CÉVNÍ SOUSTAVA
Velký tělní oběh (systémový oběh)
Začíná levou komorou a z ní vystupující srdečnicí (aorta). Srdečnici rozdělujeme na několik částí. Hned za srdcem je levý oblouk aorty (stáčí se nalevo dozadu) a přikládá se zleva k páteři jako sestupná aorta. Z oblouku aorty vystupují 2 věnčité tepny, tepna hlavopažní (po 2-4 cm se větví na pravou krkavici a pravou podklíčkovou tepnu), levá krkavice a levá podklíčková tepna. Krkavice zásobují hlavu a podklíičkové tepny horní končetiny.
Bránice dělí sestupnou aortu na oddíl hrudní (nad bránicí) a oddíl břišní. Z hrudního oddílu vystupují arterie zásobující jícen a průdušky a mezižeberní tepny. Z břišního oddílu vystupují párové arterie zásobující bránici, nadledvinky, ledviny a pohl. žlázy a nepárové arterie vedoucí k žaludku, játrům, slinivce břišní, slezině a tenkému a tlustému střevu.
U 4. bederního obratle, se sestupná aorta větví na 2 tepny kyčelní. Vnitřní větve tepen zásobují orgány malé pánve (moč. měchýř, konečník, pohlavní orgány) a vnější větve dolní končetiny.
Tepny se větví na tepénky (arterioly) a dále pak na vlásečnice (kapiláry). Ty se spojují v žilky (venuly) a pak v žíly (veny). Horní a dolní dutá žíla ústí do pravé srdeční síně. Horní dutá žíla sbírá krev z hlavy a horních končetin, zatímco dolní dutá žíla vede krev z dolních končetin, stěn břišních a orgánů uložených v břišní dutině.
Do tělního oběhu patří také oběh vrátnicový. Vlásečnice ze stěn žaludku, střev, slinivky břišní a sleziny se spojují do vrátnicové žíly vedoucí do jater, kde se větví na vlásečnice a zásobují jaterní lalůčky. Poté se opět spojují a vystupující jaterní žíla odevzdává krev dolní duté žíle.
Malý plicní oběh
Začíná pravou komorou odkud vystupuje plicní kmen, který se poté dělí na 2 tepny plicní vstupujících do plic. Tam se větví na tepénky a vlásečnice vedoucí do stěn plicních sklípků. Tam dochází k okysličení krve a vlásečnise se potupně spojují ve 4 plicní žíly ústící do levé síně.
Srdce (cor, cardia)
Kuželovité s hrotem směřujícím doleva a velikostí jako pěst váží 170-330 g.
Srdce je uloženo ve vazivovém vnějším obalu osrdečníku (perikardu). Po velkých cévách přechází perikard na srdce jeko vnitřní vazivový obal (epikard). Mezi perikardem a epkardem je štěrbina vyplněná tekutinou umožňující pohyby srdce. Pod epikardem se nachází svalovina srdeční (myokard). Vnitřní výstelku srdce tvoří nitroblána srdeční (endokard).
Podélnou přepážkou je srdce rozděleno na dvě poloviny. Každá z nich se skládá z tenkostěnné síně (atrium) a silnostěnné komory (ventriculus) - stěna levé komory je nejmohutnější. Pravou sín a komoru odděluje trojcípá chlopeň (valvula tricuspidalis). Mezi levou síní a komorou je chlopeň dvojcípá (valvula bicuspidalis). Proti vyvrácení do síní jsou chlopní opatřeny vazivovými vlákny - šlašinkami.
Do pravé síně vstupuje horní a dolní dutá žíla, z pravé komory vystupuje plicní kmen. Do levé předsíně vstupují plicní žíly a z levé komory vystupuje srdečnice (aorta).
Činnost srdce
Srdce má vlastní automacii a rytmicitu.
Automacie znamená, že impulzy pro činnost srdce vznikají v srdci samém v tzv. převodním systému srdečním (pozměněná srdeční svalovina, víc cytoplazmy, méně vláken). Začíná v sinusovém uzlíku (nodus sinuatrialis), který leží v horní části pravé síně při ústí horní duté žíly. Impulzy zde vznikajcí změnami propustnosti buněk pro ionty Na+ a K+ jsou převáděny do síňokomorového uzlíku (nodus atrioventricularis). Ten se nachází v pravé síni u ústí dolní duté žíly. Z tohoto uzlíku vychází svazeček vláken, tzv. Hisův svazek, který zabezpečuje spojení svaloviny síní a komor. V podélné přepážce se můstek rozděluje na 2 raménka a ty končí v obou komorách jako síť Purkyňových vláken.
Rytmicita pomocí autonomních vegetativních nervů (parasympatikus činnost zpomaluje, sympatikus zrychluje) zajišťuuje pravidelnost stahů srdce.
Srdce se stahuje od síní směrem dolů, střídavě se smršťuje (systola) a ochabuje (diastola). Střídání systoly a diastoly se nazývá srdeční revoluce (cyklus) a opakuje asi 70krát za min. Má 3 fáze.
1. systola síní: po vzniku impulzu v sinusovém uzlíku dochází k systole síní a doplnění komor krví (částečně se komory plní již před stahem síní). Poloměsíčité chlopně jsou uzavřené.
2. systola komor: podráždění se přenese z pravé síně do komor a následuje systola komor. Síně se plní krví, cípaté chlopně jsou uzavřené a krev z komor je hnána do plicního kmene a aorty.
3. diastola: síně i komory v diastole (síně se plní krví z horní a dolní duté žíly, komory se částečně plní ze síní). Cípaté chlopně jsou otevřené, poloměsíčité uzavřené. Systola trvá 0,3 s a diastola 0,5 s při 75 tepech/min.
Tepenný (systolický) objem: objem krve při jednom srdečním stahu. V klidu 60-80 ml, při zátěži 100-150 ml.
