ac-globulina*

Akceleryna *

aktywny czynnik V

VII

Prokonwertyna *

czynnik stabilny*

VIII

Czynnik antyhemofilowy A

AHG

globulina antyhemofilowa

Czynnik antyhemofilowy B

PTC

tromboplastyczny składnik osocza *

Czynnik Stuarta i Prowera

Czynnik antyhemofilowy C

PTA

czynnik Rosenthala

prekursor tromboplastyny osoczowej*

XII

Czynnik Hagemana

czynnik kontaktu

XIII Czynnik

stabilizujący skrzep

FSF

czynnik stabilizujący fibrynę

czynnik Laki-Loranda

- Prekalikreina

czynnik

Fletchera

- Kininogen

wielkocząsteczkowy

HMWK

Czynnik Fitzgeralda

* nazwy archaiczne, praktycznie nie stosowane

Jakkolwiek każdy z tych czynników ma swoją nazwę lub nazwy własne, powszechnie

przyjęto nazewnictwo oparte o liczebniki alfabetu rzymskiego. Uzupełniająca litera
„a” oznacza czynnik w postaci zaktywowanej. Wyjątkami, które nie mają określeń w
postaci liczebników są: prekalikreina i kininogen wielkocząteczkowy (HMWK). Często
stosowanymi synonimami czynników krzepnięcia są: I – fibrynogen, Ia – włóknik
(fibryna), II – protrombina, IIa – trombina, III – czynnik tkankowy (TF), IV – jony Ca

Czynniki krzepnięcia można podzielić na kategorie (Tab.12): efektor – fibrynogen,

prekursorzy enzymów (zymogeny) i kofaktory.

Tab. 12 Rola czynników krzepnięcia w osoczowych kompleksach enzymatycznych

KOMPLEKS FAZY KONTAKTOWEJ (kompleks cz XIIa)

Proenzymy

XII, XI, prekalikreina

Kofaktory

HMWK (kininogen wielkocząsteczkowy)

KOMPLEKS CZYNNIKA TKANKOWEGO (kompleks TF-VIIa)

Proenzymy VII

Kofaktory

TF (III), PL (fosfolipidy płytkowe), jony Ca

KOMPLEKS TENAZY kompleks czynnika IXa)

Proenzym IX

Kofaktory

VIII, PL (fosfolipidy płytkowe), jony Ca

KOMPLEKS PROTROMBINAZY (kompleks czynnika Xa)

Proenzymy X,

Kofaktory

PL (fosfolipidy płytkowe), jony Ca

Czynniki krzepnięcia fazy efektorowej

Proenzymy

II, I, XIII

Kofaktory

jony Ca

W krążeniu czynniki krzepnięcia występują zasadniczo w postaci nieaktywnej –

proenzymów. Uczynnienie czynników krzepnięcia następuje w kolejnych reakcjach
enzymatycznych, w których wcześniej zaktywowane czynniki ulegają przekształceniu

do postaci aktywnych enzymów proteolitycznych. Kofaktorami są jony Ca

glikoproteidy zakotwiczone w fosfolipidach błon komórkowych płytek krwi (czynnik V
i czynnik VII), a także innych komórek (TF) oraz kininogen wielkocząsteczkowy
(HMWK), który jest białkiem o wybitnych właściwościach adhezyjnych. Według
współczesnych poglądów, zasadniczym mechanizmem krzepnięcia jest sekwencyjne
tworzenie aktywnych kompleksów enzymatycznych (Ryc.11): kompleksu czynnika
tkankowego (kompleks TF-VIIa), tenazy i protrombinazy.

Funkcjonują dwa modele osoczowego krzepnięcia krwi. Według współczesnych

poglądów w przebiegu krzepnięcia można wyróżnić 3 kolejne etapy (Ryc.11)

1. fazę indukcji;

2. fazę wzmocnienia

3. fazę efektorową

Protrombina (cz. II)

Trombina (cz.II a)

Fibrynogen (cz. I)

Fibryna (cz. I a)

Retrakcja skrzepu

cz. XIII a

FAZA INDUKCJI

FAZA WZMOCNIENIA

FAZA EFEKTOROWA

KOMPLEKS

FAZY KONTAKTOWEJ

TENAZA

KOMPLEKS

CZYNNIKA TKANKOWEGO

Ryc. 11 Etapy osoczowego krzepnięcia krwi

W naczyniach krwionośnych faza indukcji może być inicjowana dwutorowo: od

aktywacji TF, co dawniej określano mianem aktywacji zewnątrzpochodnego toru
krzepnięcia, i od aktywacji fazy kontaktowej, inicjowanej aktywacją czynnika XII, co
tradycyjnie określano jako aktywację wewnątrzpochodnego toru krzepnięcia
(Ryc.12).

