plik


ÿþTomasz H. Wierzba WPROWADZENIE DO FIZJOLOGII KRWI SKRYPT DLA STUDENTÓW GDACSKIEGO UNIWERSYTETU MEDYCZNEGO GdaDsk, styczeD 2012 Skrypt jest przeznaczony do u|ytku wBasnego dla studentów GdaDskiego Uniwersytetu Medycznego. Skrypt mo|e by drukowany, kopiowany i nieodpBatnie rozpowszechniany w [rodowisku akademickim. Bez pisemnej zgody autora skrypt w caBo[ci i we fragmentach nie powinien by przetwarzany do wersji elektronicznej i rozpowszechniany w mediach elektronicznych poza wewntrzn sieci (ekstranetem) GdaDskiego Uniwersytetu Medycznego, co stanowiBoby ra|ce naruszenie prawa autorskiego. 2 Spis tre[ci: str. 3 SkBad krwi 5 Funkcje krwi 6 Krwinki czerwone 8 Hemoglobina i jej rola w przenoszeniu tlenu 11 Mechanizmy transportu dwutlenku wgla 13 Wskazniki czerwonokrwinkowe 16 Krwinki biaBe 18 Mechanizmy odporno[ciowe 20 Odporno[ nieswoista 22 Odporno[ swoista 25 UkBady grupowe krwi 25 UkBad grupowy AB0 26 UkBad grupowy Rh 27 Niezgodno[ i konflikt serologiczny 28 Próba krzy|owa 30 Odczyny antyglobulinowe Coombsa 32 Koncepcja uniwersalnego biorcy i dawcy krwi 33 Hemostaza 34 Fazy hemostazy miejscowej 35 Hemostaza pBytkowa 36 Hemostaza osoczowa 42 Czynnik von Willebranda (vWF) 43 Fibrynoliza 3 SkBad krwi Krew jest lepk zawiesin, zawierajc osocze i zawieszone w nim komórki: krwinki czerwone (erytrocyty), krwinki biaBe (leukocyty) i pBytki krwi (trombocyty; Tab.1). Krew stanowi przecitnie od 1/11 do 1/13 masy ciaBa. U osoby o masie ciaBa 70 kg, objto[ krwi wynosi przecitnie okoBo 5,5 l. Zabarwienie krwi zale|y od wysycenia tlenem. Krew ttnicza, o du|ej zawarto[ci tlenu jest jasnoczerwona. Krew |ylna jest ciemniejsza, a jej odcieD zmienia si od barwy wi[niowej, w standardowych warunkach spoczynkowych, do sinofioletowej, przy bardzo niskiej zawarto[ci tlenu. Ci|ar wBa[ciwy krwi wynosi przecitnie 1,050 1,060 g/cm3, przy czym krwinki s nieco ci|sze (1,088-1,090 g/cm3) od osocza (1,027-1,030 g/cm3), co umo|liwia ich odseparowanie od osocza podczas wirowania, pod wpBywem przyspieszenia ktowego. Tab. 1. Podstawowe skBadniki krwi OSOCZE WODA: 90-92% Osocze BIAAKA: 60-84 g/l Albuminy: 60% Globuliny: 35% Fibrynogen 4% Lipidy Enzymy, hormony 1% Leukocyty PBytki krwi ELEKTROLITY Na+: 135-145 mmol/l K+: 3,5-5,5 mmol/ Cl-: 90-110 mmol/l Erytrocyty HCO3-: 25 mmol/l Inne: Ca2+, Mg2+, PO43-, HPO4-, SO42- WGLOWODANY Glukoza: 60-100 mg/dl KRWINKI (3,4-5,6 mmol/l) ERYTROCYTY: @& 5,2 ± 0,8 [mln/¼l] LIPIDY B& 4,7 ± 0,7 [mln/¼l] Cholesterol, kwasy tBuszczowe LEUKOCYTY: 4000  11000 ml-1 INNE ZWIZKI ORGANICZNE Granulocyty Aminokwasy - obojtnochBonne (neutrofile): 50-70% Polipeptydy - kwasochBonne (eozynofile): 2-4 % Metabolity: - zasadochBonne (bazofile): < 1% Bilirubina, Mocznik, Kreatynina, Jony Limfocyty: 20-40% amonowe Kwasy organiczne, w tym: Monocyty: 3-8% Kwas mlekowy, Kwas moczowy PAYTKI KRWI 180 000 400 000/¼l 4 W krwiobiegu wystpuj niemal wyBcznie dojrzaBe postaci krwinek, które powstaBy w szpiku kostnym w wyniku kolejnych przeobra|eD komórek prekursorowych. Pewnym wyjtkiem s limfocyty, których koDcowe ró|nicowanie i namna|anie zachodzi w obwodowych narzdach limfatycznych i grasicy. ZespóB mechanizmów czynno[ciowych, które zapobiegaj uwalnianiu do krwiobiegu niedojrzaBych postaci krwinek okre[la si mianem bariery szpikowej. Osocze jest przezroczyst, opalizujc ciecz, zawierajc 90-92% wody i rozpuszczone skBadniki: nieorganiczne (w wikszo[ci w formie zjonizowanej) i organiczne (Tab.1). Trzy gBówne rodzaje biaBek osocza peBni odmienne funkcje. 1. Albuminy maj znaczcy potencjaB osmotyczny  przycigaj wod. Pomidzy osoczem i pBynami tkankowymi istnieje gradient st|eD: albuminy wystpuj w znikomej ilo[ci w pBynie tkankowym. Ci[nienie osmotyczne wywierane przez albuminy, zwane ci[nieniem onkotycznym, odgrywa kluczow rol w zachowaniu prawidBowych proporcji midzy objto[ci osocza i pBynu tkankowego. Albuminy osoczowe absorbujc wod warunkuj resorpcj pBynu tkankowego i tkankowych produktów przemiany materii w naczyniach wBosowatych. Przy niedoborze albumin, w tkankach pozostaje nadmiar niezresorbowanej wody, co mo|e prowadzi do powstawania obrzków. Ponadto, albuminy peBni funkcj no[ników niektórych hormonów, kwasów tBuszczowych, barwników |óBciowych i leków, a tak|e wykazuj zdolno[ buforowania zaburzeD równowagi kwasowo-zasadowej, wi|c jony wodorowe i niewielkie ilo[ci dwutlenku wgla. 2. Globuliny, które oprócz osocza s rozpowszechnione w komórkach i tkankach, maj zró|nicowan budow i znaczenie czynno[ciowe. Immunoglobuliny uczestnicz zjawiskach odporno[ciowych peBnic funkcj przeciwciaB. Apolipoproteiny wi| trójglicerydy, a po zwizaniu z kwasami tBuszczowymi tworz lipoproteidy. Metaloproteiny wi| jony metali, a inne globuliny s wyspecjalizowane w swoistym wizaniu hormonów. 3. Fibrynogen jest prekursorem wBóknika (fibryny), podstawowego biaBka warunkujcego krzepnicie krwi. Wikszo[ biaBek osocza jest wytwarzana w wtrobie, a jej uszkodzenie skutkuje zaburzeniami ilo[ciowymi (hipoproteinemia) lub jako[ciowymi (dysproteinemia). Immunoglobuliny s syntezowane przez zaktywowane limfocyty typu B (plazmocyty), w makrofagach powstaj niektóre biaBka ukBadu dopeBniacza  jednego z gBównych elementów odporno[ci nieswoistej, apolipoproteiny s wytwarzane przez komórki nabBonka jelitowego, a komórki [ródbBonka s zródBem niektórych biaBek ukBadu krzepnicia. SkBad diety ma istotne znaczenie dla syntezy biaBek osoczowych. Zrównowa|ona synteza biaBek osoczowych wymaga dostarczenia 10 podstawowych aminokwasów. BiaBka pokarmowe pochodzenia zwierzcego sprzyjaj syntezie albumin, za[ pochodzenia ro[linnego  globulin. 5 Krew jest niezbdnym skBadnikiem |ycia organizmów wy|szych, speBniajc ró|norodne funkcje (Tab.2). Tab. 2. Funkcje krwi TRANSPORTOWE i - gazy oddechowe OD{YWCZE - substraty energetyczne i budulcowe - produkty przemiany materii - witaminy - hormony - jony - kwasy |óBciowe REGULACYJNE - utrzymanie izohydii (pH = const.) i izojonii pBynu tkankowego - stabilizacja temperatury ciaBa PROTEKCYJNE - obrona przed patogenami i toksynami Przy okre[laniu nieprawidBowej liczby krwinek biaBych zwyczajowo stosuje si nazewnictwo medyczne (Tab. 3). Tab. 3 Rodzaj krwinek Liczba w mm3 “! normy ‘! normy Nadkrwisto[ @& 4,7 ± 0,7 mln Niedokrwisto[ Czerwienica Erytrocyty B& 5,2 ± 0,8 mln Anaemia Policytaemia Poliglobulia NadpBytkowo[ PBytki krwi 180 000 - 400 000 Trombocytopenia Trobocytoza Leukocyty 4 000  11 000 Leukopenia Leukocytoza Granulocyty obojtnochBonne 2 000  7 700 Neutropenia Neutrofilia Granulocyty kwasochBonne 150 - 450 Eozynopenia Eozynofilia Granulocyty zasadochBonne < 100 - Bazofilia Limfocyty 1 500  4 000 Limfopenia Limfocytoza Monocyty 300 - 800 Monocytopenia Monocytoza 6 Krwinki czerwone Erytrocyty, które s najliczniejszymi elementami morfotycznymi krwi, maj ksztaBt okrgBych dwuwklsBych dysków, o [rednicy 6-9 ¼m (przecitnie 7,5 ¼m) i [redniej grubo[ci 2 ¼m, przy czym minimalna grubo[ krwinki w jej centralnej cz[ci nie przekracza 0,9 ¼m, a maksymalna  w cz[ci obwodowej wynosi okoBo 2,8 ¼m (ryc. 1a, 1b). 