Minutový objem srdeční: objem krve, který srdce přečerpá za 1 minutu, při 72 tepech za minutu asi 5 litrů (při namáhavé práci se může zvětšit až na 40 litrů)
Činnost srdce navenek
1. v 5. mezižebří je cítit narážení srdce na hruď
2. srdeční ozvy: 1. systolycká ozva - nejhlasitější, uzavírání cípatých chlopní, 2. diastolická ozva - uzavírání poloměsíčitých chlopní. V případě, že chlopně nepřiléhají, protéká vzniklou štěrbinou krev a slyšíme šelesty.
3. elektrické impulzy ze sinusového uzlíku: elektrokardiografie zaznamenává elektrické impulzy srdce pomocí elektrod na povrchu těla. Zapsaný graf se nazývá elektrokardiogram (EKG). Na grafu se rozlišuje 5 vln (oblé výchylky) a kmitů (špičaté výchylky). Ty vypovídají o změnách el. potenciálů, značí se PQRST.
4. tep (pulz): roztažení a ztažení cév, dobře hmatné na periferiích, nejčastěji se měří na dolním konci předloktí na palcové straně (asi 70 tepů/min). Při spánku se snižuje až o 10 tepů/min. Při námaze stoupá až na 180-200 tepů. Vyšší frekvence je nebezpečná, neboť stahování pak není účinné. Při délce života 70 let přečerpá srdce asi 170 milionů l krve a vykoná 2,5 . 109 tepů.
Řízení činnosti srdce
Kardiovaskulární centrum uložené v prodloužené míše je ovlivňováno hypothalamem a mozkovou kůrou. V klidu protéká krev 25-35 % vlásečnic v těle, ve svalech jsou uzavřeny. Při svalové aktivitě se vlásečnice ve svalech otevírají uvolněním hladkých svalů svěračů na konci tepének. Současně se musí zvýšit výkonnost srdce. Signály z hypothalamu a mozkové kůry zvyšují sílu i frekvenci srdečních stahů nutnou pro zvýšení průtoku krve svaly. Adrenalin a noradrenalin se vylučují z nadledvinek na základě informací z receptorů v cévách, především při stresu.
Výživa srdce
Zajištěna věnčitými (koronárními - z lat. corona = věnec) tepnami. Vytvářejí věnec okolo srdce. V klidu dodávají 225 ml krve/min, při práci až 2 l. Odstupují od aorty těsně za poloměsíčitými chlopněmi a větví se do vlásečnic prostupujících srdce. Žilným splavem se krev vrací do pravé komory. Srdeční sval potřebuje 4-5krát víc O2 než ostatní svaly.
Cévy
Slouží k rozvádění krve, a tím i živin a dýchacích plynů, po těle. POdle stavby cévní stěny a průměru cév rozlišujeme tepny, tepénky, vlásečnice, žilky a žíly.
Tepny (arterie)
Vedou krev ze srdce. Postupně přecházejí v tepénky a ty se větví do vlásečnic.
Mají pevné a pružné stěny. Na vnější straně mají vazivový obal, který obsahuje nervy (autonomní nervstvo) - sympatické nervy (vazokonstrikční účinky, tj. stahování cév) a parasympatické nervy (vazodilatační - roztahování cév). Vedou tudy senzitivní vlákna z baro- (tlak, v aortě a krkavicích) a chemoreceptorů (množství O2 a CO2) do prodloužené míchy.
Střední část stěny je tvořena vazivem s elastickými vlákny. Pomáhá proudění krve - při systole komor se na začátku aorty vyduje stěna, vrací se zpátky. Toto vydouvání a ztačování stěny postupně přechází k periferiím a tlačí krev. Rychlost proudění krve je v aortě 30 cm/s a 0,5 cm/s ve vlásečnicích. Vnitřní strana je vystlána vrstvou endotelových buněk, tj. tenkých buněk s nesmáčivým povrchem, které produkují různé látky.
Tepénky (arterioly)
Mají průměr menší než 100 µm. Stavba stěny je stejná jako u tepen, pouze střední vrstva je tvořena hladkou svalovinou místo elastického vaziva.
Vlásečnice (kapiláry)
Jejich průměr je 5-20 µm, délka asi 0,5 cm a tlouštka stěny 0,2 µm. Celkový povrch vlásečnicje 6 400 m2. Stěny tvoří pouze vrstva endotelových buněk. Prostupují všechny tkáně kromě pokožky a její deriváty (nehty, vlasy, chlupy), oční rohovka a chrupavky. Jejich stěnami prostupují živiny, kyslík z krve do tkání, obráceně pak oxid uhličitý a odpadní látky. Jejich stěnou mohou prostupovaat i leukocyty - uplatnění při obraně proti infekci. Na začátku vlásečnic přecházejí látky do mezibuněčných prostorů a na konci tkáňová tekutina do vlásečnic.
Žilky (venuly)
Vlásečnice po odevzdání kyslíku tkáním a přijmutí oxidu uhličitého přecházejí v žilky. Ty mají stejnou stavbu jako následující žíly, pouze jsou menšího průsvitu. Spojováním žilek vznikají větší žíly.
Žíly (vény)
Jejich stěny má stejné vrstvy jako tepny, pouze tenčí. Na stěnách žil dolních končetin jsou chlopně zajišťující jednosměrný průtok krve k srdci. Pohybu krve déle napomáhají stahy kosterního svalstva, podtlak v hrudní dutině při vdechu, gravitace (u žil výš nebo ve stejné úrovni srdce) a masírování žil tepnami.
V místech chlopní, kde je cévní stěna žil nejslabší se stěny povrchových žil mohou vakovitě rozšířit a vznikají tak "křečové žíly" (žilní městky - varixy). V místě městku mohou vzniknout krevní sraženiny (tromby), a tím dochází k ucpání žil. Při poškození výživy kůže dochází k bércovým vředům.
