Fizjologia krwi

Właściwości fizykochemiczne krwi

Właściwości fizyczne:

• Ciężar właściwy - mierzony w temp 22 stopnie wynosi ok. 1,02 kg/m3. Ciężar właściwy krwi zależy od liczby krwinek czerwonych (od zawartości hemoglobiny w krwinkach).

• Lepkość - jest ok. 4-5 razy większa od lepkości wody i zależy głównie od ilości białek, temperatury, zawartości CO2, zmienia się w zależności od ilości spożywanych pokarmów i płynów. Pokarmy węglowodanowe o dużej zawartości wody zmniejszają lepkość krwi a pokarmy tłuszczowe o małej zawartości wody zwiększają lepkość.

• Ciśnienie osmotyczne - Głównym czynnikiem odpowiedzialnym za wartość ciśnienia osmotycznego krwi są elektrolity. Szczególne znaczenie dla osmolarności mają jony Na+ i K+. Roztwory mające ciśnienie osmotyczne takie samo jak krew nazywa się roztworami izotonicznymi z krwią. Można je stosować jako płyny infuzyjne. Najczęściej stosowanym takim roztworem jest 0,9% wodny roztwór NaCl.

• Krzepliwość - osocze zawiera większość białkowych czynników krzepnięcia

• Przewodnictwo elektryczne

• Napięcie powierzchniowe

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE KRWI:

• aglutynacja – zlepianie się erytrocytów

• hemoliza – przejście barwnika krwi erytrocytów do otaczającej je cieczy, w której ulega rozpuszczeniu

• sedymentacja – opadanie erytrocytów

Funkcje krwi

1. rozprowadza po organizmie substancje odżywcze oraz

2. witaminy i hormony,

3. odprowadza do narządów wydalniczych (nerki, płuca,

4. wątroba, gruczoły potowe) substancje zbędne bądź

5. szkodliwe,

6. zapewnia możliwość regulacji termicznej. Termoregulacja- krew krążąc po ciele rozprowadza ciepło od narządów wytwarzających ciepło do tych co wytwarzają go mniej intensywnie)

7. buforuje (zapewnia w pewnych granicach stałe pH 7,35-

8. 7,45),

9. stanowi ważny czynnik w utrzymaniu homeostazy (pozwala na utrzymanie szczelności naczyń krwionośnych)

10. rozprowadza po organizmie O2, a odprowadza do płuc CO2,

11. udział w mechanizmach obronnych ustroju.

Skład krwi

• W skład krwi wchodzą składniki komórkowe (ok. 44%) i osocze (ok. 55%). Dalsze składniki krwi to hormony, rozpuszczone gazy oraz substancje odżywcze (cukier, tłuszcze i witaminy), transportowane do komórek, a także produkty przemiany materii (np. mocznik i kwas moczowy), niesione z komórek do miejsc gdzie mają być wydalone.

• Krew zawiera 92% wody oraz

składniki organiczne i nieorganiczne

• Ucieczce wody zapobiega ciśnienie osmotyczne.

Elementy morfotyczne

ERYTROCYTY

• Erytrocyty mają kształt dwuwklęsłych dysków. U ssaków tracą jądro przed wejściem do układu krążenia. Średnica ich waha się od 6,9 - 9mm, grubość na obwodzie wynosi ok. 2,0 mm, a w środku 1mm.

• Krwinki prawidłowej wielkości i kształtu - normocyty, większe od prawidłowych - makrocyty, mniejsze od prawidłowych - mikrocyty.

• Zawierają hemoglobinę (16g/100ml krwi). Hemoglobina jest to czerwony barwnik zawarty w erytrocytach. Jest kulistą cząsteczką składającą się z 4 podjednostek. U ludzi dorosłych hemoglobina prawidłowa (hemoglobina A) zawiera dwa rodzaje łańcuchów polipeptydowych, nazwanych łańcuchami a i b. Wyróżniamy 4 typy hemoglobiny:

• Osyhemoglobinę

• Methemoglobine

• Karbaminohemoglobine

• Karboksyhemoglobine

• Głowną funkcją erytrocytów jest transport tlenu. Wysokie ciśnienie parcjalne tlenu, niskie CO2 i zasadowe pH to warunki występujące w płucach, które sprzyjają wiązaniu tlenu.