0,9 µm 2,8 µm 7,5 µm 7,5 µm a) b) d) e) c) Ryc. 1 Krwinki czerwone a) erytrocyt schematyczny obraz mikroskopowy  widok z góry b) ksztaBt erytrocytu  widok z boku c) odksztaBcenie pojedynczego erytrocytu przy przepBywie przez drobne naczynie krwiono[ne d) pakiet krwinek czerwonych w ttniczkach e) schematyczny widok erytrocytu przepBywajcego przez najdrobniejsze naczynia wBosowate w [ledzionie Oryginalny ksztaBt erytrocytów i du|a elastyczno[ bBony komórkowej: 1. zapewniaj wysoki stosunek powierzchni krwinki do jej objto[ci, co uBatwia absorbcj tlenu; 2. zapewniaj krwinkom gitko[ (ryc. 1c) i uBatwiaj ich odksztaBcanie, co warunkuje przepByw przez naczynia wBosowate o [rednicy mniejszej od standardowej [rednicy krwinki. Erytrocyty, rozcignite do 13-19 ¼m, skutecznie przeciskaj si przez 7 naczynia wBosowate [ledziony o [rednicy 4 ¼m (ryc. 1e), a Batwo[ odksztaBcania umo|liwia ich przepByw przez rozwidlenia naczyniowe o zBo|onej geometrii, a tak|e przez zw|enia naczyniowe spowodowane np. blaszkami mia|d|ycowymi; 3. sprzyjaj tworzeniu pakietów krwinek. Przemieszczanie krwinek w naczyniach ttniczych w postaci zwartej znacznie zmniejsza opór przepBywu i redukuje prac serca niezbdn do przetBoczenia krwi do tkanek (ryc. 1 d); 4. zabezpieczaj przed pkaniem bBony komórkowej i dezintegracj krwinek w [rodowisku umiarkowanie hipotonicznym (przewodnienie hipotoniczne, naczynia wBosowate przewodu pokarmowego), w którym do krwinek wnika woda, powodujc ich pcznienie. W 1 mikrolitrze krwi znajduje si przecitnie okoBo 5 mln erytrocytów u m|czyzn i nieco mniej, okoBo 4,6 mln u kobiet. Krew okre[la si czsto jako pBynn tkank. Szacunkowo, w caBym organizmie znajduje si 30 bilionów krwinek czerwonych (3 x 1013), co stanowi okoBo 1/3 wszystkich komórek ustroju. Niedobór erytrocytów, lub ich gBównego skBadnika hemoglobiny, nosi nazw niedokrwisto[ci (anaemia). Rzadziej wystpuje nadmiar erytrocytów, co okre[la si jako nadkrwisto[ (poliglobulia, policytaemia) lub w przypadkach bardziej zaawansowanych, proliferacji nowotworowej, jako czerwienica (purpura). U ludzi dorosBych, erytropoeza, czyli tworzenie krwinek czerwonych z komórek progenitorowych i ich ró|nicowanie do postaci dojrzaBej  erytrocytu, zachodzi w szpiku kostnym, gBównie ko[ci pBaskich i w nasadach ko[ci dBugich, za[ w rozwoju pBodowym funkcj krwiotwórcz speBnia wtroba. DojrzaBe erytrocyty wystpujce w krwiobiegu s komórkami wysoce wyspecjalizowanymi - przystosowanymi do efektywnego przenoszenia tlenu i dwutlenku wgla, przy niskim wydatku energetycznym. Nie posiadaj organelli wystpujcych w innych komórkach ustrojowych: jdra komórkowego, mitochondriów, aparatu Golgiego, lizosomów. Ubogie wyposa|enie krwinek czerwonych warunkuje niskie tempo przemian metabolicznych, oparte o przemiany beztlenowe i zaledwie kilkumiliwoltowy potencjaB spoczynkowy. Erytrocyty |yj w krwiobiegu przecitnie 120 dni. W warunkach standardowych ka|dego dnia ulega rozpadowi okoBo 250 miliardów krwinek. Warunkiem peBnego odtworzenia tej puli jest wytworzenie w przybli|eniu 2 milionów erytrocytów w cigu sekundy. Czynnikiem stymulujcym wytwarzanie krwinek czerwonych jest hormon  erytropoetyna (EPO), wydzielany krwiobiegu przez nerki (85%) i wtrob (15%). Niedokrwisto[ i niedobór tlenu we krwi (hipoksemia  niska pr|no[ tlenu we krwi ttniczej; hipoksja  niska pr|no[ tlenu w pBynie tkankowym i krwi |ylnej) stymuluj uwalnianie EPO. Erytropoetyna i jej pochodne s nielegalnie wykorzystywanie w sporcie, jako [rodki dopingujce. Nadmierny przyrost liczby erytrocytów zwiksza lepko[ krwi i sprzyja jej wykrzepianiu wewntrznaczyniowemu, zwikszajc ryzyko nagBego zgonu. 8 W miar starzenia zmniejsza si aktywno[ enzymatyczna erytrocytów i dochodzi do usztywnienia bBony komórkowej. Krwinki o zmniejszonej odksztaBcalno[ci pkaj z uwolnieniem barwnika  hemoglobiny (hemoliza), przy przeciskaniu si przez drobne naczynia [ledziony. Przy zaistnieniu konfliktu serologicznego w zakresie czynnika Rh, dochodzi do masywnego niszczenia krwinek czerwonych noworodka i, zwykle w mniejszym stopniu, pBodu. BBona komórkowa krwinek  zaimpregnowana przeciwciaBami staje si na tyle sztywna, |e dochodzi do ich przyspieszonej destrukcji. Niszczenie krwinek rozpoczyna si w okresie pBodowym, ale ulega dramatycznemu nasileniu po urodzeniu noworodka. Bezpo[rednia przyczyn nasilenia hemolizy po urodzeniu jest zmiana warunków kr|enia krwi: w du|ych ttnicach kr|enia du|ego noworodka ci[nienie krwi jest kilkakrotnie wy|sze ni| u pBodu, co przenosi si na siBy rozcigajce krwinki przepBywajce przez najdrobniejsze naczynia [ledziony. PrawidBowa odksztaBcalno[ krwinek nie zawsze zapobiega przez ich zniszczeniem. PrzykBadowo, po kilkugodzinnym biegu na twardym podBo|u, w obuwiu o sztywnym podbiciu, czsto dochodzi do obni|enia liczby erytrocytów we krwi o 2 do 6 % (100 do 300 tysicy na mikrolitr). Wynika to z nadmiernego ucisku mechanicznego wywieranego na erytrocyty i ich hemolizy przy przepBywie przez drobne naczynia krwiono[ne podeszwowej cz[ci stopy. Hemoglobina i jej rola w przenoszeniu tlenu Hemoglobina, która stanowi 95% biaBek erytrocytu i 1/3 jego masy, odpowiada za podstawow funkcj krwinek czerwonych, któr jest dostarczanie tlenu do tkanek i przenoszenie dwutlenku wgla do pBuc. Czsteczki hemoglobiny s zbudowane z dwóch par BaDcuchów peptydowych, tworzcych globin, z których ka|dy zwizany jest z jedn grup hemow. Centralnym skBadnikiem hemu jest atom dwuwarto[ciowego |elaza (Fe2+), który posiada zdolno[ odwracalnego wizania czsteczki tlenu, czemu towarzysz zmiany konformacyjne w obrbie globiny. AaDcuchy polipeptydowe globiny wykazuj polimorfizm, polegajcy na odmiennym skBadzie aminokwasów. W |yciu pBodowym pocztkowo wystpuj warianty hemoglobiny embrionalnej, w[ród których okoBo 3 miesica |ycia dominuje wariant Hb Gower2, skBadajcy si z dwóch BaDcuchów peptydowych typu ± i dwóch µ (Hb±2µ2). W dalszym okresie rozwoju pBodowego jej miejsce zajmuje hemoglobina pBodowa (HbF; Hb±2³2), która po urodzeniu zastpowana jest przez hemoglobin A (Hb±2²2). W kilkudziesiciu dotd opisanych hemoglobinopatiach uwarunkowanych genetycznie wystpuj tak|e inne nieprawidBowe postacie hemoglobiny. Poszczególne rodzaje hemoglobiny ró|ni si pod wzgldem czynno[ciowym, przede powinowactwem do tlenu, czyli zdolno[ci jego wizania. Powinowactwo jest odwrotnie proporcjonalne do zdolno[ci oddawania (oddysocjowania) tlenu. Hemoglobiny pBodowe charakteryzuje wiksze powinowactwo do tlenu w porównaniu do HbA, co jest korzystnym przystosowaniem do wizania 9 tlenu w [rodowisku Bo|yskowym, o niskim jego st|eniu, jakkolwiek utrudnia oddawanie tlenu. Tlen przenikajcy do krwi we wBo[niczkach pcherzyków pBucnych jest niemal natychmiast absorbowany przez atom |elaza hemowego (Fe2+). Interakcja |elaza z tlenem prowadzi do powstania sBabego wizania koordynacyjnego, w którym |elazo nie oddaje elektronów, czyli nie zmienia swojej warto[ciowo[ci. Hemoglobin z przyBczonym kowalencyjnie tlenem okre[la si mianem hemoglobiny utlenowanej lub oksyhemoglobiny. Termin hemoglobina utleniona okre[la czsteczk, w której w wyniku reakcji z tlenem doszBo do utlenienia atomu |elaza. Methemoglobina, zawierajca |elazo utlenione (Fe3+), nie dostarcza tlenu do tkanek, z uwagi na silne wizanie Fe3+-O2. Methemoglobina, stanowi okoBo 2% hemoglobiny wystpujcej fizjologicznie we krwi. Po spo|yciu znacznej ilo[ci azotanów zawartych w warzywach pochodzcych z upraw obficie wspomaganych nawozami syntetycznymi lub w wodzie pochodzcej z uj powierzchniowych w otoczeniu pól uprawnych, odsetek methemoglobiny mo|e niebezpiecznie wzrasta, szczególnie u noworodków. Jedna czsteczka hemoglobiny wi|e 4 czsteczki tlenu. Kooperacyjny charakter wizania tlenu przez hemoglobin sprawia, |e kinetyka wizania tlenu jest nierównomierna, a krzywa wysycenia hemoglobiny tlenem w zale|no[ci od pr|no[ci tlenu, nazywana krzyw dysocjacji hemoglobiny, ma charakter nieliniowy (ryc. 2). PrzyBczenie czsteczki tlenu do jednego hemu powoduje zmian struktury przestrzennej caBego tetrameru. Przyczyn jest wsunicie atomu |elaza w pBaszczyzn pier[cienia hemu po poBczeniu z tlenem. Wsunicie atomu |elaza pociga zwizan z nim tzw. histydyn proksymaln, co powoduje przemieszczenie ssiednich aminokwasów globiny. Doprowadza to w rezultacie do pknicia wizaD poprzecznych pomidzy koDcami karboksylowymi wszystkich czterech czstek globiny. Konformacja, w której hemoglobina jest odtlenowana, okre[lana jest jako stan T (ang. tight - napr|ony), za[ konformacja caBkowicie utlenowanej hemoglobiny po wykonaniu obrotu o 15°  jako stan R (ang. relaxed - rozluzniony). Hemoglobina w stanie R wykazuje wiksze powinowactwo do tlenu ani|eli w stanie T. Ka|de przyBczenie w pBucach czstki tlenu do hemoglobiny uBatwia przyBczanie nastpnych czsteczek tlenu (tzw. wizanie kooperacyjne), za[ odszczepienie ka|dej czsteczki tlenu w tkankach uBatwia uwalnianie kolejnych czstek tlenu. Wizanie kooperacyjne sprzyja maksymalizacji wysycania tlenem hemoglobiny w pBucach oraz oddawania przez ni tlenu w tkankach. Ka|de przyBczenie czsteczki tlenu do hemoglobiny uBatwia przyBczanie nastpnych, co sprzyja maksymalizacji wysycania tlenem hemoglobiny w pBucach oraz umo|liwia speBnianie przez hemoglobin funkcji krótkotrwaBego buforu tlenowego. 