Proudění krve v cévách
Objemový tok krve (Q): množství kve protékající cévami za jednotku času. Je přímo úměrné velikosti krevního tlaku Q = TK/PO (TK = krevní tlak, PO = perifeerní odpor - největší v tepénkách). V důsledku PO klesá krevní tlak směrem od srdce, zúžení arteriol se vyrovnává zvýšením krevního tlaku a zvýšenou srdeční činností, při dlouhodobém vysokém tlaku je srdce vysoce namáháno, a proto lidé trpící vysokých krevním tlakem častěji podléhají srdečním chorobám.
Krevní tlak: tlaková síla proudící krve působící na plošnou jednotku cévní stěny, při diastole je to síla zabezpečující nepřetržitý tok krve. Ve velkých žílách je tlak nízký, asi 4 mm Hg, krev proudí pomalu - 1/4 rychlosti v tepnách.
Tlakový spád: hnací síla, rozdíl tlaku mezi tepennou a žilní částí. V žilách je tlak nízký, proto se obvykle za hnací sílu považuje tlak arteriální.
Regulace krevního tlaku
Probíhá reflexně prostřednictvím kardiovaskulárního centra v prodloužené míše. To pomocí sympatických a parasympatických nervů ovládá činnost srdce a hladkého svalstva cévních stěn (především arteriol). Kardiovaskulární centrum není v činnosti nezávislé, nýbrž je ovlivňováno mozkovou kůrou a hypothalamem (vysílá signály s požadavky na výkon dýchací a oběhové soustavy při fyzické a psychické zátěži).
Centrum vyšle akční potenciály (signály) o určité frekvenci, a tím ovlivní činnost srce a velikost stahu arteriol. Baroreceptory v aortě a krčních tepnách měří hodnotu krevního tlaku - signál o ní vrátí zpět do centra. Při nízkém tlaku je i nízká frekvence signálů z baroreceptorů. Centrum směřuje k zvýšení srdečního výkonu a zúžení cév. Při vysokém tlaku se srdeční výkon sníží a cévy roztáhnou. Tyto pochody fungují na principu zpětných vazeb.
Krevní tlak při lékařském vyšetření
Měří se v pažní tepně tonometrem. Paže se stáhne gumovou manžetou a tlakem vzduchu v manžetě se zastaví průtok krve. Poté se tlak uvolňuje až je v naslouchacím přístroji (fonendoskopu) slyšet zvuky proudící krve (Korotkovovy zvuky). Tehde se na stupnici odečete hodnota systolického tlaku. Dále se zvuky zvyšují a nakonec odeznívají. Při vymizení zvuků se odečte hodnota tlaku diastolického. Zvuky vznikají vibrací tepny v důsledku vířivého toku krve ve stlačené tepně. Uvolňováním tlaku proudí více krve a víření se snižuje až odezní a s ním i zvuky ve fonendoskopu. Existují i digitální přístroje (bez rtuťového sloupce).
Tlak systolický: při stahu komor, je určen výkonem srdce, kolísá mezi 13 a 21 kPa (100-160 mm Hg = Thorrů)
Tlak diastolický: při uvolnění komor, dán odporem v periferních cévách, 9-12 kPa (70-90 mm Hg)
Naměřený tlak se zapisuje zlomkem.
Hypertenze (vysoký krevní tlak): 21/12 kPa (160/90 mm Hg) a vyšší, působí nepříznivě na srdce, mozkové cévy a další orgány, vysoký krevní tlak má asi 20 % dospělých ve většině zemí, příčinou může být např. aterioskleróza
Hypotenze (nízký krevní tlak): 12/8 kPa (90/60 mm Hg) a nižší, může způsobovat závratě až mdloby
Tlak se obvykle zvyšuje ve stráří, kdy ubývá pružnosti stěn arterií a zvětšuje se tak jejich odpor. Tlak v tepnách je větší než v žílách, v horní a dolní duté žíle může vzniknout i podtlak.
Onemocnění
Arterioskleróza: vzniká ztluštěním stěn cév a ztrátou jejich elasticity, a tím zúžením cév.
Ateroskleróza: forma arteriosklerózy. Poškození cévních stěn velkých a středních arterií (hlavně aorty, koronárních tepen a arterií v mozku) ukládáním lipidů ve formě tzv. arteriosklerotických destiček neboli plátů (ateromy) tvořených cholesterolem, vápenatými solemi a zbytky rozpadlých buněk. Destičky rostou a zužují arterii. Proudění krve se zmenšuje. Do cévní stěny se dostávají lipoproteiny s cholesterolem a lipoproteiny o nízké hustotě, tato fáze probíhá desetiletí. Poslední fáze probíhá jen několik hodin. V místě poškození stěny se nahromadí trombocyty a vzniká krevní sraženina (trombus), jenž uzavře cév. Tkáň zásobovaná touto cévou tak odumírá. Při ucpání koronární cévy nastává infarkt, je-li touto cévou mozková tepna dochází k mozkové mrtvici často doprovázené prasknutím poškozené cévy a výronem krve do mozku.
Srdeční ischemie (ischemická choroba srdeční): ucpání koronární cévy, následuje infarkt myokardu (z lat. infarctio = ucpání). Předchází mu ateroskleróza. Při uzavření koronární cévy dochází k odumření (nekróze) části srdečního svalu. Poškozené místo se v lepším případě nahrazuje vazivem a není pak schopno cele plnit svou funkci.
Další ischemickou chorobou srdeční je angina pectoris (z lat. svírání hrudi). Projevuje se svíravou, krátkodobou bolestí na hrudi. Je způsobena nedostatkem kyslíku v srdečním svalu díky aterosklerotického ucpání koronární cévy a vyvolána fyzickou námahou nebo rozrušením.
Křečové žíly: povrchové žíly na dolních končetinách jsou nepravidelně rozšířeny a vznikají žilní městky (v místě chlopní, kde je cévní stěna nejtenčí), kde mohou vzniknout krevní sraženiny (tromby) a ucpat žílu, což vede k následným zánětům.
