FIZJOLOGIA I

21.03.2011

Fizjologia krwi

Krew (hema) jest płynną tkanką wypełniającą krwiobieg, odgraniczoną od innych tkanek organizmu warstwą komórek śródbłonka o łącznej powierzchni 100m² i masie 1kg (człowiek). Znajduje się w ciągłym ruchu. Dzięki ruchowi zapewniony jest ścisły kontakt między narządami i tkankami organizmu. Krew zwierząt domowych stanowi około 6-7% masy ciała (u człowieka 7-8%). Objętość krwi krążącej ulega zmianom do 2% masy ciałą.

hiperwolemia (ciąża, laktacja) -fizjologiczna wzrost

hipowolemia (krwotok) spadek

Krew wychądząca z wątroby jest o 1,5°C cieplejsza od krwi do niej wpływającej.

Podstawowe funkcje krwi

- Transportowa

oddychanie – przenosi tlen z powietrza zawartego w pęcherzykach płucnych do tkanek i dwutlenek węgla z tkanek do pęcherzyków.

odżywianie – transportuje składniki odżywcze (glukozę, aminokwasy, tłuszcze). Podlegają one wchłonięciu z przewodu pokarmowego i z magazynów ustrojowych (wątroba, tkanka tłuszczowa), a drogą krwi są rozprowadzane do tkanek.

transport krwinek białych ze szpiku do układu limfoidalnego i miejsc zapalnych, a starych erytrocytów do miejsc krwiogubnych

transport metabolitów - np. kwasu mlekowego z mięśni do wątrobby.

transport oczyszczający końcowych produktów metabolizmu np. kwasu moczowego, mocznika do nerek

transport termoregulacyjny - krew wyrównuje różnice temperatur występujące pomiędzy narządami, przenosząc ciepło z tkanek głębiej położonych do tkanek bardziej powierzchownych oraz narządów o większej aktywności metabolicznej i wyższej temperaturze do narządów o niższej aktywności i temperaturze.

Transport wiamin i hormonów (scalający).

Czynność hydrodynamiczna.

Wyrównywanie ciśnienia osmotycznego (izoosmia) i stężenia jonów wodorowych (ph, izohydria) wszystkich tkanek. pH krwi człowieka 7,35-7,40. Życie jest niemożliwe przy pH <6,8-7,8>.

Udział w mechanizmach obronnych.

W skład krwi wchodzą leukocyty, stanowiące ruchome jednostki układu obronnego ustroju typu komórkowego o właściwościach żernych oraz przeciwciała (immunoglobuliny) tworzące odporność humoralną. Ponadto układ dopełniacza wraz z przeciwciałami pomagają w eliminacji toksyn (także bakteryjnych).

Skład krwi i jej właściwości

Krew składa się z osocza (frakcja płynna) oraz tworzących zawiesinę w osoczy elementów morfotycznych (erytrocyty, leukocyty, tromobocyty – frakcja komórkowa). Zależnie od gatunku zwierząt krwinki zajmują od 35-45% objętości, a osocze 55-65%. Ten pierwszy składnik nazywamy hematokrytem (Hct) i głównie oznacza masę erytrocyów, ponieważ na leukocyty i trombocyty przypada zaledwie 1% tej masy.

wzrost hematokrytu

- zwiększenie liczby (także wielkości poszczególnych) erytrocytów przy stałej lub zmniejszonej objętości osocza (biegunki, wymioty), nadkrwistość (policytemia – zwiększona produkcja erytrocytów).

spadek hematokrytu

- po utracie krwi (krwotok wewnętrzny, zewnętrzny), szybsza regeneracja osocza niż elementów morfotycznych.

- zmniejszenie wytwarzania krwinek w szpiku.

- szybsze niszczenie erytrocytów.

- zwiększenie objętości osocza (u osesków po napojeniu siarą, jako skutek wchłaniania dużej ilości białek, które zwiększają ciśnienie onkotyczne osocza co powoduje ściąganie wody z osocza)

- choroby serca, wątroby, nerek (spadek nawet o 10%).

Opad krwinek (odczyn Biernackiego – Edmund Biernacki odkrył w roku 1987)

Krwinki czerwne noszą na swojej powierzchni ładunki ujemne, które na zasadzie jednoimienności powodują ich wzajemne odpychanie się.

Zmniejszenie ładunku ujemnego krwinek przyspiesza opadanie, natomiast zwiększenie tego ładunku zwalnia ten proces.

U osobników zdrowych krwinki opadają wolniej ponieważ ładunki ujemne na ich otoczkach są większe niż u osobników chorych.

Na OB wpływają:

a) skład białek osocza

Szybkowść opadania krwinek zależy głównie od stosunku albumin do globulin. Gdy wzrasta ilość globulin, które mają ładunek (+) dochodzi do częściowej neutralizacji (-) ładunku erytrocytów. Powoduje to większą skłonność krwinek czerwonych do agregacji i szybszego ich opadania w stanach zapalnych, gdyż wówczas wzrasta poziom globulin w osoczu.

b) kształt, liczba i ładunek elektryczny krwinek czerwonych

Krwinki czerwone prawidłowej krwi mają skłonność do układania się w rulony, co ułatwia ich opadanie. Dlatego zmiana ich kształtu, zwłaszcza sferocytoza (krwinki okrągłe), zwalnia opadanie. Również zagęszczenie krwi zwalnia ich opadanie, a rozcieńczenie przyspiesza.

c) temperatura

Jej podwyższenie hamuje opadanie.

d) stosunek zawartości lecytyny/cholesterolu

Wzrost cholesterolu hamuje opadanie krwinek.

OB jest testem nieswoistym, ale ma duże znaczenie praktyczne.

