Materiał wymagany do kolokwium.

Płyny ustrojowe, hemostaza.

Krew pełna składa się z substancji płynnej zwanej osoczem i zawieszonych w nim krwinek (elementów morfotycznych). Prawidłowa całkowita objętość krwi krążącej stanowi ok. 8% masy ciała (M70 kg= 5600ml krwi). Osocze (plasma) stanowi 55% objętości krwi. Jest ono płynem składającym się z wody, w której zawieszone są wielkocząsteczkowe białka, substancje niepolarne (glukoza, mocznik), substancje lipidowe, jony o małej masie cząsteczkowej, witaminy, sole mineralne itd. Zawiera ok. 90% wody, 7% białka, z którego 3% stanowi fibrynogen. Surowicą nazywa się osocze pozbawione fibrynogenu, np. poprzez zużycie w procesie krzepnięcia.

Hematopoeza (hemopoeza) jest procesem wytwarzania komórek krwi. Polega na stałym odnawianiu i uzupełnianiu komórek krwi, niszczonych fizjologicznie w śledzionie po spełnieniu swych funkcji. Mielopoeza: tworzenie erytrocytów, granulocytów zasadochłonnych, obojętnochłonnych i kwasochłonnych, monocytów, płytek krwi. Limfopoeza: proces tworzenia limfocytów. W życiu płodowym człowieka pierwszym narządem krwiotwórczym jest pęcherzyk żółtkowy, następnie wątroba i przejściowo śledziona, a dopiero w ostatnim trymestrze - szpik kostny. Szpik kostny jest jednym z największych narządów - osiąga wielkość i masę wątroby. Aktywny szpik z dużą ilością komórek określany jest jako szpik czerwony, szpik nieaktywny nacieczony przez tkankę tłuszczową nazywany jest szpikiem żółtym Mikrośrodowisko hematopoetyczne (HIM, hematopoietic microenvironment) jest strukturą anatomiczną i czynnościową szpiku, w której przebiega hematopoeza. Podścielisko szpiku tworzą zatoki naczyniowe z łączącą je siatką włókien retikulinowych oraz struktury zytoplazmatyczne. Światło zatok wyściełają komórki śródbłonka. Do HIM należą także fibroblasty, adipocyty oraz limfocyty.

ERYTROPOEZA: jest procesem wytwarzania dojrzałych krwinek czerwonych. Głównym mechanizmem regulującym liczbę nowo tworzonych erytrocytów jest indukowana hipoksją ekspresja erytropoetyny (EPO).

Hemoglobina (Hb): ma strukturę tetramerową,. Synteza hemoglobiny rozpoczyna się na poziomie erytoblastu zasadochłonnego, a jej rozpoczęcie powoduje przejście er. zasadochłonnego w polichromatofilny. Część białkowa hemoglobiny zbudowana jest z 4 łańcuchów polipeptydowych połączonych ze sobą wiązaniami jonowymi, stanowiących razem cząsteczkę globiny. Hb powstaje przez połączenie globiny z 4 cząsteczkami hemu zawierającymi 4 atomy żelaza. Hem jest związkiem atomu żelaza umieszczonego w środku pierścienia protoporfirynowego. Synteza ta odbywa się głównie w mitochondriach erytroblastów. Hemoglobina ma zdolność wiązania tlenu w sposób odwracalny (tlen łączy się z żelazem dwuwartościowym). W zależności od pH środowiska powinowactwo hemoglobiny do tlenu ulega zmianie. Powstający w tkankach CO2 łączy się z wodą tworząc nietrwały kwas węglowy, który dysocjuje do protonu i jonu wodorowęglanowego. W tkankach następuje odłączenie 4 cząsteczek tlenu od hemoglobiny i wiązanie 2 protonów, które są transportowane do płuc. W płucach, w wyniku przyłączania tlenu następuje uwalnianie protonów, które łącząc się z jonem wodorowęglanowym tworzą kwas węglowy. Kwas ten przekształcany jest przez dehydratazę węglanową do dwutlenku węgla usuwanego w procesie oddychania Zatem wiązanie tlenu zwiększa wydalanie CO2 z powietrzem wydychanym. To odwracalne zjawisko nosi nazwę efekty Bohra. Wzrostowi stężenia jonów wodorowych towarzyszy przesunięcie krzywej dysocjacji HbO2 w prawo, co oznacza niższe powinowactwo hemoglobiny do tlenu. Podsumowując efekt Bohra polega na szybkim wiązaniu tlenu w środowisku bogatym w tlen i jego szybkim oddawaniu w środowisku ubogim w tlen.