Schemat krzepnięcia oparty o tradycyjną koncepcję opracowaną przez Waalera w

1957 roku ilustruje rycina 12. Przez wiele lat (Mac Farlane, 1964) dominował pogląd,
że aktywacja krzepnięcia w torze wewnątrzpochodnym odgrywa dominującą rolę w
osoczowych mechanizmach hemostazy, jakkolwiek obie drogi aktywacji krzepnięcia
mogły funkcjonować niezależnie od siebie.

Protrombina (II)

Trombina (II a)

Fibrynogen (I)

Fibryna (Ia)

Retrakcja skrzepu

XIIIa

Faza

indukcji

Faza

wzmocnienia

Faza

efektorowa

TF (III)

XII

TOR

zewnątrzpochodny

TOR

wewnątrzpochodny

VII

VIII

Ryc. 12. Tradycyjny model krzepnięcia osoczowego z wyróżnieniem dwóch,

początkowo niezależnych szlaków aktywacji krzepnięcia: toru

wewnątrzpochodnego i toru zewnątrzpochodnego

Enzymy krzepnięcia opisano czcionka czarną, kofaktory – szarą.
Cyfry rzymskie odpowiadają czynnikom krzepnięcia.
PL – fosfolipidy płytkowe. Faza kontaktowa krzepnięcia (aktywacja czynników XII i XI) nie wymaga udziału
jonów Ca

i PL. Czynniki: XII, TF, IX i X tworzą kompleksy enzymatyczne z udziałem kofaktorów

Według historycznej już koncepcji McFarlane’a, krzepnięcie w torze

wewnątrzpochodnym jest w sposób toniczny, w umiarkowanym stopniu aktywowane,
zabezpieczając przed wynaczynieniem osocza lub pełnej krwi z nieszczelnych naczyń
krwionośnych. Aktywacja tego toru, w wyniku uszkodzenia ściany naczyniowej,
prowadzi do powstania skrzepliny, która zapobiega wypływowi krwi z uszkodzonego
naczynia.

Zakładano, że układ zewnątrzpochodny pełni jedynie funkcję wentyla

bezpieczeństwa, znacznie przyspieszając tworzenie nici włóknika. Krzepnięcie w
torze zewnątrzpochodnym miało być aktywowane przede wszystkim w wyniku
uszkodzenia tkanki i uwolnienia do krwi tromboplastyny tkankowej, a jego
podstawową rolą miało być szybkie zahamowanie upływu krwi wywołanego urazem.
Tradycyjny model Waalera i McFarlane został zakwestionowany w latach 1980-tych.

Zgodnie z aktualną wiedzą (ryc. 13), podstawową rolę w utrzymaniu hemostazy

ciągłej – w utrzymywaniu krwi w nieuszkodzonym łożysku naczyniowym odgrywa
czynnik tkankowy (TF, cz. III).

Protrombina (cz. II)

Trombina (cz.II a)

Fibrynogen (cz. I)

Fibryna (cz. I a)

Retrakcja skrzepu

cz. XIII a

FAZA INDUKCJI

FAZA EFEKTOROWA

KOMPLEKS

FAZY KONTAKTOWEJ

KOMPLEKS

CZYNNIKA TKANKOWEGO

XII, XI, prekalikreina

, HMWK

TF (III),

, PL, Ca

VII

TENAZA

,VIII, PL, Ca

X, V,

PL, Ca

Ryc. 13 Osoczowe krzepnięcie krwi

Enzymy krzepnięcia opisano czcionka czerwoną, kofaktory – fioletową., Cyfry rzymskie odpowiadają czynnikom
krzepnięcia. PL – fosfolipidy płytkowe.
Linie przerywane zakończone strzałkami odpowiadają dodatkowym szlakom aktywacji krzepnięcia

Czynnik tkankowy (TF, czynnik III) jest w niewielkiej ilości nieustannie uwalniany

do krwiobiegu, z uszkodzonych komórek śródbłonka i z płynu tkankowego, a jego
uwalnianie do krwiobiegu wzrasta przy uszkodzeniu tkanek.

Po związaniu TF z czynnikiem VII w obecności jonów Ca

powstaje kompleks TF-

VIIa (kompleks czynnika tkankowego; Tab. 12). Wytworzony kompleks inicjuje fazę
wzmocnienia aktywując czynnik IX i katalizując tworzenie protrombinazy (kompleks
czynnika Xa). Tenaza, która jest kompleksem czynnika IXa, istotnie przyspiesza
aktywację czynnika X i tworzenie kompleksu protrombinazy.

Kompleks TF-VIIa systematycznie, choć w sposób ograniczony, pobudza krzepnięcie

w warunkach fizjologicznych, a zależny od niego tor krzepnięcia pełni dominującą
rolę w hemostazie ustrojowej.