• Erytrocyty są plastyczne i dopasowują swój kształt do średnicy naczyń krwionośnych.

• Czas życia: 120 dni

• Erytropoeza-30 dni.

• W prawidłowych warunkach tyle samo erytrocytów zostaje wyprodukowane co zniszczone

• Tkanki krwiotwórcze to u dorosłych czerwony szpik kostny a u płodu śledziona i wątroba.

• 30%obj krwi możemy stracić bez uszczerbku na zdrowiu. Erytropoeza wyrównuje te straty.

• Ulegają rozpadowi w śledzionie. Podczas rozpadu uwalniana jest hemoglobina, która następnie żyłą wrotną podąża do wątroby, a tam przekształca się w biliwerdynę, a następnie do bilirubiny. Bilirubina wchłaniana do krwi, przechodzi filtracje w nerkach a w osoczu zamienia się w urobilinogen(powoduje żółte zabarwienie moczu) i sterkobilinogen (brunatne zabarwienie kału).

LEUKOCYTY:

• Leukocyty są niemal bezbarwne i mniej liczne od erytrocytów, posiadają zdolność ruchu. Żyją nawet do 20 lat. Ich zadaniem jest ochrona organizmu przed patogenami takimi jak wirusy i bakterie. Ważną ich cechą jest to, że pod wpływem bodźców chemicznych (substancji wytwarzanych przez bakterie) mają zdolność przemieszczania się- CHEMOTAKSJA.

• Na ruch wpływają produkty rozkładu tkanek, produkty wysyłane przez bakterie.

• Funkcja odpornościowa leukocytów jest realizowana przez:

• fagocytozę (pochłanianie, trawienie komórek drobnoustrojów oraz martwych krwinek czerwonych przez część krwinek białych)

• odporność swoistą (przeciwciała)

Leukocyty dzielą się na:

1. Agranulocyty – pozbawione zaiarnistości w cytoplazmie.

• Limfocyty – Stanowią 25 – 35% ogólnej liczby leukocytów, zawierają duże kuliste jądro i mało cytoplazmy.

• Limfocyty T

• Dojrzewają w grasicy

• Wywołują odpowiedz immunologiczną typu komórkowego

• Na ich powierzchni znajdują się przeciwciała wiążące antygeny

• Po namnożeniu różnicują się na limfocyty cytotoksyczne i limfocyty T pamięci.

• Limfocyty B

• Dojrzewają w szpiku kostnym i węzłach chłonnych

• Są prekursorami plazmocytów wytwarzających przeciwciała (humoralna odpowiedz immunologiczna)

• Namnożone komórki różnicują się m.in. na limfocyty B plazmatyczne (produkują przeciwciała) i limfocyty B pamięci.

• Monocyty

• Stanowią 4 – 6% ogólnej liczby leukocytów

• Największe komórki krwi

• Duże jądro kształtu nerkowatego

• Mają zdolnośc ruchu i fagocytozy

• Wspólnie z limfocytami T uczestniczą w reakcjach odpornościowych

• Wytwarzają czynnik hamujący wzrost komórek nowotworowych oraz interferon – czynnik hamujący namnażanie wirusów

• Prezentują limfocytom T obce antygeny

• Po około 2 dniach przebywania we krwi przedostają się do tkanek i przekształcają w makrofagi pochłaniające bakterie, wirusy, grzyby i martwe komórki.