Bércové vředy: při poruše výživy kůže
Léčba ischemických srdečních onemocnění se provádí cévním přemostěním (bypass), kdy se poškozená céva nahradí jinou cévou (obvykle částí žíly ze stehna nebo lýtka). Jiným způsobem léčby je angioplastika. Do stehenní tepny v třísle se zavede cévka (katetr) s balonkem a vyvede se do koronárního řečiště. Opakovaným naplněním balonku se céva roztáhne a balonek s katetrem se vytáhnou ven.
Přirozená obrana proti ateroskleróze je pomocí lipoproteinů s vysokou hustotou. Ty odvádí cholesterol do jater, kde se přemění na žlučové kyseliny a odstraní trávicí trubicí. K jejich tvorbě přispívá tělesný pohyb. Proti ateroskleróze také příznivě působí dostateční příjem vitaminů A (především provitaminu A β-karotenu), C a E. Nejlepší léčbou je prevence, tj. tělesný pohyb, pravidelnéými faktory jsou kouření, cukrovka, vysoký krevní tlak, obezita. Změny na cévní stěně se mohou objevovat už od věku 30 let.
Hypercholesterolémie: hladina cholesterolu vyšší než 6, 5mmol/l, normální je hodnota 5,2-6,5 mmol/l
)
TĚLNÍ TEKUTINY
V těle je obsaženo 42 litrů vody (v buňkách 2/3 objemu, mimo buňky 1/3 objemu). Tělní tekutiny tvoří 53 % hmotnosti těla.
Nitrobuněčná (intracelulární): obsahuje velké množství K+, Mg2+ a PO43-
Mimobuněčná (extracelulární): obsahuje Na+, Cl-, Ca2+, HCO3-, glukózu, mastné kyseliny, O2 a CO2
mezibuněčná: tkáňový mok (životní prostředí všech buněk) - 10,5 l
tekutina v cévách: krev, míza (lymfa) - vzniká z tkáňového moku
Krev a tkáňový mok jsou odděleny stěnami cév (vlásečnice umožňují průchod vody). Neliší se v obsahu solí, ale v obsahu bílkovin. Tkáňový mok neobsahuje velké bílkoviny (neprostoupí stěnou vlásečnic).
Tkáňový mok, krev a lymfa jsou trofická pojiva, která vytváří vnitřní prostředí organismu. Každá jeho změna je upravována, tzn. udržuje se stálé prostředí neboli homeostázu. U všech živočichů je vnitřní prostředí přibližně stejné, obecně je vnitřním prostředím roztok solí (převládá chlorid sodný). Svým složením se podobá mořské vodě (organismy měly svůj počátek v moři). Větší poruchy (výchylka koncentrace H+, Ca2+, K+, Cl-, vody, pH, tělesné teploty, glukózy ad.) se projevují vážnými poruchami.
Krev (sanguis)
Krev je červená neprůhledná kapalina skládající se z krevní plazmy (55 %) a krevních elementů (45 %). Objem krve je u mužů 5-6 l, u žen 4,5-5 l, tj. asi 8 % hmotnosti těla. Organismus bez potíží snese ztrátu 0,5 l krve, ztráta větší než 1,5 l ohrožuje život.
Za den se vytvoří asi 50 ml krve, za rok 18 l.
Funkce:
specifické:
udržení homeostázy (osmotický tlak, pH)
obranné (imunita)
schopnost srážení
termoregulace
transportní:
přenos dýchacích plynů
rozvod živin a odvádění zplodin
účast na řízení (přenášení hormony, vitamíny)
rozvod tepla po těle (vyrovnává teplotní rozdíly mezi orgány)
Složení krve
Krevní plazma
Krevní plazma je průhledná tekutá složka krve o objemu 3,5 l s nažloutlou barvou. 91 % objemu tvoří voda, 9 % rozpuštěné látky (8 % organické, 1 % anorganické látky).
Organické látky
albuminy - váže se na ně voda, tj. regulují výměnu vody mezi krví a tkáňovým mokem
globuliny - α a β-globuliny (transport tuků a železa), γ-globuliny (protilátky)
protrombin
fibrinogen
glukóza - konc. 4,4-5,5 mmol/l, hypoglykémie (malá koncentrace glukózy), hyperglykémie (velká koncentrace glukózy
hormony a další přenášené látky
Anorganické látky
ionty Na+ - 150 mmol/l, Cl- - 100 mmol/l, NaHCO3 -30 mmol/l, K+- 5 mmol/l
Plazma odpovídá fyziologickému roztoku, tj. 0,9% roztoku NaCl. To udržuje stálou osmotickou hodnotu. Plazma má pH 7, 4 (výkyvy 7,35-7,45).
Krevní elementy (buňky)
I. červené krvinky (erythrocyty)
U mužů se v 1 mm3 nachází 5-5,5 milionů erythrocytů, u žen 4,5 milionů v 1 mm3, u novorozenců 7 milionů na 1 mm3. Se stoupající nadmořskou výškou (klesajícím objemem kyslíku ve vzduchu) se počet erythrocytů zvyšuje. Objemový podíl červených krvinek v krvi udává hematokrit - muži: 45 %, ženy 41 %.
Červené krvinky jsou kruhovité, bezjaderné, uprostřed ztenčené. Nemají mitochondrie ani ribozómy. Obsahují 60 % vody a 40 % sušiny. 95 % sušiny tvoří hemoglobin, jedna červená krvinka má asi 265 000 000 molekul hemoglobinu.
Vznikají v kostní dřeni epifýz, plochých kostí lebky a trupu (v dětství i v dlouhých kostech). K tvorbě erythrocytů je třeba vitamin B12, hormon erythropoetin a železo. Tvorba krvinek hodně citlivá na radioaktivní záření - vzniká chudokrevnost (anémie).