Ostatni w sekwencji utworzonych kompleksów, protrombinaza, przekształca

protrombinę (czynnik II) do aktywnej proteazy serynowej – trombiny (czynnik IIa), co
inicjuje fazę efektorową krzepnięcia. Trombina rozszczepia fibrynogen (czynnik I)
rozpuszczony w osoczu tworząc gęstą sieć nierozpuszczalnych nici fibryny (czynnik Ia),
które następnie ulegają obkurczeniu przy udziale czynnika XIIIa uwalnianego z płytek.
W wyniku retrakcji skrzepu wzrasta jego wytrzymałość i stabilność. Trombina działa
na zasadzie sprzężenia zwrotnego dodatniego pośrednio i bezpośrednio przyspieszając
aktywację protrombiny.

Bezpośredni kontakt osocza z kolagenem i innymi białkami tkanki łącznej,

określanymi zbiorczo mianem czynników kontaktu, aktywuje czynnik XII, co prowadzi
do powstania kompleksu czynnika XIIa, zwanego kompleksem fazy kontaktowej.
Przy nieuszkodzonym naczyniu krew nie styka się z czynnikami kontaktu, ale przy
mechanicznym lub metabolicznym uszkodzeniu ściany naczyniowej (miażdżyca)
dochodzi do interakcji i do wytworzenia kompleksu fazy kontaktowej, który katalizuje
powstanie kompleksu tenazy.

Krzepnięcie inicjowane przez kompleks fazy kontaktowej ma charakter

wspomagający główny tor krzepnięcia, zależny od czynnika tkankowego, ale przy
nadmiernej ekspozycji kolagenu, np. w dysfunkcji śródbłonka naczyniowego i w
przebiegu miażdżycy jego rola może znacząco wzrosnąć.

In vivo krzepnięcie jest regulowane przez liczne, wzajemnie uzupełniające się

układy enzymatyczne. Do podstawowych czynników regulacyjnych należą:

• inhibitory proteaz serynowych (np. antytrombina III);
• układ białka C aktywowany przez trombinę
• śródbłonek naczyniowy i komórki krwi, zwłaszcza płytki krwi
• układ fibrynolizy

Istotną rolę regulacyjną spełniają inhibitory krzepnięcia:

1. naturalne: antytrombina III (AT III), α

-makroglobulina (α

-MG), heparyna,

prostacyklina (PGI

)

2. progresywne (ulegające aktywacji podczas krzepnięcia): AT III, białko C,
pretrombina;

3. TFPI – inhibitor toru krzepnięcia zależnego od czynnika tkankowego (TF, cz. III).

Funkcję inhibitorów krzepnięcia pełni wiele leków, takich jak: heparyna, pochodne
dikumarolu (zaburzające syntezę białek zależnych od witaminy K)

W warunkach in vitro skutecznie hamują krzepnięcie: heparyna, czynniki wiążące
jony wapniowe np. cytrynian, EDTA, EGTA.

Czynnik von Willebranda

Czynnik von Willebranda (vWF) odgrywa strategiczną rolę w krzepnięciu krwi in

vivo, warunkując kooperację między elementami ściany naczynia, płytkami krwi i
osoczowymi czynnikami krzepnięcia.

Czynnik von Willebranda (vWF) jest glikoproteiną występującą w osoczu, a także

przytwierdzoną do ścian naczyń krwionośnych jako składnik glikokaliksu. vWF jest
wytwarzany i wydzielany do krwi w postaci nieaktywnych monomerów (2050
aminokwasów) przez megakariocyty i płytki krwi, komórki śródbłonka naczyniowego
oraz komórki podśródbłonkowej tkanki łącznej. vWF posiada w swojej strukturze
domeny wiążące się z różnorodnymi czynnikami krwi i ścian naczyń krwionośnych, w
tym z: płytkami krwi (gł. receptor GPIb i integrynami płytkowymi), heparyną,
kolagenem. Po związaniu z glikokaliksem tworzy olbrzymie polimery składające się z
od 80 do 250 podjednostek (łącznie nawet ponad 500 000 aminokwasów), które pełnią
rolę receptorów adhezyjnych.

Znaczenie vWF:
• krążący vWF tworzy kompleks z czynnikiem VIII, zabezpieczając ten czynnik przez

szybkim rozkładem. Znaczny niedobór vWF wiąże się z niedoborem czynnika VIII

(hemofila A), gdyż czynnik VIII w stanie niezwiązanym jest nietrwały w środowisku
krwi. Czynnik VIII oddysocjowuje od kompleksu z vWF pod wpływem trombiny
(cz. IIa).