10 HbO2% “!temp ‘! pH 100 “! CO 2 “! 2,3-DPG 75 ‘!temp “! pH 50 CO ‘! 2 2,3-DPG ‘! 25 0 0 25 40 70 100 PaO2 [mmHg] Rycina 2 Krzywa dysocjacji hemoglobiny Hb02% - odsetek czsteczek hemoglobiny zwizanych z tlenem Pa02  pr|no[ tlenu (ci[nienie parcjalne tlenu rozpuszczonego we krwi) Zakres pr|no[ci tlenu (PaO2) odpowiadajcy warunkom spoczynkowym zostaB zaznaczony kolorem jasno szarym. Zacieniowane pole odpowiada przecitnemu zakresowi pr|no[ci tlenu we krwi (100 mm Hg krew ttnicza - 40 mm Hg  krew |ylna). Pionowe linie punktowe  odpowiadaj PaO2 przy 50% wysyceniu Hb tlenem. 2,3-DPG: 2,3-difosfoglicerynian W krwi ttniczej, przy pr|no[ci tlenu (PaO2) zbli|onej do 100 mmHg, hemoglobina jest caBkowicie wysycona tlenem (HbO2% = 100%). W krwi |ylnej, w standardowych warunkach spoczynkowych, w której PaO2 spada dwuipóBkrotnie do 40 mmHg, nadal 75% czsteczek hemoglobiny wi|e tlen. Dopiero przy ekstremalnym wysiBku lub w stanach chorobowych, przy PaO2 okoBo 25 mmHg, odsetek czsteczek hemoglobiny wysyconych tlenem (HbO2%) spada do 50%. Powinowactwo hemoglobiny do tlenu w istotnym stopniu zale|y od warunków [rodowiskowych i metabolizmu erytrocytu. Do czynników obni|ajcych powinowactwo hemoglobiny do tlenu nale| (ryc. 2): 1. ‘!temperatury 2. “! pH 3. ‘! pr|no[ci CO2 4. ‘! st|enia 2,3-difosfoglicerynianu (2,3-DPG). 11 W tkankach, a zwBaszcza w pracujcych mi[niach, temperatura jest wy|sza od temperatury powietrza wypeBniajcego pcherzyki pBucne bezpo[rednio po wdechu. Warunki tkankowe (wzgldnie wysoka temperatura, wysoka pr|no[ CO2, niskie pH) sprzyjaj oddawaniu tlenu (ryc.2; krzywa prawostronna). Zjawisko polegajce na zmniejszaniu powinowactwa hemoglobiny do tlenu w warunkach obni|onego pH nosi nazw efektu Bohra. Przy hipotetycznie identycznej PaO2 w krwi wypBywajcej z pBuc i dopBywajcej do tkanki, wysycenie hemoglobiny tlenem w tkance jest ni|sze, wskutek uBatwionego oddysocjowywania tlenu. Z kolei upaBy letnie, które kojarz si z utrudnionym oddychaniem i duchot, nie sprzyjaj wykonywaniu wysiBku fizycznego o du|ej intensywno[ci i uzyskaniu dobrego wyniku sportowego w dyscyplinach typu wytrzymaBo[ciowego, opartych o metabolizm tlenowy. Dzieje si tak dlatego, |e przy wzgldnie wysokiej temperaturze powietrza docierajcego do pcherzyków pBucnych, szybko[ wysycania hemoglobiny tlenem jest obni|ona. ChBodne powietrze otoczenia ma charakter orzezwiajcy, bo w chBodnym [rodowisku krzywa dysocjacji hemoglobiny jest przesunita w lewo  hemoglobina Batwiej wi|e tlen (ryc.2 krzywa lewostronna). Metabolitem krwinkowych przemian glukozy jest 2,3-difosfoglicerynian (2,3-DPG; synonim: 2,3-BPG, 2,3-bisfosfoglicerynian). St|enie 2,3-DPG w krwinkach istotnie spada przy dBugotrwaBym przechowywaniu preparatów krwi ex vivo, co utrudnia oddawanie tlenu. Dlatego po przetoczeniu takiej krwi poprawa samopoczucia wystpuje nie od razu, a dopiero po kilkunastu godzinach, po zregenerowaniu krwinkowego 2,3-DPG. PrawidBowe st|enie hemoglobiny wynosi przecitnie 160 ± 20 g/l u m|czyzn i 140 ± 20 g/l u kobiet. Przy peBnym wysyceniu hemoglobiny tlenem i objto[ci krwi kr|cej 5 l, caBkowita zawarto[ tlenu we krwi, okre[lana mianem pojemno[ci tlenowej krwi, wynosi nieco ponad 1 litr. Odpowiada to spoczynkowemu zapotrzebowaniu organizmu na tlen w cigu 4 5 min. Za 97% pojemno[ci tlenowej krwi odpowiada oksyhemoglobina, a tlen rozpuszczony w osoczu odgrywa marginaln rol. Mechanizmy transportu dwutlenku wgla OdBczenie tlenu od hemoglobiny, prowadzce do powstania deoksyhemoglobiny (hemoglobina odtlenowana), uBatwia wizanie dwutlenku wgla przez grupy aminowe globiny z wytworzeniem karbaminohemoglobiny (Hb-CO2). Zjawisko to okre[lane jest jako efekt Haldane a. OkoBo 200-krotnie wiksze powinowactwo do hemoglobiny wykazuje bezwonny i toksyczny gaz, tlenek wgla (CO), który po zwizaniu z globin tworzy trwaB karboksyhemoglobin (Hb-CO). Zwizanie hemoglobiny z CO utrwala konformacj T globiny, przy której przyBczenie tlenu jest niemo|liwe, a hemoglobina traci zdolno[ przenoszenia tlenu. 12 W spoczynku PaCO2 wynosi przecitnie 40 mmHg w krwi ttniczej i 46 mmHg w krwi |ylnej, co odpowiada, odpowiednio 490 i 530 ml CO2 rozpuszczonego w litrze krwi. Kluczow rol w transporcie CO2 odgrywa enzym krwinkowy - anhydraza wglanowa, która katalizuje odwracaln reakcj powstawania anionu HCO3- z dwutlenku wgla i wody (ryc. 3). W tkankach, w krwi |ylnej, anhydraza wglanowa przeksztaBca CO2 w aniony HCO3-, natomiast w pBucach, w miar dyfundowania CO2 do powietrza pcherzykowego, kierunek przemian jest odwrotny, co pozwala na odtwarzanie i usuwanie nadmiaru CO2. 7 - 10 % CO2 CO w osoczu: 2 z tkanek rozpuszczony i zwizany z albuminami 60 - 70% 20 - 30% + H O CO 2 2 Hb- CO2 anhydraza wglanowa - + H+ HCO3 HCO3- Cl- HCO3- Cl- w osoczu Rycina 3 Rola erytrocytów w przenoszeniu dwutlenku wgla Produktami krwinkowej anhydrazy wglanowej s jony wodorowglanowe (HCO3-) i protony (H+). Wikszo[ protonów jest wizana (buforowana) przez hemoglobin, natomiast nadmiar jonów HCO3- jest, zgodnie z gradientem st|eD, usuwany z krwinki i dalej przenoszony przez osocze do pBuc. Zgodnie z gradientem elektrycznym, w zamian za aniony HCO3-, do krwinki wnikaj aniony chlorkowe Cl- (wymiana Hamburgera). Chlorki, które s mniejszymi jonami od czsteczek HCO3- maj wikszy potencjaB osmotyczny i przycigaj do krwinki wod. W efekcie hematokryt krwi |ylnej jest zwykle o 1-2% wikszy od krwi ttniczej. 13 W osoczu rozpuszczone s aniony wodorowglanowe (przecitnie 24 mmol/l), które s gBównym elementem zasobu zasad osocza i z których, w wyniku reakcji z jonami wodorowymi H+, mo|e powstawa dwutlenek wgla. Nadwy|ka CO2 powstajca w tkankach: 1. jest w 60-70% przeksztaBcana w jony HCO3- , 2. w 20-30% wi|e si z hemoglobin (karbaminohemoglobina), 3. w 5-10% dociera do pBuc w osoczu (ryc.3): w postaci rozpuszczonej (1/3) i nietrwale zwizanej z albuminami (2/3). Wskazniki czerwonokrwinkowe W diagnostyce niedokrwisto[ci okre[la si wskazniki czerwonokrwinkowe (Tab. 4, 5). Do podstawowych wskazników czerwonokrwinkowych nale|: st|enie hemoglobiny we krwi (Hb), liczba erytrocytów przypadajcych na jednostk objto[ci krwi (Erys; RBC, red blood count), hematokryt (Htk, Hct )  czyli stosunek objto[ci erytrocytów do objto[ci peBnej krwi, [rednia objto[ krwinki (MCV; mean corpuscular volume), [rednie st|enie hemoglobiny w krwince (MCHC; mean corpuscular hemoglobin concentration) i [rednia masa hemoglobiny w krwince (MCH; mean corpuscular hemoglobin). Tab. 4 Podstawowe wskazniki czerwonokrwinkowe St|enie hemoglobiny we krwi (Hb) Norma:@& 115  160 g/l (11,5  16 g%); przecitnie PL 14 g% B& 125  180 g/l (12,5  18 g%); przecitnie PL 16g% Noworodki 142  196 g/l (14,2  19,6g%) Hematokryt (wskaznik hematokrytowy) - stosunek objto[ci erytrocytów do objto[ci peBnej krwi Norma: @& 37  47 % (0,37  0,47); przecitnie PL 38 - 40% B& 42  52 % (0,40  0,52); przecitnie PL 42 - 44% Liczba erytrocytów (RBC; Erys) Norma: @& 4 000 000  5 400 000 / ¼l ; przecitnie PL 4 700 000 / ¼l B& 4 500 000 - 6 