1. Granulocyty – mają płatowate jądro oraz ziarnistości w cytoplazmie o swoistych zdolnościach barwienia się.

• Neutrofile

• Stanowią 60% ogólnej liczby leukocytów

• Opuszczają światło naczyń krwionośnych

• Wykrywają i fagocytują różne czynniki chorobotwórcze

• Eozynofile

• Stanowią 2 – 4% ogólnej liczby leukocytów

• Poruszają się ruchem pełzakowatym

• Na drodze fagocytozy niszczą obce białka i sterują reakcjami alergicznymi

• Zwalczają pasożyty jelitowe.

• Bazofile

• Stanowią około 0,5% ogólnej liczby leukocytów

• Wykazują znikome właściwości poruszania się ruchem pełzakowatym

• Uczestniczą w reakcjach alergicznych

• Wytwarzają histaminę i heparynę.

TROMBOCYTY

• Kształt dysku

• Bezbarwne, różnokształtne fragmenty komórek

• Pozbawione jądra

• Powstają w czerwonym szpiku kostnym

• Ulegają degradacji w śledzionie

• Biorą udział w procesie krzepnięcia krwi.

OSOCZe

zasadniczy (główny), płynny składnik krwi, w którym są zawieszone elementy morfotyczne (komórkowe). Stanowi ok. 55% objętości krwi. Uzyskuje się je przez wirowanie próbki krwi. Osocze po skrzepnięciu i rozpuszczeniu skrzepu nazywamy surowicą krwi.

Właściwości:

Osocze krwi jest płynem składającym się przede wszystkim z wody, transportującym cząsteczki niezbędne komórkom (elektrolity, białka, składniki odżywcze), ale również produkty ich przemiany materii. Z powodu zdolności krzepnięcia odgrywa podstawową rolę w hemostazie. Białka osocza pełnią różne funkcje: odpowiadają za równowagę kwasowo-zasadową, ciśnienie onkotyczne, lepkość osocza, obronę organizmu, a w przypadku głodu są źródłem aminokwasów dla komórek. Osocze ma na ogół zabarwienie słomkowe, ale może przybierać także inne barwy w zależności od stanu fizjologicznego organizmu i spożytych pokarmów, np.:

• zielony - u kobiet stosujących antykoncepcję hormonalną,

• brązowy - w przypadku chorób wątroby,

• żółta - w przypadku spożycia dużej ilości tłuszczu

Skład:

• 90% – woda

• 7% – białka

• 3% – związki organiczne i nieorganiczne

• albuminy

• globuliny alfa 1

• globuliny alfa 2

• globuliny beta

• globuliny gamma

• lipoproteiny

• HDL

• IDL

• LDL

• VLDL

• kwasy tłuszczowe

• cholesterol

• trójglicerydy

• hormony

• glukoza

• witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K)

• dwutlenek węgla

• produkty metabolizmu białek (mocznik, aminokwasy)

• produkty metabolizmu hemu (bilirubina oraz urobilinogen)

• sole mineralne (Cl-,K+,Na+)

Białka osocza i ich funkcje

Białka dzielą się na trzy frakcje:

• Albuminy - 55%

• Globuliny - 38%

• Fibrynogen - 6,5%

Przyjmuje się, że źródłem albumin, fibrynogenu i ok. 50%

globulin, głównie typu a 1 i a 2 jest wątroba.

Albuminy

Albuminy są wytwarzane w wątrobie.

Funkcje albumin:

• wiążą i zatrzymują wodę w osoczu krwi a także

przyciągają wodę z płynu miedzykomórkowego wywierając

tzw. ciśnienie onkotyczne = 25 mmHg

• wiążą i przenoszą we krwi: hormony (np. tarczycy),

kwasy tłuszczowe, barwniki żółciowe.

Dzięki temu:

• chronią przed ucieczką wodę z naczyń krwionośnych

• nie dopuszczają do gromadzenia się wody w

tkankach i tworzenia się obrzęków

globuliny

• Globuliny są bardzo niejednorodną grupą dzielącą się na α1, α2, β i γ -globuliny.

• Alfa i beta-globuliny pełnią funkcje transportera różnych, często słabo rozpuszczalnych w wodzie składników osocza.