• vWF wiąże się z kolagenem wyeksponowanym przy uszkodzeniu środbłonka

naczyniowego

• vWF pełni funkcję receptora adhezyjnego płytek. Wykazuje zdolność silnego

wiązania z glikoproteidami płytkowymi (GPIb; kompleksami glikoproteidów: GPIb-
V-IX; GPIIb-IIIa), co umożliwia adhezję płytek w miejsca uszkodzenia ściany

naczyniowej, zachodzącą nawet przy szybkim strumieniu przepływającej krwi i
wysokim tarciu przepływającej krwi o ścianę naczyniową (napięcie ścinające; ang.
shear stress)

• wiązanie vWF z płytkami krwi zwiększa się przy aktywacji krzepnięcia osoczowego,

gdyż trombina aktywuje dodatkowe glikoproteidy płytkowe, które po aktywacji
wykazują wybitne powinowactwo do vWF.

Deficyt vWF lub jego dysfunkcja (związana najczęściej z nieprawidłową

polimeryzacją), zwiększa tendencję do wynaczyniania krwi (skaza krwotoczna),

zwłaszcza z tętniczek, w których krew przepływa szybko, a tarcie przepływu (shear
stress) jest wysokie. Nadekspresja vWF w śródbłonku naczyniowym sprzyja

powstawaniu lokalnych ognisk wykrzepiania, które mogą skutkować tworzeniem
niebezpiecznych powikłań zatorowych i blaszek miażdżycowych.

Fibrynoliza

Przeciwwagą dla krzepnięcia jest fibrynoliza, która w warunkach prawidłowych

ma zasadniczo zasięg lokalny – jest aktywowana przede wszystkim w miejscach, w
których gromadzą się nici fibryny. Istotą fibrynolizy jest enzymatyczny rozkład nici
fibryny i jej prekursora fibrynogenu przez plazminę (Ryc. 14). Plazmina jest enzymem
niespecyficznym o szerokiej swoistości substratowej. Rozkłada między innymi:
fibrynogen, fibrynę, czynniki: V, VIII, XIII, von Willebranda (vWf), glikoproteiny
płytkowe.

Plazminogen

Plazmina

Fibryna

Fibrynogen

Aktywatory

Inhibitory

Aktywatory

Inhibitory

Ryc. 14. Uproszczony schemat fibrynolizy

Mechanizmy fibrynolizy tworzą złożony system wzajemnych powiązań, zwany niekiedy
układem fibrynolizy. Czynnikami warunkującymi fibrynolizę są:

1. plazminogen (nieaktywny prekursor plazminy)

2. plazmina

3. liczne aktywatory i inhibitory

Plazminogen jest glikoproteiną wytwarzaną w wątrobie, eozynofilach i nerkach.

Jego okres połowicznego zaniku we krwi wynosi około 50 godzin. Aktywacja układu
fibrynolitycznego prowadzi do powstania plazminy z plazminogenu.

Do przekształcania plazminogenu w plazminę dochodzi pod wpływem aktywatorów:

a) osoczowych (aktywacja wewnętrzna) : czynnik XIIa, trombina,
b) tkankowych (aktywacja zewnętrzna): czynniki uwalniane ze ścian naczyń
i z tkanek: urokinaza, tPA (tissue – type plasminogen activator)

Uogólnieniu fibrynolizy na skalę ogólnoustrojową, co wiązałoby się z

proteolitycznym rozkładem nie tylko nici fibryny, ale także krążącego fibrynogenu,
przeciwdziałają liczne inhibitory, które neutralizują plazminę i jej aktywatory.

Wyróżnia się inhibitory fibrynolizy fibrynolizy:

1. hamujące aktywację plazminogenu: PAI-1 (Plasminogen Activator Inhibitor)
2. hamujące plazminę: α

-antyplazmina, α

-makroglobulina, antytrombina III

3. aktywatory inhibitorów plazminogenu
4. TAFI (aktywowany przez trombinę inhibitor fibrynolizy; zależny od śródbłonka –

aktywowany przez trombomodulinę)

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
01 WPROWADZENIE DO FIZJOLOGII CZŁOWIEKA ppt
01 Wprowadzenie Do Fizjologiid 2989 ppt
WPROWADZENIE DO FIZJOLOGII
01 WPROWADZENIE DO FIZJOLOGII CZŁOWIEKA ppt
Wprowadzenie do fizjologii
WPROWADZENIE DO FIZJOLOGII CZŁOWIEKA
Wykład 1 inżynierskie Wprowadzenie do zarządzania operacyjnego
Wprowadzenie do medycyny rozwojowej 1
PD W1 Wprowadzenie do PD(2010 10 02) 1 1
Wprowadzenie do psychologii
Wprowadzenie do filozofii
(1) Wprowadzenie do nauki o finansach 1id 778 ppt
wprowadzenie do systemu win i podst sieci
wprowadzenie do psychologii społecznej
Wprowadzenie do cw1A
1 Wprowadzenie do psychologii pracy (14)id 10045 ppt

więcej podobnych podstron