Przyspieszenie opadania – podwyższenie wartości OB

- stany fizjologiczne – ciąża, po obfitym posiłku, po wysiłku, pobudzenie emocjonalne, hormonalne środki antykoncepcyjne

- stany patologiczne – ostre przewlekłe stany zapalne np. reumatoidalne zapalenie stawów, infekcje, białaczki, hipercholesterolonemia, zawał mięśnia sercowego, gruźlica, nowotwory.

Zwolnienie opadania – obniżenie wartości OB.

- stany patologiczne – występują rzadko, w chorobach alergicznych, nadkrwistościm niewydolności krążenia.

Składniki morfotyczne krwi

Krwinki czerwone (erytrocyty, normocyty)

Są bezjądrzaste i pozbawione organelli komórki.

Kształt – spłaszczone na podobieństwo dysku i obustronnie wklęsłe w środku (dwuwklęsła soczekwa).

Średnica – 6-7μm (owca, koza 4-5μm).

Grubość – na obrzeżach 2μm, a w środku 1μm.

Powierzchnia 120μm².

W czasie przeciskania się przez naczynia włosowate ulegają wydłużeniu, ich powierzchnia nieco się zwiększa co prowadzi do zwiększenia powierzchni zetknięcia się ze ścianą naczynia włosowatego i usprawnienia wymiany gazowej. Odkształcenia te są przejściowe (NO – tlenek azotu odgrywa tu rolę).

Otoczka krwinek zbudowana z lipoproteidów i glikoproteidów jest aktywna metabolicznie i zawiera kilkadziesiąt enzymów m.in. ATP-aza, AchE, anhydraza węglanowa, dehydrogenazy, peptydazym fosfatazy.

Przebiegające z ich udziałem procesy metaboliczne zapewniają krwince odpowiedni kształt i ujemne ładunki elektryczne, które powodują wzajemne odpychanie się. Zapobiega to zlepianiu się krwinek i warunkuje ich pełne rozproszenie w naczyniach krwionośnych.

Niektóre białka integralne białka stabilizujące i regulujące kształt erytrocytu (spektryny) mogą wykazywać właściwości kurczliwe podobnie jak aktomiozyna.

Hemoglobina

Wnętrze krwinki wypełnia gęsta, lepka, żelotwata masa złożona w 30% z hemoglobiny, która wypełnia oczka zrębu siatkowatego zbufowanego z białek i lipidów.

Hemoglobina jest zbudowana z białka globiny i barwnika zwanego hemem.

Globina składa się z 4 łańcuchów polipeptydowych (2α i 2β), z których każdy połączony jest z grupą hemu.

Hem zbudowany jest z 4 pierścieni pirolowych, powiązanych ze sobą w większy układ pierścieniowy zwany porfiryną. Występująca w Hb porfiryna jest połączona z Fe²⁺.

Hb stanowi więc kompleksowy związek żelazowo-porfirynowo-globinowy, składający się z 4 podjednostek (2α i 2β), z których każdą stanowi łańcuch polipeptydowy i towarzysząca mu grupa prostetyczne w postaci hemu.

Hem powstaje głównie w mitochondriach, a globina w obrębie rybosomów.

Hb wiąże O₂, tworząc oksyhemoglobinę. Fe każdej cząsteczki hemu ma zdolność do nietrwałego, luźnego przyłączania jednej cząsteczki O₂, która z drugiej strony łączy się z resztą histydynową, zawartej w łańcuchu peptydowym. Takie połączenie tlenu nazywa się utlenowanie, gdyż nie zmienia się wartościowość żelaza (Fe²⁺).

FIZJOLOGIA II

28.03.2011

Wyróżniamy różne rodzaje hemoglobiny:

HbA – adult

HbF – fetus

To nie jest tak, że 100% Hb ulega wysyceniu w płucach i potem 100% oddaje tlen w tkankach. Wysyceniu ulega około 97%, a oddaje do tkanek 75%. Odtlenowana Hb to deoksyhemoglobina, a utlenowana oksyhemoglobina.

Tak więc jedna cząsteczka Hb może przyłączyć 4 cząsteczki (nie atomy) tlenu.

Hb jest białkiem allosterycznym i przyłączenie cząsteczek O₂ jest regulowane na zasadzie interakcji allosterycznych tzn. zmian przestrzennych jej struktury czwartorzędowej. Wiązanie O₂ do Hb wzmaga jej powinowactwo do wiązania dalszych cząsteczek tlenu do tej samej cząsteczki Hb.

Dzięki obecności Hb we krwi ilość transportowanego tlenu z płuc do tkanek zwiększa się (50x) z 5 do 250ml na każde 100ml krwi.

Powinowactwo Hb do O₂ zależy od:

- prężność CO₂,

- pH

- stężenie 2,3-difosfoglicerynianu (2,3-DPG)

Ma to duże znaczenie fizjologiczne, gdyż wzrost prężności CO₂ i spadek pH w tkankach metabolicznie aktywnych (np. pracujący mięsień) zmniejsza powinowactwo Hb do O₂ co ułatwia jego oddawanie tkankom (efekt Bohra odkryty w 1904r.) Odtlenowanie Hb, ponownie na zasadzie efektu allosterycznego, powoduje przyłączenie CO₂ i jonów H⁺ w celu transportu do narządów wydalniczych (płuca nerki). W płucach, w których prężność tlenu jest większa Hb ulega utlenowaniu.

Zwiększa się uwalnianie CO₂ i jonów H⁺ do naczyń włosowatych pęcherzyków płucnych.