000 000 / ¼l ; przecitnie PL 5 000 000 / ¼l 14 Tab. 5 Wskazniki czerwonokrwinkowe  pochodne parametrów podstawowych MCV (ang. mean corpuscular volume), Zrednia objto[ krwinki Htk [%] MCV = "10 Erys [mln/mm3] Norma: 80  92 ¼m3 ; (> 92 ¼m3  makrocytoza; < 80 ¼m3  mikrocytoza) MCH (ang. mean cell hemoglobin; mean corpuscular hemoglobin), Zrednia masa hemoglobiny w krwince Hb [g/L] MCH = Erys [mln/mm3] Norma: 27  33 (35) pg / krwink MCHC (ang. mean corpuscular hemoglobin concentration) Zrednie st|enie hemoglobiny w krwince MCHC = Hb [g/L] "10 Htk [%] Norma: 31  37 g/dl (inaczej: g%; g/100ml) >37 g/dl  hiperchromia (nadbarwliwo[) < 31 g/dl  hipochromia (niedobarwliwo[) Wskaznik barwny (INDEX) Termin coraz bardziej historyczny. Okre[la  wybarwienie krwinek hemoglobin. Obliczany tradycyjnie odnosi si do warto[ci normatywnych dla danej populacji % Hb INDEX = % Erys gdzie %Hb i % Erys - okre[laj odpowiednio jaki procent standardowej normy stanowi oznaczona warto[ hematokrytu i liczby krwinek czerwonych. Norma: 0,85 -1,15. < 0,85 = hipochromia (niedobarwliwo[); 1,15  hiperchromia, (nadbarwliwo[) Niekiedy Index jest obliczany z ilorazu st|enia Hb i liczby erytrocytów wyra|onych w g/l i mln/mm3. MCD (ang. mean cell diameter); Zrednia [rednica erytrocytu Przecitnie od 7,2 do 7,8 ¼m (> 8 ¼m  makrocytoza; < 7,2 ¼m  mikrocytoza) RDW (ang. red cell distribution width)  wskaznik anizocytozy; wskaznik rozkBadu objto[ci erytrocytów  jest odchyleniem standardowym objto[ci populacji krwinek czerwonych, wyra|onym jako odsetek MCV Norma: 11,5 -14,5% > 14,5% anizocytoza Krwinki o prawidBowej objto[ci okre[la si jako normocyty, o zmniejszonej  mikrocyty, o zwikszonej  makrocyty. Niskie MCHC lub MCH okre[la si jako hipochromia lub niedobarwliwo[, za[ wysokie  hiperchromia lub nadbarwliwo[. PrzykBadowo, przy niedokrwisto[ci spowodowanej niedoborem |elaza dominuj hipochromiczne mikrocyty, za[ przy niedoborze kwasu foliowego lub witaminy B12 przewa|aj makrocyty. 15 Zautomatyzowane analizatory krwi obliczaj wskazniki ró|norodno[ci populacji krwinek. Najcz[ciej stosowanym wskaznikiem jest RDW, który jest odchyleniem standardowym objto[ci badanej puli krwinek czerwonych. Wysokie RDW wystpuje czsto w niedokrwisto[ciach niedoborowych spowodowanych niedoborem |elaza, witaminy B12 lub kwasu foliowego. RDW zwykle wzrasta w pocztkowym okresie skutecznego leczenia tych niedokrwisto[ci, gdy| w miar uzupeBniania brakujcego czynnika, do populacji erytrocytów o nieprawidBowej objto[ci doBczaj si nowowytworzone prawidBowe krwinki. Odpowiednikiem graficznym RDW jest krzywa Price-Jonesa, która okre[la rozkBad [rednicy erytrocytów (Ryc. 4). c) dwuszczytowa krzywa b) przykBadowe krzywe a) standardowa krzywa Price-Jonesa w trakcie w niedokrwisto[ciach 2+) Price-Jonesa podczas leczenia (Fe niedoborowych 30 30 mikrocytoza makrocytoza regeneracja 20 20 10 10 9 4 5 6 7 8 9 10 11 4 5 6 7 8 10 11 12 [rednica [¼m] [rednica [¼m] Ryc. 4 UksztaBtowanie krzywych Price-Jonesa w warunkach prawidBowych (a) i w niedokrwisto[ciach niedoborowych (b,c). a) Standardowa krzywa Price-Jonesa, przy [redniej [rednicy krwinki (MCD)  7,5 ¼m, ma ksztaBt zbli|ony do krzywej rozkBadu normalnego, z nieznacznym przesuniciem w lewo (nieco wikszy odsetek ekrwinek bardzo maBych w stosunku do bardzo du|ych. b) Przy niedoborze |elaza wystpuje czsto niedokrwisto[ mikrocytarna. Szczyt krzywej Price-Jonesa jest obni|ony i przesunity w lewo, przy rozsunitych ramionach krzywej, co koresponduje z wysokimi warto[ciami RDW, charakterystycznymi dla anizocytozy. Przy niedoborze witaminy B12 lub kwasu foliowego krzywa jest przesunita w prawo (makrocytoza). Obni|ony szczyt krzywej z rozsunitymi ramionami odpowiada anizocytozie. c) modelowa krzywa Price-Jonesa podczas skutecznego leczenia niedokrwisto[ci z niedoboru |elaza. Nierzadko obserwowane dwa szczyty krzywej odpowiadaj dwóm pulom krwinek:  starej sprzed leczenia, kiedy dominowaBy krwinki maBe (mikrocyty) i nowej - uwolnionej do krwiobiegu po uzupeBnieniu |elaza, w których [rednica jest prawidBowa Erytrocyty odgrywaj istotn rol w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej ustroju. Podstawowym buforem osocza, zale|nym od anhydrazy wglanowej erytrocytów, jest ukBad HCO3-/CO2, który odpowiada za ponad 50% pojemno[ci buforowej krwi, natomiast krwinkowy ukBad deoksy-/oksy- hemoglobina stanowi o pozostaBych 35-45% tej pojemno[ci. 16 Krwinki biaBe Leukocyty, których liczba we krwi wynosi przecitnie od 4000 do 11000/¼l (Tab. 1 ), dziel si na krwinki posiadajce wyrazne ziarnisto[ci w cytoplazmie  granulocyty i agranulocyty, które ich nie posiadaj. W[ród agranulocytów wyró|nia si limfocyty i monocyty. Limfocyty przewa|aj w[ród krwinek biaBych krwi do 4 roku |ycia, pózniej przewag liczebn uzyskuj granulocyty. Do granulocytów nale|: neutrofile (granulocyty obojtnochBonne), które dominuj po 4 roku |ycia, eozynofile (granulocyty kwasochBonne) i bazofile (granulocyty zasadochBonne), które stanowi najmniejsz pul leukocytów. W przeciwieDstwie do erytrocytów, leukocyty posiadaj jdro komórkowe i charakteryzuj si znaczn aktywno[ci metaboliczn. Najwa|niejsz funkcj krwinek biaBych jest niszczenie patogenów, które wniknBy do ustroju. Krwinki biaBe wykazuj kilka cech wspólnych: 1. s przycigane do miejsca infiltracji patogenów lub uszkodzenia tkanek przez specyficzne bodzce chemiczne; cecha ta jest okre[lana mianem chemotaksji 2. w odró|nieniu od erytrocytów, pobudzone leukocyty przenikaj z naczyD krwiono[nych do tkanek docelowych (migracja leukocytów), przeciskajc si przez pory w [cianie naczyD wBosowatych (diapedeza) 3. wykazuj zdolno[ ruchów [lizgowych, co jest szczególnie widoczne u monocytów i neutrofili; wBa[ciwo[ ta umo|liwia przenikanie krwinek pomidzy komórkami [ródbBonka naczyniowego 4. neutrofile, monocyty i eozynofile wykazuj zdolno[ fagocytozy, czyli pochBaniania patogenów, pozostaBo[ci po obumarBych komórkach lub po procesie zapalnym. Neutrofile i eozynofile s okre[lane jako mikrofagi, za[ do makrofagów zalicza si monocyty kr|ce we krwi i powstaBe z nich komórki, które osiadBy w tkankach. Granulocyty obojtnochBonne (neutrofile, neutrocyty) s okrgBymi krwinkami, wikszymi od erytrocytów, o [rednicy od 10 do 14 ¼m. Pobudzone potrafi zmienia ksztaBt i formowa wypustki (filopodia). MBode neutrofile posiadaj zwarte owalne jdro (granulocyty paBeczkowate, stanowice do 5% leukocytów), które z wiekiem dzieli si na luzno poBczone segmenty, zwykle od 2 do 6 (granulocyty segmentowane). W warunkach standardowych, we krwi obwodowej najwicej jest granulocytów o 3 segmentach jdra (30-40%). Wzrost odsetka granulocytów z jednym lub dwoma segmentami jdra okre[la si jako  przesunicie w lewo i jest w przypadku infekcji objawem rokowniczo korzystnym, gdy| mBode granulocyty wykazuj wiksz zdolno[ zwalczania patogenów. Po wytworzeniu w szpiku kostnym, w ilo[ci ok. 100 milionów na dob, przedostaj si do krwi, skd przenikaj do tkanek. Neutrofile wykazuj zdolno[ szybkiego gromadzenia si w miejscu uszkodzenia tkanek. Ich czas |ycia w krwiobiegu jest bardzo krótki. PoBowa krwinek ginie po 6 godz. Przecitnie okoBo 50% neutrofili znajdujcych si w naczyniach krwiono[nych przepBywa z krwi (pula kr|ca). 