Červené krvinky žijí asi 120 dní a pak zanikají ve slezině. Rozpad krvinek se nazývá hemolýza. Rozpadem hemoglobinu při zániku krvinek vzniká žlučové barvivo bilirubin a uvolňuje se Fe jež je znovu využito k tvorbě nového hemoglobinu (vyloučí se pouze malá část, která musí být doplněna potravou. U novorozenců po porodu se počet krvinek upravuje, rozpadají se a uvolňuje se bilirubin. Vzniká tak dětská žloutenka - není nebezpečná.
Sedimentace červených krvinek
Lékařské vyšetření, kdy se zamezí srážení krve (např. kyselinou citronovou nebo šťavelovou, která vysráží Ca2+) a části krve se pak rozdělí podle hmotnosti. U mužů je rychlost sedimentace 2-5mm/h, u žen 3-8mm/h. Rychlost sedimentace závisí na složení plazmy, zvyšuje se při infekčních a zánětlivých onemocněních. Je to nespecifická zkouška (podává pouze informace o vzniku a ústupu onemocnění ne o příčině).
II. Bílé krvinky (leukocyty)
Obsahují jádro, nemají stálý tvar a mohou se množit. Počet leukocytů v 1 mm3 je asi 5 000-8 000, avšak kolísá (např. ráno nalačno je jich méně než po najedení, při zánětlivých onemocněních se zvyšuje na počátku břišního tyfu snižuje.
Žijí několik hodin až dní, paměťové buňky až po celý život. Mají schopnost fagocytózy, diapedeze (průnik skrz stěnu cév přes mezibuněčné prostory) a měňavkovitého pohybu.
Leukocyty dělíme podle barvitelnosti na granulocyty a agranulocyty.
Granulocyty
V cytoplazmě mají barvitelná zrníčka (granula) a laločnatá nebo podkovovitá jádra. Vznikají v kostní dřeni.
Neutrofilní granulocyty (50 až 70 %):
Barví se zásaditými i kyselými barvivy. Mohou měnit tvar a protlačit se tak póry ve stěnách vlásečnic do místa infekce, kam jsou chemicky přitahovány (chemotaxe). Jsou schopny fagocytózy (pohlcují bakterie a cizorodá tělíska). Obsahují hydrolytické enzymy a zajišťují nespecifickou imunitu. Uplatňují se především v boji proti virům, bakteriím a prvokům.
Cizorodé částice poznají na základě pro tělo cizích molekul na jejich povrchu, nebo díky předchozímu označení protilátkami nebo složkami komplementu. Rozpoznanou cizorodou částici fagocytují a uzavřou do membránového váčku. Váček splývá s lyzozómy (měchýřky s nízkým vnitřním pH, které obsahují hydrolytické enzymy), které pohlcenou částici tráví. Dochází zde také k tzv. oxidativnímu vzplanutí, při kterém vznikají uvnitř váčků s fagocytovanými částicemi reaktivní formy kyslíku (např. peroxid a hydroxylové radikály), které jsou pro mikroorganizmy jedovaté. Fagocyty dále produkují toxický oxid dusnatý a chlornany.
Barví se kyselými barvivy. Jsou schopny fagocytózy, jejich počet stoupá při alergických a parazitárních onemocněních. Jsou schopny vázat protilátky IgE a se podílejí na ochraně před tkáňovými parazitickými červy (např. svalovci nebo krevničky). Jelikož dnes se setkáváme s červy jen zřídka, eosinofilní granulocyty bojují proti náhradním objektům (např. pylovým zrnům) a vzniká tak alergie.
Bazofilní granulocyty (0,5 %):
Barví se zásaditými barvivy. Produkují látky s vazodilatačními (rozšiřují průměr cév) a antikoagulačními (protisrážlivými) účinky, např. heparin, hydrolitické enzymy, histamin. Mohou vázat protilátky IgE. Když se na tyto protilátky naváží, dojde k vylití granulí, v nichž jsou obsaženy hydrolytické enzymy, které ničí patogen a histamin, který způsobuje rozšíření cév a přispívá k navození zánětu. Histamin zvyšuje také sekreci hlenu na sliznicích, což znesnadňuje uchycení patogenů. Podobnou funkci jako bazofilní granulocyty mají i žírné buňky (mastocyty).
Agranulocyty
Neobsahují barvitelná zrna, mají celistvé jádro.
Monocyty (2-8 %)
Největší leukocyty s ledvinovým jádrem. Uvolňují se z endotelových výstelek (sleziny, jater, mízních uzlin, kostní dřeně), které společně s primárními buňkami ve vazivu (histiocyty) vytváří retikuloendotelovou soustavu (RES).
Cirkulují v krvi jako nezralé krevní buňky, posléze se dostávají do tkání, kde dozrávají ve volné nebo fixované makrofágy (až 5krát se zvětšují až na 80 µm) a fagocytují patogeny. Vyskytují se všude, kde hrozí infekce (plíce, okolí trávicí trubice atd.). Soubor všech fygocytujících makrofágů se nazývá retikuloendoteliální soustava.
Lymfocyty (20-40%)
Jsou větší než erythrocyty, ale menší než monocyty. Mají velké okrouhlé jádro.B Vznikají z buněk kostní dřeně.
T-lymfocyty: Dozrávají v brzlíku (thymus) - odtud označení "T". Vykonávají buněčnou imunitu namířenou proti buňkám transplantovaných tkání, nádorovým, napadeným atd. Rozlišují se cytotoxické a pomocné T-lymfocyty - helpery.
Cytotoxické T-lymfocyty jsou schopny zabíjet nádorové buňky a buňky infikované viry. Každá buňka má na svém povrchu části proteinů, které syntetizuje. K tomu slouží molekuly tzv. MHC I (major histocompatibility complex typu I). Je-li na povrchu buňky protein, který by ve zdravé buňce být neměl cytotoxický T-lymfocyt buňku rozpozná a zničí. T-lymfocyty obsahují váčky s perforiny (bílkoviny). Perforiny vytvoří v membráně cílové buňky otvory, kterými unikají do okolního prostředí ionty i organické látky, nebo T-lymfocyt navodí programovanou buněčnou smrt cílové buňky.