• Alfa-globulina, zwana ceruloplazminą transportuje miedź, Beta-globulina, zwana transferyną – żelazo. Inne globuliny przenoszą hormony steroidowe, karoteny,

• cholesterol, barwniki żółciowe i inne składniki

• Globuliny typu γ tworzą ciała odpornościowe (przeciwciała)

zwane immunoglobulinami, które dzielą się na:

• Immunoglobuliny G - IgG

• Immunoglobuliny A - IgA

• ImmunoglobulinyM - IgM

• Immunoglobuliny D - IgD

• Immunoglobuliny E – IgE

Fibrynogen

• Fibrynogen jest białkiem osocza, wytwarzanym w wątrobie. Stanowi 6% (4g/l) ogólnej ilości białka zawartego w osoczu.

• Z fibrynogenu powstają pod wpływem trombiny cząsteczki fibryny, które tworzą sieć włókien składającą się na skrzep krwi.

Erytropoeza

- Powstawanie i rozwój erytrocytów

• Proces odbywa się w szpiku kostnym kości płaskich i nasadach kości długich. Mechanizm kontrolowany jest przez glikoproteinowy hormon peptydowy – erytropoetynę (EPO).

• Do prawidłowego procesu erytropoezy, oprócz erytropoetyny, potrzebne są czynniki krwiotwórcze, tj.:

• żelazo

• witamina B12

• witamina B6

• witamina C

• kwas foliowy

• kwasy i substancje białkowe

• hormony

Rola witaminy B12 (cyjanokobalaminy)

W erytropoezie jest niezbędna do prawidłowej syntezy DNA w komórkach,

szczególnie szpiku kostnego, które wytwarzają komórki krwi. Brak kabalaminy upośledza dojrzewanie i podział jądra, a ponieważ tkanka krwiotwórcza należy do najszybciej namnażających się, brak tej witaminy prowadzi do zahamowania wytwarzania krwinek czerwonych.

Witamina B12 uwalnia się w żołądku ze związków z białkiem pod wpływem niskiego pH i działania pepsyny. Wolna cząsteczka witaminy B12 zostaje związana przez czynnik

wewnętrzny Castle’a w postaci kompleksu, umożliwiającego wchłonięcie cyjanokabalaminy w alkalicznym środowisku jelita cienkiego.

Wchłonięta z jelita witamina B12 gromadzi się w wątrobie, skąd uwalniana jest do krążenia oraz dociera do szpiku i innych tkanek.

Skutki niedoboru witaminy B12

• Zahamowanie dojrzewania komórek i wytwarzanie czerwonych krwinek, co również powoduje anemię.

• Powstające komórki nabierają charakterystycznego wyglądu i kształtu i zarówno one, jak i ich jądra stają się olbrzymie (stąd nazwa: "anemia megaloblastyczna" pochodząca od greckiego słowa"megas", czyli "wielki").

Zmniejszenie liczby krwinek białych i płytek krwi.

Czynniki regulujące erytropoezę(tworzenie erytrocytów

Erytropoetyna (EPO)

Wytwarzana w nerkach i wątrobie. (90% śródbłonka naczyń włosowatych otaczających kanaliki nerkowe w korze nerek) i wątrobie(10%)

Zmniejszenie prężności tlenu w nerkach stanowi zasadniczy czynnik zwiększający wydzielanie EPO do krwi (zmniejszona podaż tlenu do organizmu w stanach upośledzonego transportu tlenu)

Powstawanie erytrocytu

1. TSC → CFU-LM → CFU-GEMM → BFU → CFU-E (komórki macierzyste pnia)

2. proerytroblast

3. erytroblast zasadochłonny (bazofilny)

4. erytroblast wielobarwliwy (polichromatyczny)

5. erytroblast kwasochłonny (ortochromatyczny)

6. retikulocyt

7. erytrocyt

Hemoliza

- Rozpad krwinek czerwonych z wypływaniem z nich hemoglobiny do osocza krwi.