17 PozostaBe krwinki przylegaj do [cian naczyD lub s uwizione w naczyniach wBosowatych o znikomym przepBywie krwi (pula marginalna; przy[cienna). Przyspieszenie strumienia krwi, np. przy intensywnym wysiBku lub w ukBadzie trawiennym po spo|yciu posiBku, uruchamia pul marginaln, przez co liczba neutrofili mo|e przej[ciowo wzrosn z poziomu 4 000  11 000/¼l nawet do 30 000/¼l. Fagocytujce neutrofile potrafi pochBon nawet do kilkunastu bakterii w cigu kilku minut, czemu towarzyszy dramatyczne przyspieszenie przemian tlenowych. Ogldajc preparaty mikroskopowe mo|na oceni zdolno[ci fagocytarne neutrofili. Zrednia liczba bakterii znajdujca si wewntrz neutrofila, czyli [rednia liczba bakterii przypadajaca na jeden fagocyt nosi nazw indeksu fagocytarnego. Wysoka warto[ indeksu fagocytarnego [wiadczy o wysokiej aktywno[ci bakteriobójczej fagocytów. W wyniku tzw. wybuchu tlenowego, powstaj reaktywne postaci tlenu o silnych wBa[ciwo[ciach utleniajcych: anionorodnik ponadtlenkowy (O2·-), nadtlenek wodoru (H2O2) i kwas podchlorawy (HOCl), które wspóBdziaBaj w unicestwieniu sfagocytowanych komórek. Granulocyty kwasochBonne (eozynofile, eozynocyty) maj [rednic 10-15 ¼m i dwupBatowe jdro. Ich nazwa pochodzi od ziarnisto[ci wystpujcych w cytoplazmie, które wybarwiaj si barwnikami o odczynie kwa[nym. Eozynofile zwalczaj paso|yty i uczestnicz w reakcjach alergicznych, a ich liczba wzrasta przy infekcjach paso|ytniczych i niekiedy w alergiach. Granulocyty zasadochBonne (bazofile) maj [rednic 7-10 ¼m i stanowi przecitnie mniej ni| 1% populacji leukocytów krwi kr|cej. Nazwa wywodzi si od gsto rozmieszczonych ziarnisto[ci wystpujcych w cytoplazmie, które wybarwiaj si barwnikami o odczynie alkalicznym. Bazofile kr| we krwi kilka godzin, po czym przenikaj do tkanek. Nie wykazuj zdolno[ci do fagocytozy. Przy pobudzeniu uwalniaj ze swoich ziarnisto[ci ró|norodne czynniki, w tym: heparyn, o dziaBaniu przeciwkrzepliwym, histamin i serotonin, cytokiny. Uczestnicz w reakcjach alergicznych, dziki zdolno[ci wizania na swojej powierzchni immunoglobulin klasy E. Profil dziaBania eozynofilów jest zbli|ony do komórek tucznych, które rozmieszczone s w tkankach. Monocyty s najwikszymi leukocytami krwi obwodowej. Maj najcz[ciej ksztaBt owalny o przecitnej [rednicy 14-18 ¼m i du|e jdro o nerkowatym ksztaBcie. Monocyty s odpowiedzialne za usuwanie zdegenerowanych komórek, zdenaturowanych biaBek, kompleksów antygen-przeciwciaBo, niektórych bakterii, a tak|e uczestnicz w tzw. prezentacji antygenów, czyli w przetwarzaniu antygenów do postaci rozpoznawalnych przez limfocyty. Monocyty migruj ruchem [lizgowym z krwi do tkanek, gdzie przeksztaBcaj si w makrofagi tkankowe lub komórki dendrytyczne. Limfocyty stanowi niejednorodn subpopulacj krwinek biaBych. Wikszo[, 80-90%, stanowi limfocyty maBe, o [rednicy 7-11 ¼m, na które skBadaj si dwa czynno[ciowo odrbne typy komórek, morfologicznie nierozró|nialne w mikroskopie [wietlnym: limfocyty B i limfocyty T, z których ka|dy posiada zdolno[ swoistego rozpoznawania 18 antygenów. W[ród limfocytów du|ych, o [rednicy 11-15 ¼m dominuj limfocyty NK. W przeciwieDstwie do innych krwinek biaBych, limfocyty przemieszczaj si nie tylko z krwiobiegu do tkanek, ale równie| w kierunku przeciwnym. Liczba limfocytów kr|cych we krwi jest znacznie mniejsza od puli tkankowej. Cz[ limfocytów B i T peBni funkcj no[ników pamici immunologicznej. Limfocyty B  s odpowiedzialne za odporno[ swoist typu humoralnego, której istot jest wytwarzanie przeciwciaB. Po uwolnieniu do krwi, limfy lub pBynu tkankowego, przeciwciaBa wi| si swoi[cie z okre[lonymi antygenami, co prowadzi do eliminacji antygenów lub zniszczenia komórek zawierajcych te antygeny. Po opuszczeniu szpiku przez niedojrzaBe limfocyty B, ich dalsze ró|nicowanie przebiega w obwodowych tkankach limfatycznych: wzBach chBonnych, [ledzionie, migdaBkach podniebiennych, grudkach chBonnych przewodu pokarmowego. Limfocyty T  s odpowiedzialne za odporno[ swoist typu komórkowego. Ich populacja jest czynno[ciowo heterogenna. " Limfocyty cytotoksyczne (Tc) niszcz komórki obce, " Limfocyty pomocnicze (Th) - wspomagaj odpowiedz odporno[ciow - stymuluj limfocyty B do namna|ania, " Limfocyty regulatorowe (Treg; zwane te| limfocytami supresorowymi Ts) hamuj odpowiedz odporno[ciow. Limfocyty regulatorowe s odpowiedzialne za zjawisko tolerancji immunologicznej, polegajcej na zahamowaniu odpowiedzi odporno[ciowej w stosunku do niektórych obcych antygenów. Limfocyty T powstaj w szpiku kostnym, ró|nicuj si i wstpnie dojrzewaj w grasicy, po czym kolonizuj wydzielone obszary wzBów chBonnych, gdzie ostatecznie dojrzewaj i namna|aj si. Limfocyty NK (natural killer) nie wykazuj swoisto[ci dziaBania, dlatego zaliczane s do czynników odporno[ci nieswoistej. Ich podstawowe znaczenie polega na eliminacji komórek nowotworowych i komórek zainfekowanych przez wirusy. Mechanizmy odporno[ciowe Odporno[ jest to zdolno[ci do rozpoznawania, unieczynniania i eliminacji obcych czstek, które mog by zagro|eniem dla organizmu. Mechanizmy odporno[ciowe nie tylko zabezpieczaj przed inwazj patogenów, ale tak|e eliminuj znieksztaBcone czstki wBasne o cechach odbiegajcych od zaprogramowanych standardów. W zale|no[ci od kryteriów mo|na wyró|ni ró|ne rodzaje odporno[ci (Tab. 6). 19 Tab. 6 Rodzaje odporno[ci Kryterium Rodzaje odporno[ci nieswoista swoista Ukierunkowanie niespecyficzna specyficzna Geneza wrodzona nabyta powstawania Sposób bierna czynna powstawania Sposób humoralna komórkowa dziaBania Mechanizmy odporno[ciowe mog by wybiórczo ukierunkowane na okre[lony czynnik (antygen) i jest to odporno[ swoista, mog te| nie wykazywa ukierunkowania i tak odporno[ okre[la si mianem nieswoistej. Mechanizmy odporno[ci nieswoistej s wrodzone i ich wystpowanie nie zale|y od pobudzenia z zewntrz, natomiast wikszo[ mechanizmów odporno[ci swoistej ma charakter nabyty  jest indukowana przez kontakt z konkretnym antygenem. Do mechanizmów swoistej odporno[ci wrodzonej nale|y ukBad grupowy krwi ABO, którego elementy s uwarunkowane genetycznie i nie zale| od pobudzenia zewntrznego. Mechanizmy obrony, zarówno swoistej, jak i nieswoistej, które realizuj si przez czynniki uwolnione do krwiobiegu, limfy lub pBynu tkankowego, nosz nazw odporno[ci humoralnej. Alternatywnym sposobem dziaBania jest bezpo[redni destrukcyjny wpByw na komórki, co okre[la si jako odporno[ komórkow. Je|eli organizm sam wytwarza czynniki humoralne lub komórkowe niszczce patogeny, to odporno[ ma charakter czynny (odporno[ czynna). Natomiast odporno[ uzyskana w wyniku podania gotowych przeciwciaB lub komórek 20 odporno[ciowych nosi nazw odporno[ci biernej. Procesy odporno[ciowe zainicjowane przez naturalne czynniki [rodowiskowe lub endogenne nale| do odporno[ci naturalnej, natomiast odporno[ sztuczna wynika z podawania z zewntrz gotowych preparatów (ryc. 5). ODPORNOZ SWOISTA CZYNNA BIERNA NATURALNA SZTUCZNA NATURALNA SZTUCZNA Przebyte infekcje PrzeciwciaBa matki: Szczepienia: Podawanie surowic ze Przenikanie przez Bo|ysko, Patogeny specyficznymi Karmienie piersi (osBabione lub przeciwciaBami nieaktywne) Ryc. 5. Rodzaje odporno[ci swoistej Odporno[ nieswoista (Bac. resistentio) Nieswoiste mechanizmy odporno[ciowe stanowi pierwsz, najstarsz filogenetycznie lini obrony organizmu przed inwazj patogenów. SkBadaj si na nie bariery o charakterze mechanicznym (np. trudna do przeniknicia powierzchnia skóry), chemicznym (np. agresywne [rodowisko tre[ci |oBdkowej), biologicznym (zasiedlenie skóry i [luzówek przez bakterie saprofityczne, które tworz nieprzyjazne [rodowisko dla egzogennych bakterii chorobotwórczych), tak|e mechanizmy humoralne, komórkowe i regulacyjne (Tab. 7). 