Krwinki czerwone transportują ok. 30% CO₂ w tym:

- 10% w postaci karbohemoglobiny,

- 20% w postaci HCO₃^-

W czasie przechodzenia przez naczynia włosowate krwinki odpbierają CO­­₂ z tkanki, i po uwodnieniu z udziałem anhydrazy węglanowej, przekazują go do osocza (ok. 70% transportowanego CO₂) w postaci HCO₃^-. Tak więc krwinki, mimo, że transportują tylko 1/3 część CO­­_2, odgrywają zasadniczą rolę w transporcie tego metabolitu przez krew.

Difosfoglicerynian – występuje w erytrocytach w bardzo dużej ilości. Jest to anion o dużym ładunku elektrycznym, który wiąże się z łańcuchem β-hemoglobiny odtlenowanej (deoksyhemoglobiny). Jeden mol odtlenowanej Hb wiąże 1mol 2,3-DPG.

HbO₂ + 2,3DPG Hb2,3-DPG + O₂

Zwiększenie stężenia 2,3-DPG przesuwa reakcję w prawo, powodując większe uwalnianie tlenu w tkankach. Na stężenie 2,3-DPG w erytrocytach pływa pH. Obniżenie pH i wzrost temperatury ułatwia dysocjację HbO₂, jednocześnie spadek glikolizy w erytrocytach spadek stężenia 2,3-DPG w erytrocytach.

Wysiłek fizyczny (>60min) wzrost 2,3-DPG

Przebywanie na dużej wysokości (>6h) wzrost 2,3-DPG

Tlenek węgla (CO) łączy się z Hb na takiej samej zasadzie jak tlen karboksyhemoglobina.

Jendak powinowactwo Hb do CO jest ok. 300X większe niż do O₂. Dlatego karboksyhemoglobina trudniej dysocjuje.

W konsekwencji małe stężenia CO w powietrzu prowadzą do zablokowania Hb i uduszenia.

Methemoglobina powstaje pod wpływem zwiąków utleniających np. azotynów. W met-Hb jon żelazawy Fe²⁺ w Hb przechodzi w trójwartościowy Fe³⁺. Met-Hb nie przenosi tlenu. Reduktaza met-Hb i NADH met-Hb Hb. Met-Hb powoduje sinicę.

Cyjanki – blokują oksydazę cytochromową, inne enzymy oddechowe i Hb. Antidotum – azotyny met-Hb + cyjanek cyjanmethemoglobina (nietoksyczna)

Sulfmethemoglobina (oksyhemoglobina + H₂S lub siarczki). Nadmiar SHb sulfhemoglobinemia (występuje po długotrwałym podawaniu fenacetyny sinica szara).

Hb + NO hemoglobina tleknoazotowa (HbNO).

HbNO odgrywa ważną rolę w transporcie endogennego NO. NO łączy się z grupą tiolową reszty cysteinowej w łańcuchach β-globiny.

Powinowactwo HbO₂ do wiązania NO jest większe niż Hb odtlenowanej. Dlatego większość NO związana jest z Hb utlenowaną. Odtlenowanie HbNO w naczyniach włosowatych zwiększenie uwalniania NO rozszerzenie naczyń krwionośnych większe ukrwienie tkanek, obniża arteriosklerozę.

Hemoglobina płodowa

U większości gatunków zwierząt oraz u człowieka w okresie płodowym występuje specjalny typ Hb nazywanej płodową (HbF), która różni się składem aminokwasowym od Hb osobnika dorosłego. Jej budowa podobna jest do hemoglobiny A, z tym wyjątkiem, że łańcuchy polipeptydowe β zastąpione łańcuchami γ.

HbF posiada większą zdolność do wiązania tlenu niż HbA, ponieważ słabiej wiąże 2,3-DPG. Ułatwione jest dzięki temu przenikanie tlenu z krwi matki do krwi płodu.

Krwinki białe – lukocyty

Krwinki białe stanowią ruchome jednostki układu obronnego ustroju.

Liczba krwinek białych we krwi obwodowej waha się w zależności od gatunku od kilku do kilkunastu tysięcy w 1μl krwi.

Zaburzenia:

- leukopenia – spadek,

- leukocytoza – wzrost.

W skład krwinek białych wchodzą:

1) Granulocyty (kwasochłonne, zasadochłonne, obojętnochłonne). Powstają w szpiku kostnym czerwonym i zawierają w cytoplazmie ziarnistości.

2) Agranulocyty:

- limfocyty, o skąpej ilości cytoplazmy. Powstające w:

węzłach chłonnych,

śledzionie,

grasicy,

szpiku kostnym czerwonym,

migdałkach,

grudkach chłonnych przewodu pokarmowego.

- komórki limfoidalne K (killer) – zabijają komórki docelowe z udziałem przeciwciał.

- komórki limfoidalne NK (natural killer) – zabijają komórki nowotworowe oraz komórki zakażone przez wirusy.

- monocyty – największe komórki krwi, o objitej cytoplazmie. Powstają głównie w szpiku kostnym czerwonym i śledzionie.

3) Płytki krwi stanowiące fragmenty osobnego rodzaju białych krwinek, obecnych w szpiku kostnym, tzw. megakariocytów. Płytki krwi odgrywają szczególną rolę w procesie krzepnięcia. W 1μl krwi człowieka jest ich 200-300 tys./mm³, a u zwierząt 300-600tys./mm³.

Właściwości leukocytów:

- chemotaksja – ukierunkowane poruszanie się w odpowiedzi na czynniki chemotaktyczne.

- diapedeza – wywędrowywanie z krwi poprzez naczynia krwionośne włosowate do przestrzeni międzykomórkowej.

Po opuszczeniu szpiku kostnego granulocyty utrzymują się przy życiu średnio przez 30h.

We krwi obwodowej neutrofile tworzą dwie pule:

I. przyścienną – luźno przyczepioną do wnętrznej powierzchni środbłonka ściany naczyniowej i obejmującą ok. 60% granulocytów.