Pomocné T-lymfocyty - helpery - (TH), napomáhají rozvoji imunitní reakce podporováním makrofágů nebo B-lymfocytů produkcí cytokinů (hormony imunitního systému).
B-lymfocyty: Vykonávají humorální (látkovou) imunitu. Dozrávají v kostní dřeni (u ptáků se však B-lymfocyty stěhují do výběžku kloaky, který zv. bursa Fabricii - odtud jejich označení "B").
B-lymfocyty produkují protilátky (imunoglobuliny)
III. krevní destičky (trombocyty)
V 1mm3 se nachází 200-300 tisíc krevních destiček, které jsou důležité pro zástavu krvácení. Nejsou to buňky, ale pouze jejich části. Vznikají v kostní dřeni odškrcováním cytoplazmy obrovských buněk (megakaryocytů). Jsou nepravidelného tvar, nemají jádro a žijí jen několik dní.
Zástava krvácení Při poranění cévy se na vzduchu rozpadají červené krevní destičky, které uvolňují enzym trombokinázu. Ten za přítomnosti vápenatých iontů přeměňuje protrombin obsažený v krevní plazmě na trombin.
Působením trombinu se v krevní plazmě rozpustná bílkovina fibrinogen mění na nerozpustný fibrin (tohoto procesu se účastní řada látek zv. faktory obsažených v krevní plazmě, destičkách i tkáních, (např. ionty vápníku).
Fibrin vytvoří síť vláken, do které se zachytí krvinky. Vznikne tzv. krevní koláč a poraněná céva se uzavře. Krevním koláčem je vytlačeno krevní sérum, tedy krevní plazma bez fibrinogenu.
Po uzavření poraněné cévy působí protisrážlivé faktory (antitrombin, protein C a plazminogen). Při nedostatku vznikají trombózy, neboli sražená krev v cévách. Ty mohou být zaneseny na jiné místo a ucpat cévu zásobující krví některý orgán. Tehdy dochází k embolii, jež někdy způsobuje i smrt.
Krevní skupiny
Založeny na existenci antigenu a protilátky. Antigeny, tzv. aglutinogeny, jsou molekuly polysacharidů na povrchu membrány červených krvinek. Protilátky zv. aglutininy jsou obsaženy v krevní plazmě (jedná se o γ-globuliny).
Dosud bylo objeveno asi 30 aglutinogenů, které mohou vyvolávat tvorbu protilátek. Nejdůležitější jsou systémy ABO a Rh faktor.
Systém ABO |
||
Krevní skupina |
Aglutinogen |
Aglutinin v krevní plazmě |
A |
A |
anti B |
B |
B |
anti A |
AB |
A i B |
- |
0 |
- |
anti A i anti B |
Nejvíce lidí má krevní skupinu A, nejméně AB.
Setká-li se aglutinogen A s aglutininem anti A dochází k aglutinaci (shluknutí) neboli srážení. K tomu dochází i při kontaktu aglutinogenu B s aglutininem B. Proto je při transfúzích možné dávat pouze tu samou skupinu.
Rh faktor
Rh faktor objevený v krvi opice makak rhesus (odtud název) je aglutinogen obsažený v erytrocytech asi 85 % lidské populace. Lidé s faktorem se označují jako Rh+ (pozitivní), bez faktoru Rh- (negativní).
Proti Rh faktoru nejsou normálně v krvi přítomny protilátky, problémy mohou nastat při transfúzích nebo těhotenství. První transfúze negativní krve pozitivnímu příjemci je bezproblémová, podruhé je nebezpečná.
Těhotenství Rh- matky s Rh+ plodem poprvé probíhá normálně, podruhé vyvolává hemolýzu krvinek plodu a následnou těžkou žloutenku novorozence. V tomto případě se matce podávají protilátky anti-Rh+.
Onemocnění krve
Leukémie: rakovinné onemocnění krve, dochází ke zmožení leukocytů i 50-60krát, nové leukocyty jsou abnormální a nefunkční, lidé s leukémií proto nejsou schopni odolávat infekcím, k léčbě se používají cytostatika nebo transplantace kostní dřeně
Anémie (chudokrevnost): snížený počet erythrocytů, ale normální koncentrace hemoglobinu, snížená schopnost přenášet kyslík, únavnost a dušnost, podává se vitamin B12 a železo, v těžkých případech krevní transfuze
Hemofilie: geneticky daná choroba (gen je v chromozomech žen, u žen se nemoc projevuje jen velmi zřídka, častější je u mužů), chybí určitý faktor pro přeměnu fibrinogenu na fibrin, krev se sráží velmi pomalu, dochází ke značným ztrátám krve i při malých zraněních, léčí se dodáváním chybějícího faktoru
Tkáňový mok
Vzniká filtrací krve přes vlásečnice a obklopuje buňky. Obsahuje leukocyty.
Míza (lymfa)
Čirá, mírně zakalená tekutina vznikající z tkáňového moku a odváděná do krve. Podobá se krevní plazmě, má stejně solí, ale méně bílkovin. Neobsahuje krvinky, pouze lymfocyty. Odvádí z tkání metabolity. Denně se jí vytvoří 2-3 litry.
Objem tkáňového moku a lymfy je 10,5 l.
MÍZNÍ (LYMFATICKÁ) SOUSTAVA
Tvoří jednostrannou dráhu z mezibuněčných prostor do krve. Slepé výběžky mízních vlásečnic (stěnu tvoří jedna vrstva endotelových buněk) se spojují v mízní cévy (mízovody), které mají chlopně a ve stěnách buňky hladkého svalstva. V průběhu mízních cév se nachází mízní uzliny. Cévy se spojují v mízní kmeny a nakonec žíly v dolní části krku. Napojují se na cévní soustavu v místě spojení hrdelnice a podklíčkové tepny.