21 Tab. 7 Charakterystyka mechanizmów odporno[ci nieswoistej Charakter odporno[ci Mechanizm odporno[ciowy Efekt nieswoistej mechaniczne: uniemo|liwienie wnikania patogenów np. powierzchnia skóry chemiczne - kwa[ne pH tre[ci |oBdkowej niszczenie patogenów - kwa[ne pH skóry - lizozym w Bzach biologiczne Bakterie saprofityczne: konkurencja w stosunku do bakterii Bariera - skóry, chorobotwórczych - ukBadu oddechowego, - przewodu pokarmowego czynno[ciowe - kichanie - kaszel - ruchy nabBonka usuwanie patogenów migawkowego dróg oddechowych - ruchy perystaltyczne jelit interferony zwikszenie odporno[ci komórek na wirusy Humoralna ukBad dopeBniacza i inne biaBka - uszkadzanie [cian komórkowych osocza (np. tzw. biaBka ostrej fazy) - przyciganie fagocytów - wyzwalanie odczynu zapalnego komórki fagocytujce: neutrofile - eliminacja patogenów eozynofile - przetwarzanie antygenów komórki tuczne (tkanki) - aktywacja limfocytów monocyty Komórkowa komórki dendrytyczne makrofagi tkankowe komórki cytotoksyczne nadzór immunologiczny: limfocyty NK - usuwanie nieprawidBowych komórek odczyn zapalny neutrofile, - zlokalizowanie i ograniczenie makrofagi, obszaru zagro|enia komórki tuczne - eliminacja patogenów Regulacyjna cytokiny gorczka - zwikszenie aktywno[ci metabolicznej cytokiny - eliminacja patogenów reakcje odruchowe - kaszel, kichanie, wymioty, biegunka 22 Odporno[ swoista (Bac. immunitas) Swoista odpowiedz odporno[ciowa (immunologiczna) wynika ze zdolno[ci rozró|niania czynników immunogennych  antygenów i zale|y od skoordynowanej odpowiedzi, ukierunkowanej na wyeliminowanie antygenu, w której uczestnicz limfocyty T i B. Antygen jest to substancja zdolna do pobudzenia ukBadu odporno[ciowego i wywoBania odpowiedzi skierowanej swoi[cie przeciw sobie. Antygen posiada dwie cechy: immunogenno[, czyli zdolno[ do swoistego pobudzenia ukBadu odporno[ciowego oraz antygenowo[, czyli zdolno[ do swoistego Bczenia si z przeciwciaBami rozpuszczonymi we krwi i pBynach tkankowych lub stanowicymi receptory limfocytów. Antygeny s najcz[ciej biaBkami lub polisacharydami. Lipidy, kwasy nukleinowe, polipeptydy, a tak|e niektóre zwizki nieorganiczne mog wykazywa immunogenno[ po zwizaniu z no[nikiem biaBkowym lub polisacharydowym. Hapteny s substancjami, które wykazuj antygenowo[, natomiast nie maj zdolno[ci wywoBywania odpowiedzi immunologicznej (nie s immunogenne). Jednak|e po poBczeniu z no[nikiem biaBkowym, hapteny mog naby cech immunogennych, stajc si peBnowarto[ciowym antygenem. W wyniku reakcji haptenów z biaBkami ustrojowymi nierzadko dochodzi do wyzwalania odpowiedzi immunologicznej o typie nadwra|liwo[ci (alergia), o ró|norodnym przebiegu klinicznym. Reakcje immunologiczne indukowane przez hapteny nie zawsze mo|na przewidzie, gdy| ka|dy organizm posiada swoisty zestaw biaBek, które po poBczeniu z haptenem mog utworzy unikaln czsteczk o wBa[ciwo[ciach immunogennych. PrzeciwciaBa, zwane te| immunoglobulinami (w skrócie: Ig), s wytwarzane przez zaktywowane limfocyty B. Wystpuj w stanie niezwizanym w osoczu i pBynach tkankowych, gdzie wi| antygeny, przyczyniajc si do ich eliminacji, a tak|e na powierzchni limfocytów, gdzie peBni funkcj receptorów rozpoznajcych konkretne antygeny. Podstawow struktur immunoglobulin tworz dwie pary BaDcuchów biaBkowych: jedna para BaDcuchów ci|kich i jedna lekkich. Wyró|nia si pi klas immunoglobulin (Tab. 8): IgM, IgG, IgA, IgE oraz IgD. Poszczególne klasy immunoglobulin ró|ni si od siebie budow: IgG, IgE i IgD wystpuj w ustroju w postaci pojedynczych czstek  monomerów, IgA  tworz ukBady zBo|one z dwóch czstek  dimery, za[ IgM wystpuj w postaci kompleksów piciu czsteczek (pentamery), przez co maj najwiksze rozmiary i praktycznie nie przenikaj przez Bo|ysko podczas ci|y. Immunuglobuliny IgG i IgM wystpuj w osoczu w postaci wolnej, podczas gdy wikszo[ czsteczek pozostaBych klas immunuglobulin jest zaabsorbowana na powierzchni komórek, wpBywajc na ich funkcj. W osoczu znajduj si tysice przeciwciaB o zbli|onej budowie strukturalnej, odpowiadajcej danej klasie immunoglobulin, które ró|ni si od siebie zdolno[ci specyficznego reagowania z konkretnymi antygenami. PrzeciwciaBa osocza ró|ni si 23 od siebie st|eniem oraz aktywno[ci, której przejawem jest dynamika reakcji z antygenem i nasilenie wywoBywanej odpowiedzi immunologicznej. Miano przeciwciaB, które oznacza najmniejsze rozcieDczenie surowicy zawierajcej przeciwciaBa, przy którym wystpuje wykrywalna w warunkach laboratoryjnych reakcja danych przeciwciaB ze swoistym antygenem, jest powszechnie stosowanym wskaznikiem, który stanowi wypadkow st|enia i aktywno[ci testowanych przeciwciaB. Tab. 8 Klasy przeciwciaB i ich wBa[ciwo[ci Klasa Budowa WBa[ciwo[ci - s uwalniane w pierwszej kolejno[ci po kontakcie z antygenem; - s kompleksem 5 pojedynczych czstek, co uBatwia wizanie antygenów w kompleksy antygen-przeciwciaBo; IgM - wystpuj jako przeciwciaBa naturalne ukBadu grupowego krwi AB0 - wykazuj wysok aktywno[ w niskim zakresie temperatur pentamer (4 -20°C), cho wikszo[ wykazuje tak|e aktywno[ w temperaturze ciaBa (37  40°C) - stanowi wikszo[ przeciwciaB wystpujcych w krwiobiegu - jako jedyne przeciwciaBa mog przenika przez Bo|ysko do pBodu - tworz przeciwciaBa anty-Rh, odpowiedzialne za najczstsz posta IgG konfliktu serologicznego u noworodków monomer - zwykle wykazuj najwiksz aktywno[ w temperaturze ciaBa (37  40°C) - odgrywaj istotn rol w zwalczaniu bakterii w bBonach [luzowych dróg oddechowych i przewodu pokarmowego - po zaabsorbowaniu z krwi s zwizane przez komórki sekrecyjne IgA nabBonka - s uwalniane do [luzu; wystpuj w wydzielinach [luzowych (w [linie, wydzielinie [luzowej dróg oddechowych, Bzach, nasieniu) dimer - wi| antygeny jeszcze przed ich zetkniciem z komórkami - uczestnicz w reakcjach alergicznych i w zwalczaniu paso|ytów - s przytwierdzone do powierzchni granulocytów zasadochBonnych i IgE komórek tucznych, po zwizaniu z antygenem pobudzaj te komórki monomer do wydzielania: histaminy, heparyny, serotoniny i cytokin o profilu prozapalnym IgD - wystpuj na powierzchni limfocytów B i uczestnicz w ich aktywacji monomer Funkcje limfocytów T i B uzupeBniaj si. Limfocyty Th uBatwiaj aktywacj limfocytów B. Limfocyt T nie s pobudzane przez antygeny rozpuszczone w osoczu i pBynach tkankowych, natomiast rozpoznaj antygeny komórkowe. Z kolei, kr|ce we krwi przeciwciaBa, wytworzone przez limfocyty B, nie przylegaj do bBon 24 komórkowych i nie przenikaj przez bBony, co ogranicza spektrum ich dziaBania do wizania antygenów swobodnie dostpnych w pBynie pozakomórkowym. Odporno[ swoist charakteryzuj 4 cechy: 1. wszechstronno[, która przejawia si zdolno[ci do reagowania na najbardziej ró|norodne antygeny. Pojedynczy osobnik napotyka na znacznie mniejsz liczb antygenów, ni| caBa populacja, a jednak ka|dy osobnik jest w stanie wytworzy w razie potrzeby odpowiednie przeciwciaBa. 2. specyficzno[, czyli zdolno[ wytworzenia odpowiedzi selektywnie ukierunkowanej przeciw konkretnemu antygenowi. 3. pami immunologiczna, która umo|liwia przyspieszenie i nasilenie odpowiedzi antygen, przy powtórnej ekspozycji. Istot pamici immunologicznej jest namno|enie subpopulacji limfocytów, które nie s aktywowane przy pierwotnym kontakcie z antygenem, ale ulegaj natychmiastowemu pobudzeniu i rozmno|eniu przy ekspozycji wtórnej. Komórki pamici charakteryzuje wzgldna dBugowieczno[  potrafi przetrwa przez wiele miesicy, a nawet lat. 4. tolerancja, w wyniku której antygeny wBasne nie pobudzaj odpowiedzi immunologicznej. Za tolerancj odpowiada selekcja limfocytów B w szpiku kostnym i limfocytów T w grasicy. Podczas ró|nicowania, komórki o wBa[ciwo[ciach potencjalnie autodestrukcyjnych s niszczone. Dynamika i czas trwania odpowiedzi immunologicznej zale|y od tego, czy ukBad odporno[ciowy napotkaB antygen po raz pierwszy, czy te| doszBo do kolejnej ekspozycji (ryc. 6). Odpowiedz pierwotna, charakteryzuje si stosunkowo powolnym rozwojem. Impet i nasilenie odpowiedzi wtórnej s znacznie, zwykle wielokrotnie, wiksze. Odpowiedz wtórna zanika znacznie wolniej, czego wyznacznikiem jest dBugotrwaBe utrzymywanie si we krwi wysokiego miana swoistych przeciwciaB. Odpowiedz pierwotna Odpowiedz wtórna IgG IgG IgM IgM 1234 1234 Czas [tyg.] Czas [tyg.] Ryc. 6 Dynamika i nat|enie odpowiedzi immunologicznej pierwotnej i wtórnej. Miano przeciwciaB jest to najwiksze rozcieDczenie surowicy, w