II. swobodnie krążącą – stanowiącą ok. 40% granulocytów krwi.

Pomiędzy tymi dwiema pulami odbywa się wymiana granulocytów. Fizjologiczny szybki wzrost liczby krwinek białych, obserwowany np. w czasie ciężkiego wysiłku fizycznego, pod wpływem zwiększonej aktywności hormonów rdzenia nadnerczy lub po spożyciu posiłku białkowego (leukocytoza trawienna człowiek, pies, świnia/ brak u roślinożernych – koń, krowa), jest wynikiem przsynięcia neutrofilów z puli przyściennej do puli krążącej. Pomimo powstałych różnic ilościowych w poszczególnych pulach całkowita ilość neutrofilów we krwi krążącej nie zmienia się.

Leukocytoza pojawiająca się w wyniku wtargnięcia do organizmu bakterii lub ich toksyn powstanie czynników uwalniających granulocyty (globulin).

Powstają one w ognisku zapalnym i dostają się drogą krwi do szpiku. Uwalniają one granulocyty z rezerwy szpikowej do krwi obwodowej oraz stymulują wytwarzanie nowych leukocytów (granulocytopoezę).

W konsekwencji już w ciągu kilku godzin liczba granulocytów we krwi obwodowej może zwiększyć się nawet 5-10 krotnie.

FIZJOLOGIA III

04.04.2011

Czynności granulocytów związane są z ich zdolnościami do:

1. Diapedezy – przemieszczeania się ruchem pełzakowatym.

2. Chemotaksji.

3. Degranulocyty.

4. Fagocytozy.

5. Rodnikogenezy – umiejętność do wytwarzania związków chemicznych o charakterze wolnych rodników, wysoce skutecznych przeciwko patogenom

Diapedeza – przechodzenie przez ścianę naczynia krwionośnego pomiędzy komórkami śródbłonka naczyniowego, ulegając przy tym znacznemu odkształceniu. Następnie granulocyty przesuwają się przez tkankę okołonaczyniową ze średnią prędkością około 40μm/min. Ich ruch przyspieszają substancje chemiczne powstające w ognisku zapalnym (m.in. toksyny bakteryjne) zwane chemotoksynami lub chemokinami.

Pod wpływem leukotrienów (LT) (produktów rozpadu kwasu arachidonowego poprzez enzymy lipooksygenezy, uwalnianych przez leukocyty w miejscu zapalenia) leukocyty wysuwają tzw. nibynóżki (pseudopodia), po straonie zwróconej do ogniska chemotatycznego i przechodzą przez ścianę naczynia.

A. Krążący neutroil ulega aktywacji „toczeniu się”, adhezji do komórek śródbłonka, diapedezie i emigracji przez ścianę naczynia.

W procesie diapedezy bierze udział wiele białek i glikoprotein, takich jak:

- selektyny,

- integryny,

- czynnik Lewis X,

oraz białka adhezyjne z rodziny ICAM i PECAM ułatwiające adherencję do śródbłona naczyniowwego.

B. Diapedeza i migracja leukocytów z naczynia krwionośnego pod wpływem chemotoksyn ogniska zapalnego (chemotaktycznego).

Degranulacja

Po dotarciu do ogniska zapalnych w neutrofilach zachodzi reakcja degranulacji, w wyniku której zaktywowany neutrofil uwalnia do otoczenia w procesie egzocytozy, enzymy (laktoferyna, lizozym, fosfatazy…) i liczne inne aktywne substancje zawarte w jego ziarnistościach cytoplazmatycznych.

Fagocytoza – granulocyty obojętnochłonne i, w mniejszym stopniu kwasochłonne pochłaniają bakterie, fragmenty komórek lub obumarłych tkanek. Są one następnie trawione w lizosomoach za pomocą enzymów hydrolitycznych. Warunkiem fagocytozy jest adsorpcja fragmentów bakterii na powierzchni leukocytów – po niej dopiero zachodzi proces wchłaniania.

Adsorpcję, tym samym fagocytozę ułatwiają specjalne przeciwciała tzw. opsoniny. Niektóre zjadliwe bakterie mają otoczki, zapobiegające fagocytozie lub wywierające ujemne działanie chemotaktyczne na granulocyty. Z chwilą opłaszczenia przez opsoniny mogą one być fagocytowane przez granulocyty.

Ponadto nierówna powierzchnia i dodatni ładunek elektryczny (cechy te posiadają obumarłe komórki, bakterie, wirusy) ułatwiają fagocytozę, gdyż przyciągają elektrostatycznie naładowane ujemne krwinki białe.

W komórce fagosomy ulegają fuzji z lizosomami, zawierającymi liczne enzymy hydrolityczne, lizozym oraz polipeptydy zasadowe. W powstającym fagolizosomie degradacja obcych substancji.

Granulocyty zanim ulegną inaktywacji i obumarciu, fagocytują 5-10 bakterii.

(Etapy fagocytozy.

1. Powstanie fagosomu.

2. Fuzja fago- z lizosomem

3. Trawienie

4. Egzocytoza

Pinocytoza – fagocytoza w odniesieniu do płynów, ciał koloidalnych)

Rodnikogeneza

Neutrofile mogą niszczyć mikroorganizmy, wytwarzając aktywne rodniki (metabolity O₂).

NADPH + 2O₂ NADP⁺ + 2O₂^-

Anion O₂^- ma słabe działanie bakteriobójcze.

Pod wpływem dysmutacy nadtlenkowej (SOD-1):

O₂^- + O₂ + 2H⁺ H₂O₂ + O₂

H₂O₂ nie jest wolnym rodnikiem, ale cechuje się silnymi właściwościami bakteriobójczymi.