Stěny mízních cév jsou prostupné pro všechny látky z mezibuněčných prostor. Největší cévou je hrudní mízní kmen (mízovod), který odvádí lymfu z dolní a levé poloviny těla (bederní a střevní mízovod, levá plíce, levá horní končetina, levostranný kmen hrdelní). Pravostranný mízní kmen vede lymfu z pravé poloviny hlavy, krku, pravé horní končetiny a pravé plíce.
Míza (lymfa)
Funkce:
odvádí přebytek tkáňového moku jako mízu do krve (za 24 hod se vytvoří 2,5-3 l mízy - poruchy vedou k otokům)
odvádí tuky především triacylglyceroly jako kapénky z trávicí soustavy do horní duté žíly
Mízní uzliny (nodi lymphatici)
Velké 10-25 mm. Na povrchu je vazivová blána a uvnitř trámčina. Prostory v trámčině jsou vyplněny lymfocyty. Vyskytují se jednotlivě i ve skupinách. Nejvíce mízních uzlin je za boltcem, po celé délce krkavic, v dolní čelisti, v podpaždí, v tříslech a okolo trávicí soustavy. Uzliny filtrují mízu a zadržuje cizorodé částice. Hrají důležitou úlohu v imunitních reakcích.
Brzlík (thymus)
Uložen za hrudní kosti. S postupem věku se mění ve vazivo. Okolo 50 let stáří váží už jen 2 g. Dozrávají zde B-lymfocyty.
Slezina (lien)
Uložena v leé části dutiny břišní pod bránicí (za žaludkem u páteře). Je 12-20 cm dlouhá, 4 cm široká tvaru kávového zrna. Při delším běhu cítíme slezinu při píchání v boku Na povrchu je vazivové pouzdro vybíhající dovnitř jako trámčina vyplněna tmavě červenou dření (pulpa) z červených krvinek a bílou dření (lymfatická tkáň). Slezinová tepna se po vstupu do sleziny větví a ve dřeni vytváří prostory vystlané endotelem (sinusy). Endotelové buňky mají schopnost fagocytózy.
Ve slezině vznikají lymfocyty a monocyty, které po přeměně na makrofágy odbourávají 90 % zanikajících červených krvinek. Proto se při onemocněních doprovázených rozpadem krvinek slezina zvětšuje. Slezina je také zásobárnou až 0,75 l krve.
IMUNITA
Schopnost organismu bránit se antigenům (tj. cizorodým látkám, proti kterým se vytváří protilátky) a patogenům (viry, bakterie, ploštěnci, hlísti...).
imunita specifická (adaptivní)
imunitní systém - lymfocyty B (humorální imunita) a T (buněčná imunita)
imunita nespecifická (neadaptivní)
kůže - mechanická zábrana
pot - baktericidní (org. kyseliny, močovina, soli)
enzym lyzozym ve slinách
HCl
fagocyty (monocyty, makrofágy, eosinofilní a neutrofilní granulocyty)
interferony - látky produkované buňkami napadenými viry, vážou se na membránu zdravých buněk, které se pak stanou proti virům rezistentní.
pyrogeny -uvolňované leukocyty, zvyšují těl. teplotu (působí nepříznivě na metabolismus patogenů)
zánět: ochranná reakce na mechanické a chemické dráždění nebo infekci, postižené místo zduří a zčervená, při hnisavém zánětu vzniká ze zaniklých leukocytů, bakterií a tkáňových buněk hnis. Zánět některých orgánů se označuje názvem daného orgánu s příponou -itis (např. appendicitis).
Buněčná imunita
Vykonávají ji T-lymfocyty, pro jejichž správnou funkci jsou nutné tzv. MHC I molekuly na povrchu ostatních buněk. POdle nich lymfocyty rozpoznají zmutované nebo napadené buňky a zničí je. Také při úbytku MHC I molekul buňky je tato rozpoznána a zabita dalším typem leukocytů, tzv. NK buňkami (z angl. Natural Killers = přirození zabijáci). NK buňky stejně jako T-lymfocyty produkují perforiny, které pronikají do membrány cílové buňky.
Kódování molekul MHC
MHC na sebe navazuj krátké peptidy znikající v buňce štěpením proteinů a vystavují je na buněčném povrchu. Molekuly MHC neváží peptidy náhodně, ale hodí se do nich vždy pouze určitý typ peptidů (peptidy o určité délce, s určitými aminokyselinami v konkrétních pozicích a pod).
Molekuly MHC jsou kódovány několika geny (od každého z nich existuje v populaci řada alel - forem) a vzniká tak mmnoho kombinací molekul MHC. Každý jedinec v populaci má jiné molekuly MHC, které váží na svůj povrch odlišný typ peptidů.
Rozlišení cizích objektů
K tomu slouží zejména protilátky, které jsou účinné proti patogenům na povrchu sliznic a v tělních tekutinách a cytotoxické T-lymfocyty ničící vnitrobuněčné parazity. V těle je mnoho druhů protilátek a stejně tak mnoho druhů receptoru TCR (T-cell receptor) na povrchu cytotoxických T-lymfocytů, pomocí nějž lymfocyt rozlišuje cizí molekuly vázané na MHC I.
Variabilita protilátek i TCR je dána koncovými částmi molekul (vazebným místem), které jsou zodpovědné za vazbu antigenu. V průběhu somatické rekombinace (genetický proces) dochází k náhodnému sestavení genů pro protilátky nebo TCR, což zaručuje, že si každý B-lymfocyt vytvoří svou vlastní protilátku a každý T-lymfocyt své vlastní TCR.
Somatická rekombinace probíhá náhodně, a proto jsou mezi vzniklými protilátkami a TCR i takové, které reagují s epitopy tělu vlastních molekul. Proto se v místě zrání lymfocytů nacházejí tzv. antigen prezentující buňky, které lymfocytům předkládají kousky tělu vlastních proteinů. U autoreaktivních lymfocytů (reagují s antigenem) je navozena programovaná buněčná smrt. Tento děj se nazývá negativní selekce. Tak v těle zůstávají pouze ty T a B-lymfocyty, které reagují pouze s cizímmi molekulami. Reakce s tělu vlastních molekul je příčinou autoimunitních onemocnění.