którym mo|na zaobserwowa reakcj immunologiczn. Miano przeciwciaB jest wypadkow ilo[ci przeciwciaB (st|enia w surowicy) i ich aktywno[ci  zdolno[ci reagowania ze swoistymi antygenami. Miano przeciwcial Miano przeciwcial 25 Na powierzchni bBon komórkowych wystpuje od 50 do 200 czsteczek biaBkowych, zwanych antygenami zgodno[ci tkankowej (HLA; human leukocyte antigen), które posiadaj genetycznie zdeterminowan struktur, charakterystyczn dla ka|dego osobnika. Czsteczki te, które pocztkowo wykryto na powierzchni leukocytów, a pózniej na powierzchni wikszo[ci komórek somatycznych, okre[laj odrbno[ osobnicz tkanek. Niezgodno[ w zakresie tych antygenów pomidzy poszczególnymi osobnikami stwarza zasadnicze problemy przy transplantacji narzdów. UkBady grupowe krwi Na powierzchni krwinek czerwonych rozlokowane s antygeny zdolne do wywoBania specyficznej odpowiedzi immunologicznej prowadzcej do zniszczenia krwinek. Antygeny krwinkowe tworz kombinacje genetycznie zakodowanych ukBadów grupowych, z których najwa|niejsze znaczenie praktyczne maj: ukBad grupowy AB0 i ukBad Rh. Przy transfuzjach krwi niepo|dane odczyny byBy tak|e udziaBem ukBadów: MN, Kell, Duffy, Lewis i ponad dwudziestu innych sporadycznie wystpujcych antygenów. UkBady grupowe antygenów charakteryzuje wewntrzgrupowy polimorfizm. UkBad grupowy ABO Antygeny ukBadu ABO s glikoproteidami, których determinanty antygenowe ró|ni si obecno[ci i ukBadem przyBczonych czsteczek: fukozy, galaktozy i N-acetylogalaktozaminy. Istniej 4 podstawowe warianty grupowe ukBadu AB0 (Tab.9). Antygenem prekursorowym ukBadu ABO jest antygen H, który wystpuje w grupie krwi 0, za[ u osób grupy krwi A, B i AB ulegB glikozylacji do antygenów A lub B. Tab. 9 Antygeny i przeciwciaBa ukBadu grupowego AB0 Antygeny PrzeciwciaBa w Grupa krwinkowe osoczu krwi (Aglutynogeny) (Aglutyniny) A A anty-B B B anty-A AB A i B brak 0 brak anty-A i anty-B Osoba o grupie krwi A posiada na powierzchni krwinek antygen A, o grupie B  antygen B, grupy AB  oba antygeny: A i B, a osoba grupy krwi 0 nie posiada 26 antygenów A lub B. Z ukBadem antygenów sprz|one s przeciwciaBa, które s rozpuszczone w osoczu. Zasada jest prosta: w osoczu wystpuj przeciwciaBa swoiste dla antygenu, którego osobnik nie posiada. I tak, w osoczu osoby grupy krwi A wystpuj przeciwciaBa anty-B, grupy B  przeciwciaBa anty-A, grupy 0  oba rodzaje przeciwciaB: anty-A i anty-B, za[ osoba grupy AB nie posiada przeciwciaB ukBadu AB0. Antygeny ukBadu ABO nosz nazw aglutynogenów, za[ przeciwciaBa aglutynin, gdy| po zwizaniu antygenu A lub B z odpowiednim przeciwciaBem dochodzi do zlepiania (aglutynacji) krwinek, co zapocztkowuje ich zniszczenie. Reakcje aglutynacji zachodzce w krwiobiegu maj czsto bardzo gwaBtowny i fatalny przebieg, poniewa| agregaty krwinek tworzce si w maBych naczyniach krwiono[nych, skutecznie je zatykaj, uniemo|liwiajc dopByw krwi do obszarów o kluczowym znaczeniu dla podtrzymania |ycia. Aglutyniny ukBadu AB0 nale| do przeciwciaB naturalnych, gdy| ich wytwarzanie jest zakodowane genetycznie i nie zale|y od wcze[niejszego kontaktu z antygenem. Wikszo[ przeciwciaB naturalnych nale|y do klasy IgM, które w warunkach fizjologicznych nie przenikaj przez Bo|ysko podczas ci|y i dlatego pomimo statystycznie du|ego prawdopodobieDstwa wystpowania niezgodno[ci serologicznej w ukBadzie AB0 midzy matk i pBodem, niezwykle rzadko dochodzi do wytworzenia odpowiedzi immunologicznej, czyli do powstania konfliktu serologicznego. Antygeny A wykazuj heterogenno[ zwizan z odmiennym skBadem glikolipidów, których szczegóBowa budowa jest nadal przedmiotem badaD (L. Svensson i wsp.: Vox Sanguis; 2009, 64, nr 1, 56-61). Fenotypy A1 i A2 wystpuj najcz[ciej (odpowiednio w 80 i 20% populacji). Antygeny: A2, A3, Ax, Am wykazuj mniejsz immunogenno[ (zdolno[ wytwarzania przeciwciaB anty-B) od antygenu A1 i nie wykazuj swoistej immunogenno[ci w jego obecno[ci. Osoby o grupach A2, A3, Ax, Am mog wytwarza przeciwciaBa odporno[ciowe skierowane przeciw antygenowi A1, ale zjawisko to ma charakter sporadyczny. U nielicznych osób o fenotypie A2, które wielokrotnie otrzymywaBy krew, stwierdzono wystpowanie niezbyt wysokiego miana przeciwciaB anty-A1. Antygen B równie| wykazuje heterogenno[, ale nie ma ona znaczenia praktycznego. UkBad grupowy Rh W ukBadzie grupowym Rh, którego nazwa wywodzi si od maBpy Rhesus, wystpuj trzy antygeny grupowe C, D i E, przy czym w obecno[ci antygenu D ekspresja pozostaBych antygenów jest wytBumiona. Antygeny Rh s polipeptydami, których biosynteza jest zale|na od dwóch sprz|onych genów le|cych na krótszym ramieniu chromosomu 1. Jeden z tych genów koduje antygen D, a drugi antygeny C, c, E, i e. W Polsce okoBo 83% populacji nale|y do grupy Rh(+) (Rh plus), gdy| posiada na powierzchni krwinek antygen D. Przynale|no[ do grupy Rh(+) oznacza w praktyce niezdolno[ do wytwarzania przeciwciaB skierowanych przeciw antygenom ukBadu Rh. Zdecydowana wikszo[ osób 27 Rh(-), która nie zetknBa si w antygenem D nie posiada przeciwciaB naturalnych anty-D. Natomiast w wyniku kontaktu z antygenem D (np. po przetoczeniu krwi zawierajcej ten antygen lub podczas ci|y, gdy pBód ma antygen D, a matka go nie posiada) zazwyczaj dochodzi do wytworzenia przeciwciaB odporno[ciowych klasy IgG. W surowicy osób Rh(+), które wielokrotnie otrzymywaBy krew, jedynie sporadycznie stwierdzano marginalne miano przeciwciaB anty-C lub anty-E. WizaBo si to z brakiem antygenów C lub E i byBo zapewne skutkiem wielokrotnej ekspozycji na te antygeny, przy nieprecyzyjnie okre[lonych antygenach ukBadu Rh krwi dawcy. Natomiast, u osób nie posiadajcych antygenu D i jednego lub obydwu z pozostaBych antygenów ukBadu Rh (C lub/i E), odpowiedz immunologiczna na podanie krwi zawierajcej antygeny C lub E, której skutkiem jest wytworzenie istotnego miana przeciwciaB, wystpuje do[ czsto. Zatem samo wykluczenie obecno[ci antygenu D u dawcy krwi nie zabezpiecza biorcy przed ryzykiem niepo|danej reakcji odporno[ciowej. Dlatego, u osoby która nie posiada antygenu D, ale posiada antygen C lub E, przyjto nastpujce okre[lenie przynale|no[ci grupowej w ukBadzie Rh:  jako biorca Rh(-), jako dawca Rh(+) . Osoby, które nie posiadaj zarówno antygenu D, jak i antygenów C i E s okre[lane jako posiadajcy grup krwi Rh(-) (Rh minus). Niezgodno[ i konflikt serologiczny Niezgodno[ serologiczna, czyli wystpowanie odmiennych antygenów krwinkowych u ró|nych osób jest zjawiskiem powszechnym, zwizanym z wystpowaniem licznych ukBadów antygenów w krwinkach i licznych wariantów antygenowych. UkBady grupowe krwi s w miar mo|liwo[ci diagnostycznych szczegóBowo analizowane przez przetoczeniem krwi. Idealnym rozwizaniem w jest podawanie preparatów krwi o skBadzie antygenowym dokBadnie odpowiadajcym biorcy, ale sprawdzenie wszystkich kombinacji ukBadów grupowych jest w praktyce niemo|liwe. Dlatego przetaczanie preparatów krwi jest zawsze zwizane z ryzykiem wystpienia niebezpiecznych powikBaD, nawet przy peBnej staranno[ci poprzedzajcych badaD analitycznych. Std konieczno[ skrupulatnego przestrzegania procedur: poczwszy od prawidBowego zidentyfikowania testowanych ukBadów grupowych krwi biorcy i dawcy, dokBadnego sprawdzania danych ewidencyjnych próbek krwi, wykonania prób krzy|owych potwierdzajcych w warunkach in vitro brak niezgodno[ci serologicznej midzy krwi biorcy i dawcy, wBa[ciwego przechowywania i przygotowania (temperatura) preparatu krwi przed jego podaniem pacjentowi. Istotn procedur redukujc rozmiar powikBaD jest wykonanie próby biologicznej w pierwszych minutach podawania preparatu krwi, czyli jego pocztkowe podawanie z najmniejsz szybko[ci i obserwowanie ewentualnych niekorzystnych nastpstw. Niezgodno[ serologiczna pomidzy matk i pBodem w zakresie ukBadu AB0 jest