Biologicznie istotne są przede wszyskim dwa rodzaje reakcje:

- utlenianie grup tiolowych

- utlenianie jonów metali np. Fe²⁺ do Fe³⁺

W tym drugim przypadku H₂O₂ powstaje rodnik wodorotlenowy:

Fe²⁺ + H₂O₂ OH^. + OH^- + Fe³⁺

Rodnik wodorotlenowy OH. cechuje się bardzo wysoką reaktywnością i dlatego jest głównym czynnikiem w tzw. wybuchu tlenowym (WT), który zachodzi w fagocytujących granulocytach (także monocytach i makrofagach). WT polega na wzmożonym zapotrzebowaniu na tlen w związku z wytwarzaniem przez fagocyty do otoczenia aktywnych metabolitów tlenu (O₂^-) i H₂O₂. Z O₂^- i H₂O₂ OH^. (rodnik wodorotlenowy).

Pobudzone fagocyty wydzielają oprócz O2- i H2O2 także tlenek azotu. Wysokie stężenie NO wykazuje działanie bakteriobójcze, prawdopodobnie na skutek reakcji:

O₂^- + NO ONOO^- (nadtlenoazotyn)

ONOO^- wykazuje silne działanie cytotoskyczne w stosunku do obcych komórek.

Syntetaza tlenku azotu (NOS) związana jest z kalmoduliną, która po połączeniu z Ca2+ aktywuje NOS prowadząc do powstania NO (tlenku azotu) z L-argininy przy udziale NADPH.

Synteza NO

L-arginina + O₂ + NADPH L-cytrulina + NO + NADPH

NO działa na syntezę PDE i PGE₂ pobudzając odpowiednio cyklazę guanylanową i COX (cyklooksogenazę).

Rodnikogeneza c.d

Fagocyty wyposażone są w wiele białek o charakterze peroksydazy np. mieloperoksydaza (MPO) obecna w neutrofilach (jej zawartość może dochodzić do 5% suchej masy). Mechanizm działania MPO polega na utlenianiu jonów chlorkowych do podchlorynu, który atakuje komórki bakteryjne zaburzając np. funkcje błony komórkowej czy aktywność synstazy ATP.

Ponadto fagocyty zawierają aminokwasy o właściwościach antyoksydacyjnych, jak np. tauryna. Reakcje podchlorynu z tymi związkami prowadzą do powstania N-chloroamin, odznaczających się większą trwałością i stabilnością oraz silniejszymi właściwościami bakteriobójczymi. Obecnie przyjmuje się, że w wybuchu tlenowym reakcja MPO jest głównym czynnikiem bakteriobójczym fagocytów.

FIZJOLOGIA IV

11.04.2011

Płytki krwi (trombocyty)

Trombocyty (bezjądrzaste, 1-3μm) to krążące we krwi fragmenty cytoplazmy magakariocytów komórek o średnicy 40-150μm. Z megakariocytów ponad 1000 Trombocytów.

Trombopoetyna (TPO) wzrost – uwalnianie trombocytów do krwi. Hamowanie trombopoezy powodowane jest działaniem cytokin, głównie transformującego czynnika wzrostu β (TGF- β, transforming growth factor β).

Po wynaczynieniu krwi płytki wytwarzają nibynóżki (pseudopodia) i wypustki (osiągające długość do 15μm) przechodząc w postać czynną (wypustkową), a następnie w postać rozpostartą, wielokrotnie większą niż postać spoczynkowa. Zmiana kształtu trombostenina (białko), wydatek energii.

Dzięki zdolności przekształcania się w postać wypustkową oraz dużej zlepności płytki ulegają agregacji, tworząc sieć płytkową w miejscu uszkodzonego naczynia.

Ponadto wykazują zdolność do adhezji, czyli przylegania do uszkodzonego naczynia lub do obcych powierzchni z tworzeniem czopu hamującego krwawienie.

Uwalniają wiele czynników biorących udział w procesie krzepnięcia: serotonina (czynnik 5), noradrenalina, adrenalina skurcz naczyń hamowanie krwawienie, histamina, tromboksan, ADP, ATP, jony Ca²⁺ i K⁺, 3 i 4 czynnik krzepnięcia.

Płytki krwi biorą udział w:

- krzepnięciu krwi,

- fibrynolizie (likwidacja skrzepu)

- stymulujący efekt na wzrost mięśni gładkich i naczyń,

- działają troficznie na ścianę naczyń krwionośnych,

- gojeniu się ran (pobudzają wzrost fibroblastów),

- inicjowaniu zmian miażdżycowych.

Żyją 5-20 dni. Są fagocytowane przez makrofagi (głównie) śledziony. Po usunięciu śledziony następuje wzrost liczby płytek, gdyż maleje ich fagocytoza.

Grupy krwi

Wyróżniamy 4 zasadnicze grupy krwi – A, B, AB i 0.

Decydują o tym:

- dwa antygeny glikoproteinowe występujące na powierzchni erytrocytów (aglutynogeny: A i B)

- dwa przeciwciała surowicze (izoaglutyniny: anty-A i anty-B występujące w osoczu).

Osoba z grupą krwi A ma na powierzchni krwinek antygen A i wobec tego nie może wytwarzać (nie posiada) przeciwciał anty A, które niszczyłyby własne erytrocyty. Osoba taka wytwarza jednak przeciwciała anty-B. Dlatego, gdy takiej osobie podamy krew grupy B, to znajdujące się w jej surowicy przeciwciała anty-B rozpoznają te krwinki jako obce i rozpoczną ich zlepianie, czyli aglutynację.