Przyczyny hemolizy:

1) działanie hemolizym: toksyn bakteryjnych (jady bakteryjne), pasożytniczych (zimnica), nowotworowych, jadów zwierząt (węży, skorpionów), leków, trucizn tj. sole ołowiu

2) mechaniczne uszkodzenie np. krążenie pozaustrojowe.

Hemoliza występuje także w żółtaczce hemolitycznej, żółtaczce noworodków i niedokrwistości.

CZYNNIKI HEMOLIZUJĄCE

1. Fizyczne:

Promieniowanie jonizujące, magnetyczne, ultradźwięki, przyspieszenia, zmiana temperatury

2. Chemiczne:

Substancje zwiększające ciśnienie osmolarne w erytrocytach, czynniki obniżające napięcie powierzchniowe krwi (detergenty), rozpuszczalniki organiczne

3. Biologiczne:

Toksyny bakteryjne, jady węży, alkaloidy roślinne

Podstawowe badania:

Odczyn Biernackiego , Hematokryt (sposób wykonania badania, czynniki wpływające na wynik )

HEMATOKRYT

Hematokryt jest to stosunek objętości krwinek czerwonych do całkowitej objętości krwi. Wyrażany jest zwykle w procentach.

42-48% to prawidłowy wynik. W czasie anemii spada do ok. 30%. Czerwienica 70% (nadmierna produkcja erytrocytów)

Wysoki hematokryt to tzw lepkość krwi która może prowadzić do rozwoju procesów zakrzepowych i niewydolności serca.

Hematokryt służy również do oceny ilości wody w organizmie (za niski to przewodnienie, a zawyżony to odwodnienie) ponieważ w osoczu jest dużo wody.

Klasyczny sposób oznaczania wskaźnika hematokrytowego, to metoda mikroskopowa[potrzebne źródło] lub makrometoda. Ta druga polega na umieszczeniu krwi w skalibrowanej i heparynizowanej kapilarze. Jeden koniec takiej kapilary uszczelnia się. Wirowanie prowadzi się przy 3000 obrotach na minutę przez ok. 30 minut lub 6000 obrotach na minutę przez 5 minut[4]. Wysokość osiadłego na dnie słupa erytrocytów w stosunku do wysokości całego słupa próbki jest właśnie szukanym wskaźnikiem.

Odczyn Biernackiego

– wskaźnik sedymentacji erytrocytów – miara szybkości opadania czerwonych krwinek w osoczu w jednostce czasu. Zwykle jest określany po jednej, a czasem dwóch godzinach. W warunkach fizjologicznych jest wartością stałą, zależną od masy właściwej krwinek i osocza, stężenia białek krwi, wielkości opadających cząstek i innych mniej poznanych czynników.

Wykonanie

Polega na pobraniu krwi, najczęściej z żyły odłokciowej, do strzykawki zawierającej cytrynian sodu i następnie umieszczeniu tej krwi w specjalnie kalibrowanej (co 1 milimetr) rurce.

Wartości prawidłowe

Dzieci

• noworodki – 0–2 mm/h

• niemowlęta (do 6 miesięcy) – 12–17 mm/h

Kobiety

• do 60 lat – poniżej 12 mm/h

• powyżej 60 lat – poniżej 20 mm/h

Mężczyźni

• do 60 lat – poniżej 8 mm/h

• powyżej 60 lat – poniżej 15 mm/h

czynniki wpływające na zmianę wartości

• Ciąża

• Poród

• Miesiączka

• Ostry stan zapalny

• Przewlekły stan zapalny - gorączka reumatyczna, reumatoidalne zapalenie stawów

• Niedokrwistość

• Niedoczynność i nadczynność tarczycy

• Stosowanie niektórych leków dożylnych

• Urazy, złamanie kości

• Nadkrwistość pierwotna lub wtórna

• Przewlekła niewydolność krążenia

• Niedobór fibrynogenu

• Alergia