Pomocné T-lymfocyty - helpery - (TH) rozpoznávají molekuly MHC II (major histocompatibility complex typu II), které se nacházejí pouze na tzv. antigen prezentujících buňkách (fagocyty, B-lymfocyty nebo dendritické buňky). Antigen prezentující buňky vystavují na svých MHC II antigeny, tj. kousky molekul patřící fagocytovaným cizorodým částicím (a nikoliv proteiny syntetizované buňkou, jak je tomu v případě MHC I).
Po rozpoznání antigenu na molekule MHC II se pomocný T-lymfocyt mění na podtyp TH1 a pomocí cytokinů povzbuzuje množení makrofágu, který tento antigen prezentoval. Pokud je antigen prezentující buňkou buňka dendritická, dochází k vývoji protilátkové imunitní reakce. Pomocný T-lymfocyt se mění na podtyp TH2 a produkuje cytokiny, jenž vedou k namnožení B-lymfocytů, které produkují příslušné protilátky. Pomocné T-lymfocyty tedy směřují k namnožení určitého typu imunitních buněk tak, aby imunitní reakce byla co nejúčinější.
Buněčná imunitní reakce s namnožením a aktivací (tj. oxidativním vzplanutím) makrofágů je účinná proti nitrobuněčným parazitům.
Humorální (látková) imunita
Nejdůležitější humorální složkou specifické imunity jsou protilátky (imunoglobuliny), tj. bílkoviny produkované B-lymfocyty. Molekula protilátky se skládá ze dvou těžkých a dvou lehkých řetězců. Každý řetězec je tvořen konstantní a variabilní doménou. Antigen váží variabilní domény a to nekovalentními (slabými) vazbami: vodíkové vazby, hydrofobní interakce a van der Waalsovy síly. Mezi protilátkou a jí odpovídajícím povrchem antigenu (tzv. epitopem) se vytváří velké množství vazeb a výsledná vazba protilátky s antigenem je proto velmi silná.
Protilátky označuj cizorodé látky. Navázáním protilátek na povrch patogenů jsou tyto rozpoznány a pohlceny fagocyty nebo se aktivuje komplement. Protilátky také brání pohybu mikroorganizmů nebo jejich vazbě na povrchové receptory buněk. Protilátky také obalují a ničí toxické produkty parazitů.
Imunitní systém obsahuje pravděpodobně miliardy B-lymfocytů produkujících protilátky, které se liší svými variabilními oblastmi, a které proto váží různé antigeny. Je tedy pravděpodobné, že při infekci budou s patogenem reagovat protilátky alespoň několika lymfocytů. Tyto B-lymfocyty způsobují tzv. primární imunitní odpověď. Začínají se rychle množit (proliferace) a mění se na tzv. plazmatické buňky (produkují danou protilátku). Z malé části lymfocytů se stávají na tzv. paměťové buňky, které žijí velmi dlouho (některé i celý život) a při setkání se stejným patogenem odpovídají za sekundární odpověď, která je rychlejší a účinnější. Na existenci těchto paměťových buněk je založen proces aktivní imunizace (aktivního očkování).
Protilátky se liší také konstantní doménou. Ta určuje typ protilátky.
Typ IgA (Ig = imunoglobulin) se nachází ve slinách, slzách a v mateřském mléce a především na povrchu sliznic (střevo, dýchací cesty), kde znemožňuje kolonizaci patogenními mikroorganizmy.
IgE jsou po rozpoznání patogena vázány bazofilními granulocyty a žírnými buňkami (mastocyty). Jsou zodpovědné za obranu proti mnohobuněčným parazitům, ale také za některé alergické reakce.
IgM jsou při setkání s antigenem produkovány jako první typ imunoglobulinů a umožňují aktivaci komplementu.
IgG jsou produkovány v pozdější fázi imunitní reakce. Jsou nejběžnějším typem imunoglobulinů a umožňují rozeznání navázané částice fagocyty a následnou fagocytózu. IgG jako jediný typ protilátek prochází placentou a zajišťuje obranu novorozence v prvních měsících života.
IgD se vyskytuje v séru pouze ve velmi malém množství, dále je najdeme na povrchu B-lymfocytů a kde se zřejmě uplatňuje v průběhu jejich vývoje a rozrůzňování.
Komplement
Účastní se nespecifických imunitních reakcí. Je to soubor proteinů z krevního séra, které působí proti bakteriím, prvokům a obaleným virům. Komplement se naváže na patogena (za nebo bez předchozího označení protilátkou), a poté se postupně aktivují jeho jednotlivé složky. Komplement v membráně patogena vytvoří otvory (póry), kterých unikají ionty a organické látky, a tím jeho smrt. Membrány buněk tělu vlastních obsahují molekuly blokující vytvoření pórů.
Imunizace
Aktivní imunizace (očkování)
Založena na existenci paměťových buněk. Do těla se vpravují usmrcené nebo silně oslabené mikroorganismy a jejich upravené jedy (toxoidy), které nejsou schopny vyvolat rozsáhlou infekci.
Pasivní imunizace
Do těla se aplikují hotové protilátky získané očkováním zvířete - tzv. léčebné sérum. Dvakrát vstříknuté sérum stejného zvířete vyvolává nebezpečnou sérovou nemoc, která může způsobit smrt.
Onemocnění
Alergie: přecitlivělost na některý antigen (tzv. alergen), obranná reakce se stává pro tělo škodlivou, projevuje se na kůži (kopřivka, ekzém), křečí svalstva průdušek (astma) nebo jako senná rýma. Alergenem může být prach, peří, pyl, potraviny, léky aj.
AIDS