Osoba z grupą krwi B ma na powierzchni krwinek antygen B i wobec tego nie może wytwarzać (nie posiada) przeciwciał anty-B, które niszczyłyby własne erytocyty. Osoba taka wytwarza jednak przeciwciała anty-A. Dlatego, gdy takiej osobie podamy krew grupy A, to znajdujące się w jej surowicy przeciwciała anty-A rozpoznają te krwinki jako obce i rozpoczną ich zlepianie czyli aglutynację.

Osobnik z grupy AB ma na powierzchni krwinek antygen A i B i nie posiada przeciwciał anty-A i anty-B.

Osoba z grupą 0 nie posiada na powierzchni erytrocytów antygenu A ani B, ale posiada przeciwciała anty-A i anty-B.

Grupa krwi	A	B	anty-A	anty-B
A B 0 AB	+ - - +	- + - +	- + + -	+ - + -

Należy jednak zaznaczyć, iż aglutynogen A występuje w dwóch odmianach – najczęściej jako A1 i rzadziej jako A2. Dlatego obecnie w praktyce lekarskiej rozróżnia się nie 4, lecz 6 podstawowych grup: A1, A2, B, 0, A1B, A2B. W krwi człowieka poza aglutynogenami układu AB0 istnieje kilkadziesiąt mniej znaczących układów antygenowych (M, N, S, P, G, C, D, He itd.).

Zawsze powinno się przetaczać krew grupy jednoimiennej. W wyjątkowych okolicznościach przy braku krwi grupy jednoimiennej, krew grupy 0 można przetaczać każdemu osobnikowi.

Po przetoczeniu jednak zbyt dużej ilości krwi 0 (uniwersalny dawca) osobie z grupą krwi A, B lub AB rozcieńczanie podanych aglutynin (anty-A i anty-B) może być niedostateczne i prowadzić do rozwoju reakcji potransfuzyjnej.

Podobnie osobie z grupą AB (uniwersalny biorca) można przetoczyć każdą inną grupę krwi, ale po porzetoczeniu zbyt dużej ilości krwi A, B lub 0 wstrzyknięte aglutyniny mogą osiągnąć wysokie miano w krążeniu biorcy i prowadzić do aglutynacji i hemolizy jego krwinek.

Próba przetaczania krwi nieodpowiedniej grupy kończy się dla biorcy wstrzącem przetoczeniowym, wynikającym z aglutynacji i hemolizy podanych krwinek.

Nadmierny rozpad krwinek blokuje cewki nerkowe przez wytrącającą się hemoglobiną.

Dochodzi wówczas do upośledzenia funkcji wytarzania moczu, uremii (mocznicy) i śmierci.

U zwierząt domowych reakcja potransfuzyjna nie występuje tak otro jak u człowieka. Dlatego transfuzje w obrębie gatunku przeprowadza się bez wcześniejszej znajomości grupy krwi, a jedynie na powdstawie kontrolnej próby aglutynacyjnej wykonanej przez zmieszanie dwóch kropli krwi, lepiej – krwi dawcy z kroplą osocza biorcy. W przypadku konfliktu serologicznego następuje aglutynacja widoczna gołym okiem.

Grupy krwi dziedziczą się (zgodnie z prawami Mendla jako allele) za pośrednictwem genów na chromosomie 9. Grupa w układzie AB0 zależy od dziedziczenia jednego z trzech alleli (A, B lub 0). Allele A i B dominują nad allelem 0, w wyniku tego:

- osoby o genotypie A0 będą miały fenotyp A,

- osoby z grupą 0 dziedziczący recesywnie allele 0 od oby rodziców mają genotyp 00,

- allele A i B współdominują i wobec tego osoba z grupą AB dziedziczy jeden allel A i jeden allel B.

Jeżeli znane są grupy krwi obojga rodziców można niekiedy ustalić genotyp ich dzieci.

Na przykład jeżeli oboje rodziców mają typ B, ich dzieci mogą mieć genotyp albo BB (antygen B od obojga rodziców będących homozygotami), albo B0 (antygen B od jednego z rodziców, a 0 od drugiego z rodziców, będącego heterozygotą), albo też 00 (antygen 0 od obojga rodziców będących heterozygotami). Jeśli znana jest grupa krwi matki i dziecka, można ustalić czy mężczyzna z określoną grupą krwi mógłby być ojcem czy nie. Oznaczanie grup krwi może jedynie wykluczyć, a nie potwierdzić ojcostwo.

Pod względem prawnym wykluczenie oscostwa nie może być uznane na podstawie grup krwi. Do tego celu niezbędne jest porównanie typów HLA (human leukocyte antigen, głównej zgodności tkankowej) obecnych na powierzchni białych krwinek. Na ich podstawie ocenia się przydatność tkanek i narządów do przeszczepów.

Allele rodzicielskie	A	B	0
A	AA (A)	AB (AB)	A0 (A)
grupa krwi
B	AB (AB)	BB (B)	B0 (B)
grupa krwi
0	A0 (A)	B0 (B)	00 (0)
grupa krwi

Układ Rh

Układ antygenowy Rh został pierwotnie wykryty w krwinkach małpy Rhesus i dlatego nazywany jest czynnikiem Rh. Jest to złożona mieszanina ok. 30 antygenów (D, C, F…) na powierzchni krwinki czerwonej, z których najważniejszy jest antygen D. Występuje on nie u wszystkich ludzi, w związku z czym rozróżnia się grupy Rh+ i Rh-, co jest równoznaczne z obecnością lub brakiem antygenu D w krwinkach czerwonych. Dziedziczenie układu Rh daje się przewidzieć według modelu obejmującego dwa allele D i d. Osobnicy homozygotyczni dominująco (DD) i heterozygotyczni (Dd) należą do grupy Rh+.