HEMATOKRYT - procentowy wskaźnik, będący stosunkiem krwinek do masy ogólnej krwi.

Neutrofile są najliczniejszą grupą krwinek białych we krwi obwodowej. Są to wyspecjalizowane komórki do zabijania bakterii i grzybów na drodze fagocytozy. Neutrofile posiadają 3 typy ziarnistości:

1. Pierwotne

2. Wtórne

3. Trzeciorzędowe

Eozynofile w krwi obwodowej przebywają krótko, po czym wędrują do narządów i tkanek, które mają kontakt ze środowiskiem zewnętrznym. Mają charakterystyczne okularowate jądro.

Bazofile stanowią najmniej liczną grupę komórek. Posiadają duże ziarnistości zawierające:

• histaminę,

• leukotrien D₄,

Posiadają receptory wiążące fragment Fc przeciwciał klasy IgE. Biorą one udział w mechanizmach obronnych organizmu oraz schorzeniach alergicznych.

Monocyty i makrofagi. Monocyty występują we krwi obwodowej. Z krwi migrują do tkanek i stają się długożyjącymi makrofagami.

Limfocyty wyróżnia się 2 podstawowe formy tkanki limfatycznej - centralną, na którą składają się szpik kostny i grasica, oraz obwodową, do której należą krew obwodowa, węzły chłonne, śledziona i tkanka limfatyczna związana ze śluzówką. Limfocyty B zasiedlające węzły chłonne, które są centrami rozrodczymi, znajdują się w fazie centroblasta. Centroblasty produkujące specyficzne przeciwciała mogą się różnicować w kierunku plazmocytów zaprogramowanych do produkcji dużej ilości przeciwciał bądź stać się komórkami pamięci, które są zdolne rozpoznać i odpowiedzieć na powtórne pojawienie się antygenu.

Limfocyty T

Limfocyty CD4+ (Th, helper):

• dostarczają sygnały do proliferacji i różnicowania się limfocytów T i B,

• pomagają w selekcji komórek B w centrach rozrodczych,

• biorą udział w aktywacji makrofagów,

Limfocyty CD8+ (cytotoksyczne):

• niszczą komórki docelowe poprzez indukcję apoptozy,

• niewielka ich liczba może pełnić funkcje pomocnicze.

PŁYTKI KRWI

Powstają w wyniku oderwania od megakariocytów (megakariocyt jest największą komórka organizmu' jeden megakariocyt może wytworzyć 2000-3000 płytek). Płytka krwi nie ma jądra komórkowego. Posiada 2 główne rodzaje ziarnistości:

• gęste - zawierają substancje niebiałkowe, wydzielane w odpowiedzi na aktywację płytek: serotonina, ADP, jony wapnia,

• α - fibrynogen, czynnik von Willebranda, fibronektyna, trombospondyna,

Główną funkcją płytek krwi jest udział w hemostazie.

HEMOSTAZA

Hemostaza to zespół procesów fizjologicznych zapewniających sprawne hamowanie krwawienia po uszkodzeniu ściany naczyń krwionośnych, szczelność łożyska naczyniowego oraz płynność krążącej krwi (hemostaza: krzepnięcie = fibrynoliza). Rozróżnia się hemostazę pierwotną i wtórną. Pierwsza odbywająca się w ciągu kilkunastu sekund polega na skurczu uszkodzonego naczynia oraz przyleganiu (adhezji) i gromadzeniu się (agregacji) płytek krwi w miejscu uszkodzenia z wytworzeniem płytkowego czopu hemostatycznego. Uszkodzona ściana naczynia jest źródłem czynnika tkanowego-TF. TF inicjuje aktywację krzepnięcia krwi i w następstwie umacnianie czopu płytkowego przez złogi fibryny. Proces ten trwa kilka minut i jest nazywany hemostazą wtórną. Głównymi elementami hemostazy są zatem ściana naczyń krwionośnych, płytki krwi oraz układy krzepnięcia i fibrynolizy.

ROLA PŁYTEK KRWI W PROCESIE KRZEPNIĘCIA

Poprzez swoiste receptory płytki mogą przyłączać się do powierzchni podśródbłonkowej, odsłanianej po uszkodzeniu naczynia (zwłaszcza do kolagenu). Do najważniejszych receptorów płytek należą:

• GpIIb/IIIa - umożliwia wiązanie płytek z fibrynogenem,

• GpIb/IX/V - odpowiedzialna za wiązanie z czynnikiem von Willebranda.