Osobnicy homozygotyczni recesywnie (dd) należą do grupy Rh- (nie posiadają antygenu Rh). Klinicznie czynnik Rh może prowadzić do komplikacji, gdy pojawi się niezgodność grupowa Rh między matką, a rozwijającym się płodem. Pojawia się ona wówczas, gdy matka ma grupę Rh- (dd), a ojciec Rh+ (DD lub Dd).

W czasie pierwszej ciąży wskutek przenikania niewielkich ilości krwinek czerwonych płodu do krwi matki (np. podczas porodu) może dojść do powstania przeciwciał anty-D u matki. Przeciwciała te mogą przenikać przez łożysko i niszczyć krwinki płodu. Zwykle nie wywołuje to większych powikłań podczas pierwszej ciąży, ponieważ miano przeciwciał przeciw Rh narasta dość wolno osiągając szczyt po 2-4 miesiącach. W czasie następnej ciąży u Rh+ płodu może nastąpić niszczenie krwinek przez izoprzeciwciała anty-D matki. Normalnie podczas pierwszej ciąży matka nie posiada anty-D. Do grup Rh+ należy około 85% ludzi, 15% to grupy Rh-.

FIZJOLOGIA V

18.04.2011

Krzepnięcie krwi

Hemostaza – to zespół mechanizmów przeciwdziałających krwawieniu (utracie krwi) spowodowanemu uszkodzeniem ściany naczyniowej. W procesie tym biorą udział:

- elementy morfotyczne, a mianowicie płytki krwi i komórki uszkodzonych tkanek,

- osoczowe czynniki układu krzepnięcia.

Rozróżnia się trzy etapy procesu krzepnięcia:

1. Reakcję naczyniową.

2. Wytworzenie skrzepu.

3. Fibrynolizę.

1. Reakcja naczyniowa

- w wyniku uszkodzenia naczynia krwionośnego następuje podrażnienie (odruch antydromowy, włókienkowy) receptorów czuciowych natychmiastowe zwężenie uszkodzonego naczynia hamowanie utraty krwi.

- równocześnie natrafiając na ranę trombocyty ulegają adhezji do miejsca uszkodzenia łącząc się swoimi receptorami z białkami adhezyjnymi (kolagen, czynnik von Willebranda, fibrynogen, fibrynektyna, trombospodyna, laminina, witronektyna) oraz nawzajem do siebie. Następstwem adhezji jest tworzenie się skupisk (agregacja)

- adhezja i agregacja reakcja uwalniania.

Reakcja uwalniania przebiega z udziałem białka trombosteniny i zużyciem energii. Jest dwuetapowa:

I. Wyrzucenie w ciągu ok. 30s z płytek do otoczenia troboksanu A2 (TXA2, który przyspiesza ich agregację silny skurcz naczyń krwionośnych) oraz serotoniny, katecholamin, ADP, czynnika płytkowego czwartego oraz jonów Ca²⁺.

II. W ciągu następnej minuty płytki krwi uwalniają liczne enzymy lizosomalne nagromadzone w ziarnistościach α.

Uwolnione czynniki potęgują skurcz naczynia.

2. Wytworzenie skrzepu

Wymaga udziału wielu czynników białkowych zawartych w osoczu (oznaczonych cyframi rzymskimi) oraz płytkach krwi (oznaczonych cyframi arabskimi).

Najważniejsze to:

I – fibrynogen,

II – protrombina (glikoproteid wytwarzany z kompleksu protrombinowego powstającego w wątrobie – źródło czynników IX i X),

X – przy udziałe czynnika V, Ca²⁺ i płytkowego czynnika 3 przekształca protrombinę w trombinę.

Proces krzepnięcia dzieli się na trzy następujące fazy:

Faza I – wytworzenie aktywnego czynnika X (aktywacja wszystkich czynników niezbędnych do zmiany protrombiny w trombinę)

Faza II – przekształcenie nieaktywnej protrombiny w aktywną trombinę.

Faza III – przekształcenie fibrynogenu (czynnik I) w fibrynę

Proces krzepnięcia w związku z narastającą aktywnością enzymatyczną przebiega (narasta) lawinowo i ma charakter kaskadowy (etapowy).

Jest XIII (osoczowych) czynników krzepnięcia krwi.

Wyróżniamy 2 drogi aktywacji X czynnika – zewnątrzpochodna i wewnątrzpochodna.

Głównym czynnikiem w zewnątrzpochodnym jest uwalniana tromboplastyna tkankowa, która razem z czynnikiem VIII i Ca²⁺ - 30sekund

Proces wewnątrzpochodny rozpoczyna się uwolnieniem kalikreiny (czynnik stymulujący uwalnianie kinin - naczyniorozkurczowe) i kininogenu następuje aktywacja XII czynnika aktywacja czynnika XI aktywacja IX razem z czynnikiem VIII, IV (Ca²⁺) i płytkowym czynnikiem 3 aktywacja czynnika X

Potem następuje wspólna dla w/w dróg. Aktywny czynnik X ma za zadanie aktywację protrombiny do trombiny. Następuje to poprzez współdziałanie X z IV (Ca²⁺) i płytkowego czynnika 3. Aktywna trombina powstała w tym procesie rozbija fibrynogen na fibrynopeptydy (sight product) i aktywne monomery, ważne w dalszym procesie. Następnie pojawienie się płytkowego czynnika 4 powoduje powstanie fibryny luźnej. Czynnik XIII powoduje retrakcję powstałego włóknika co kurczy naczynie w miejscy zranienia. Tworzenie się fibryny powoduje łapanie elementów morfotycznych krwi w jej sieci, masa skrzepu, uwalnianie przez te elementy substancji pomocniczych.

Zwieńczeniem procesu krzepnięcia jest tzw. ostateczny skrzep krwi, który może zamknąć naczynie na pewnej długości lub dalej narastać, a także oderwać się i popłynąć z prądu krwi, do odległych narządów np. płuc, stając się przyczyną płucnych zatorów naczyniowych, lub mózgu powodując udar.

W ciągu następnych kilku godzin lub dni od powstania skrzepu makrofagi z otaczającej tkanki łącznej wnikają do niego i fagocytują krwinki uwalniając hemoglobinę oraz stopniowo przekształcają się w fibroblasty. W ten sposób skrzep ulega organizacji łącznotkankowej w ciągu 7-11dni, zmieniając się w bliznę.

3. Fibrynoliza

Fibrynoliza jest fizjologicznym procesem likwidacji powstałego skrzepu i gojenia się rany. Fibryna i fibrynogen podlegają proteolitycznemu rozpadowi. Enzymem, który wywołuje fibrynolizę jest plazmina, stale występująca we krwi w postaci nieczynnego plazminogenu. Aktywatorami plazminogeny są:

1) tkankowy aktywator plazminogenu (tPA, tissue plasminogen activator),

2) urokinazowy aktywator plazminogenu (uPA, urokinase plasminogen activator) – urokinaza powstaje w nerkach,

3) inne enzymy zawarte w krwinkach, w śródbłonkach naczyniowych, osoczu i wydzielinach gruczołów. Szczególnie bogate aktywatory fibrynolizy są macica, prostata, płuca, tarczyca zewnątrzpochodny układ fibrynolizy. Aktywacja przez aktywatory zawarte we krwi wewnątrzpochodny układ fibrynolizy.

Inhibitory krzepnięcia

Krzepnięcie krwi jest stale hamowane przez wiele czynników:

Trombomodulina występująca na powierzchni komórek śródbłonka naczyniowego wiąże trombinę.

Białka C i S niszczą akcelerynę (Va – aktywna forma czynnika V) i konwertynę (VIIa – aktywna forma czynnika VII).

Prostacyklina (prostaglandyna I2) wytwarzana w śródbłonku naczyń tętniczych działa przeciwstawnie do tromboksanu A i jest najsilniejszym ze znanych inhibitorów agregacji płytek.

Heparyna wytwarzana (w ilości 100mg/l osocza) przez granulocyty zasadochłonne (heparynocyty) i komórki tuczne (mastocyty). Inaktywuje czynnik X i trombinę.

Witamina K wpływa na wytwarzanie w wątrobie protrombiny (II) oraz czynników osoczowych VII, IX i X. Niedobór witaminy K uniemożliwia syntezę czynnika X i trombiny.

Kumaryna i jej pochodne na zasadzie antywitaminy K obniża produkcję protrombiny.

spadek temperatury spadek adhezji i agregacji płytek krwi oraz spadek reakcji enzymatycznych wzrost czasu krzepnięcia

Hirudyna – wytwarzana przez pijawki Hirudo medicinalis.

Wrodzony brak lub niedobór jednego z czynników krzepnięcia krwi powoduje zwolnienie lub upośledzenie procesu tworzenia się skrzepu.

Wrodzony brak lub niedobór czynnika VIII lub czynnik von Willebranda jest przyczyną hemofilli typu A. Powoduje ją defekt chromosomu X, dlatego jest cechą związaną z płcią żeńską.

Brak czynnika IX hemofilia typu B,

Brak czynnika XI hemofilia typu C.

Odporność nieswoista „pozakomórkowa”

Skóra

- bariera mechaniczna,

- złuszczanie naskórka (zrzucanie patogenów),

- bakterie saprofityczne (wypieranie bakterii chorobotwórczych),

- pH 3,3-3,5 (korzystne warunki bytowania dla saprofitów, niekorzystne dla patogenów),

- łój skórny (sebum) zawiera kwas mlekowy i nienasycone kwasy tłuszczowe, które cechują się silmym działaniem bakteriobójczym.

Błony śluzowe

Dróg oddechowych:

- warstwa żelowata śluzu, do której przyklejają się ciała obce,

- usuwanie obcych ciał przez ruch rzęsek,

- usuwanie obcych ciał przez odruch kaszli lub kichania,

- lizozym – lokalne działanie bakteriobójcze.

Przewodu pokarmowego:

- w jamie ustnej – ślina – mechaniczne wypłukiwanie, oraz lizozym obniżenie bakteryjnego rozkładu resztek pokarmowych,

- w żołądku – HCl pH 1-2 zabójczy dla większości drobnoustrojów z wyjątkiem bakteri kwasu mlekowego i Helicobacter pylori,

- w jelitach – warstwa śluzu, obecność lizozymu, ustawiczny przepływ zawartości, złuszczanie nabłonka jelitowego wraz z bakteriami.

Drogi moczowo-płciowe:

- pokryte warstwą

- niskie pH

Lizozym

Enzym obecny w fagocytach i wydzielinach, rozkładający wiązania kwasu neuraminowego z acetyloglukozą, które wchodzą w skład błony komórki bakteryjnej. Bardzo silne działanie bakteriobójcze, nawet w rozcieńczeniu 1:40 000.

Polipeptydy zasadowe znadjujące się w neutrofilach (leukina) i płytkach krwi (plakina). Działają bakteriobójczo, zarówno wewnątrzkomórkowo, jak i po uwolnieniu przy rozpadzie komórek uszkodzonych procesem zapalnym.

Interferon

Białko wytwarzane i wydzielane przez komórki zakażone wirusem i indukujące w tych komórkach (po uwolnieniu także w komórkach niezakażonych posiadających receptor dla interferonu) powstanie białka TIP (translation inhibitory protein) hamującego namnażanie wirusa (hamuje translację wirusowego mRNA).