Uszkodzony śródbłonek jest źródłem czynnika vWF. Obecne w krążeniu płytki wiążą się za pomocą glikoproteiny GpIb/IX/V z vWF, co umożliwia ich adhezję do śródbłonka i warstwy podśródbłonkowej. Adhezji płytek towarzyszy ich aktywacja, polegająca na zmianie kształtu. Aktywacji towarzyszy degranulacja. Dzięki obecności receptorów dla fibrynogenu (GpIIb/IIIa) następuje wzajemne łączenie się płytek, czyli ich agregacja. Zmiana kształtu płytek prowadzi do ekspozycji fosfolipidów (fosfatydyloseryny i fosfatydyloetanoloaminy) błony. Zwiększona ekspresja fosfolipidów w zewnętrznej warstwie błony komórkowej doprowadza do wytworzenia się powierzchni prokoagulacyjnej, na której mogą zachodzić procesy krzepnięcia z udziałem osoczowych czynników krzepnięcia.

KASKADA KRZEPNIĘCIA

Przebieg kaskady krzepnięcia precyzyjniej można opisać, dzieląc ją na kolejne fazy: fazę indukcji, fazę wzmocnienia i fazę efektorową.

1. Faza indukcji: następuje odsłonięcie czynnika tkankowego TF. Do bezpośredniego kontaktu TF obecnego w tkance podśródbłonkowej z krwią dochodzi na skutek uszkodzenia komórek endotelium przez uraz, zabieg operacyjny czy mukopolisacharydy błony komórkowej bakterii. Uszkodzenie śródbłonka umożliwia połączenie czynnika TF z czynnikiem VII, który podlega autoaktywacji. Czynnik VII może być aktywowany również przez trombinę i Xa. Powstały kompleks TF/VIIa aktywuje czynnik IX przez co rozpoczyna fazę wzmocnienia.

2. Faza wzmocnienia: aktywny czynnik IXa wraz z aktywnym czynnikiem VIIIa, jonami wapnia i fosfolipidami płytek tworzy kompleks zwany tenazą, którego zadaniem jest aktywacja czynnika X. Aktywny czynnik Xa wraz ze swoim kofaktorem aktywnym czynnikiem Va i fosfolipidami tworzy kolejny kompleks, zwany protrombinazą. Kompleks ten powoduje przekształcenie protrombiny w trombinę. Początkowo stężenie trombiny jest zbyt niskie, aby wytworzyć dostateczną ilość włóknika. Rola trombiny w niewielkim stężeniu polega głównie na aktywacji płytek krwi oraz czynników: V, VIII i IX. W ten sposób powstaje układ dodatnich sprzężeń zwrotnych potęgujących generowanie trombiny.

3. Faza efektorowa: trombina rozszczepia cząsteczki fibrynogenu na monomery fibryny i fibrynopeptydy A i B. Monomery fibryny polimeryzują tworząc złogi fibryny, stabilizowane przez wiązania disiarczkowe tworzone przy współudziale czynnika XIIIa. Powstający włóknik jest reakcją naprawczą na uszkodzenie ściany naczynia.

Droga wewnątrzpochodna procesu krzepnięcia rozpoczyna się od aktywacji czynnika XII w wyniku kontaktu z ujemnie naładowaną powierzchnią (kolagen). Aktywny czynnik XIIa przekształca plasminogen w aktywną plazminę, w wyniku czego aktywuje proces fibrynolizy. Zasadnicze zadanie procesy fibrynolizy polega na rozpuszczaniu wewnątrznaczyniowych złogów włóknika i utrzymaniu drożności naczyń. Endotelium jest źródłem t-PA i u-PA, które aktywują plazminogen. Powstała plazmina degraduje włóknik do FDP - produktów degradacji fibryny.

Kontrola procesu krzepnięcia i fibrynolizy: nieuszkodzony śródbłonek ma właściwości antytrombogenne: jest źródłem antytrombiny, PAI-1, na swej powierzchni posiada białko receptorowe dla PC i PS - trombomodulinę.

Antytrombina w połączeniu z trombiną tworzy nieaktywny kompleks, ponadto inaktywuje czynniki: IX, X, XI, XII.

Białko C w obecności swego kofaktora białka S inaktywują Va i VIIIa.

TFPI (inhibitor drogi krzepnięcia zależnej od TF) hamuje krzepnięcie poprzez inaktywację kompleksu TF/VIIa oraz Xa.

Głównym inhibitorem plazminy jest alfa2-antyplazmina. Aktywatory plazminogenu są hamowane przez PAI-1, PAI-2.

TAFI (inhibitor fibrynoliza aktywowany trombiną) hamuje fibrynolizę poprzez rozcinanie fibryny.

---