powszechna, natomiast zale|na od tej niezgodno[ci istotna odpowiedz immunologiczna (konflikt serologiczny), z wytworzeniem przeciwciaB skierowanych przeciw antygenom (krwinkom) pBodu wystpuje ponad 300-krotnie rzadziej ni| 28 w zakresie ukBadu Rh i ma zwykle Bagodniejszy przebieg. Podstawow, cho nie jedyn, przyczyn braku odpowiedzi odporno[ciowej jest znaczny rozmiar immunoglobulin anty-A i anty-B, praktycznie uniemo|liwiajcy ich przenikanie przez Bo|ysko. Konflikt serologiczny w zakresie ukBadu AB0 wystpuje cz[ciej u matek grupy 0, gdy|, po kontakcie z obcym dla siebie antygenem A lub B, okoBo 50% kobiet tej grupy wytwarza znaczce miano przeciwciaB anty-A lub anty-B, nale|cych do immunoglobulin klasy IgG o stosunkowo maBych rozmiarach i znaczcej zdolno[ci penetracji Bo|yska. W przypadku konfliktu serologicznego w ukBadzie Rh rozwijajcego si w ci|y, krwinki Rh(+) pBodu po przenikniciu przez Bo|ysko do krwi matki indukuj skierowan przeciw sobie odpowiedz immunologiczn, z wytworzeniem przeciwciaB anty-D. PrzeciwciaBa te mog przechodzi przez Bo|ysko i wiza si z antygenami na powierzchni krwinek pBodu. W odró|nieniu od aglutynin anty-A lub anty-B, immunoglobuliny anty-D najcz[ciej nie wywoBuj natychmiastowej aglutynacji krwinek. Jednak|e po oblepieniu przeciwciaBami anty-D, bBona komórkowa krwinek traci elastyczno[ i Batwo pka z uwolnieniem hemoglobiny na zewntrz. Objawy konfliktu serologicznego, zale|nego od przeciwciaB anty-D, ujawniaj si czsto bezpo[rednio po urodzeniu dziecka, kiedy w wyniku wzrostu ci[nienia ttniczego i przyspieszenia strumienia krwi, krwinki ulegaj masowej hemolizie przy przeciskaniu si przez drobne naczynia narzdów mi|szowych, gBównie [ledziony. PrawdopodobieDstwo wystpienia niezgodno[ci serologicznej, która mo|e skutkowa powstaniem konfliktu serologicznego wynosi okoBo 1:12. Próba krzy|owa Charakterystyczn cech krwinek czerwonych jest osobnicza ró|norodno[ antygenowa, której przejawem jest wystpowanie antygenów o charakterze nieregularnym, z których tylko cz[ zalicza si do antygenów grupowych krwi. Jeszcze wiksza ró|norodno[ cechuje przeciwciaBa osoczowe, zwBaszcza typu odporno[ciowego, z których cz[ mo|e reagowa nie tylko z antygenem, który pobudziB ich wytwarzanie, ale tak|e, na zasadzie reakcji krzy|owej, opartej o podobieDstwo strukturalne czstek, z wybranymi antygenami krwinek. Dlatego przy skojarzeniu krwinek i osocza pochodzcego od dwóch ró|nych osób, u których nie ujawniono niezgodno[ci serologicznej w zakresie testowanych antygenów i przeciwciaB, nie mo|na wykluczy rozwoju odpowiedzi odporno[ciowej, skutkujcej aglutynacj lub hemoliz krwinek. W celu ograniczenia prawdopodobieDstwa wystpienia nieoczekiwanej odpowiedzi odporno[ciowej u biorcy, który otrzymaB preparat krwi (roztwór krwinek, krew peBn, surowic), przed podaniem odpowiedniego preparatu bezwzgldnie zaleca si wykonanie próby zgodno[ci serologicznej biorcy i dawcy, powszechnie okre[lanej mianem próby krzy|owej. 29 Istot próby krzy|owej jest wykluczenie aglutynacji krwinek lub hemolizy po zmieszaniu (Ryc.7): a) zawiesiny krwinek dawcy z surowic biorcy; b) zawiesiny krwinek biorcy z surowic dawcy. Krew dawcy (D) Krew biorcy (B) SD SB Surowica (S) Surowica (S) Krwinki (K) KD KB Krwinki (K) Ryc. 7 Uproszczony schemat próby krzy|owej SzczegóBowe zalecenia dotyczce warunków laboratoryjnych wykonywania próby krzy|owej zmieniaBy si wielokrotnie w ostatnich kilkudziesiciu latach. Aktualnie przyjmuje si, |e próba krzy|owa powinna by wykonana dwukrotnie  w odmiennych warunkach [rodowiska. W próbie krzy|owej wykonywanej w [rodowisku solnym, (elektrolitowym), w temperaturze pokojowej, na pBytk szklan wprowadza si kilka kropli testowanej surowicy (Ryc.7; SD lub SB). Nastpnie dodaje si kilka roztworu odpowiednich krwinek (dawcy lub biorcy: Ryc. 7 KD, KB), które po przepBukaniu zostaBy zawieszone w roztworze 0,9%NaCl. Po wymieszaniu i odczekaniu 30 min, ocenia si ewentualne wystpienie aglutynacji lub hemolizy. Izotoniczny roztwór NaCl sprzyja, na zasadzie oddziaBywaD elektrostatycznych, odwracalnej rulonizacji krwinek, która mo|e imitowa aglutynacj, dlatego zamiast 0,9%NaCl zaleca si stosowanie roztworów izotonicznych o obni|onej zawarto[ci jonów. Z kolei, w próbie krzy|owej wykonywanej w [rodowisku koloidowym, w temperaturze 37ºC, krwinki s zawieszone we wBasnej surowicy z dodatkiem surowicy antyglobulinowej Coombsa. Wynik próby krzy|owej ma charakter jako[ciowy. Wynik próby mo|e by: ujemny, czyli krew dawcy nadaje si do przetoczenia biorcy (krew zgodna; nie stwierdzono aglutynacji lub hemolizy), lub dodatni (krew niezgodna, czyli krwi dawcy 30 nie mo|na poda biorcy). Jakkolwiek przeciwciaBa naturalne wykazuj optimum dziaBania w niskiej temperaturze, a przeciwciaBa odporno[ciowe w temperaturze 37  40 ºC, to dodatni wynik próby krzy|owej nie daje podstaw do wnioskowania o naturze zaobserwowanej reakcji. Przyczyn nieoczekiwanego wyniku dodatniego mo|na ustali dopiero w wyniku ukierunkowanych testów diagnostycznych z u|yciem antygenów wzorcowych lub/i wzorcowych przeciwciaB. Odczyny antyglobulinowe Coombsa W diagnostyce reakcji immunologicznych z udziaBem przeciwciaB odporno[ciowych klasy IgG, w tym przeciwciaB ukBadu Rh, wykorzystuje si odczyny antyglobulinowe, które po raz pierwszy zostaBy opisane przez Coombsa. W odró|nieniu od reakcji zachodzcych z udziaBem przeciwciaB naturalnych klasy IgM, takich jak aglutyniny anty-A lub anty-B, zwizanie przeciwciaB typu odporno[ciowego z antygenami krwinkowymi nie wywoBuje widocznej reakcji w warunkach laboratoryjnych in vitro. Tradycyjnie przeciwciaBa takie nazywano przeciwciaBami niekompletnymi, w odró|nieniu przeciwciaB kompletnych, które po zwizaniu z antygenami krwinkowymi wywoBywaBy zlepianie krwinek i tworzenie widocznych zlepów lub grudek (aglutynacja; Ryc.8). a) b) c) a) b) c) Ryc. 8 Schemat reakcji odporno[ciowych z udziaBem antygenów krwinkowych przeciwciaB niekompletnych typu odporno[ciowego (IgG) i kompletnych (IgM). a) model krwinki z antygenami na jej powierzchni; b) z antygenami krwinkowymi zwizaBy si przeciwciaBa niekompletne, np anty-D; brak aglutynacji c) z antygenami krwinkowymi zwizaBy si przeciwciaBa kompletne, np anty-A lub anty-B; aglutynacja Przy detekcji przeciwciaB niekompletnych rozpuszczonych w osoczu lub opBaszczonych na powierzchni komórek wykorzystywano zjawisko odrbno[ci gatunkowej biaBek. Po podaniu zwierzciu surowicy ludzkiej, w sposób naturalny zawierajcej liczne przeciwciaBa, ukBad odporno[ciowy zwierzcia rozpozna te 31 przeciwciaBa jako obce biaBka  obce antygeny, co uruchomi wytwarzanie przez zwierz przeciwciaB. Zwierzta takie jak: królik lub owca wytwarzaj przeciwciaBa klasy IgM (kompletne) przeciw licznym biaBkom surowicy ludzkiej. Po uzyskaniu surowicy od tych zwierzt, nazwanej surowic antyglobulinow Coombsa, stosuje si j do wykrywania  ukrytych dotd  niekompletnych przeciwciaB ludzkich. Surowica Coombsa ma charakter poliwalentny  zawarte w niej przeciwciaBa mog reagowa z wieloma biaBkami ludzkim. W ostatniej dekadzie, zostaBy wprowadzone do u|ytku diagnostycznego wysoce specyficzne przeciwciaBa monoklonalne anty-D, anty-C i anty- E, uzyskiwane od odpowiednio modyfikowanych genetycznie myszy. Je|eli krwinki ludzkie s opBaszczone przeciwciaBami niekompletnymi, np anty-D, które to przeciwciaBa nie wywoBuj aglutynacji, a jedynie mog usztywni bBon komórkow krwinki (Ryc. 9a), to dodanie do roztworu tych krwinek lub do peBnej krwi surowicy antyglobulinowej, zawierajcej przeciwciaBa kompletne (Ryc. 9b), spowoduje powstanie kompleksów antygen-przeciwciaBo, które zlepiaj krwinki (aglutynacja; Ryc 9c). Funkcj antygenu peBni w tej reakcji przeciwciaBa anty-D wcze[niej przytwierdzone do krwinkowych antygenów D (Ryc. 8b, Ryc. 9a), a przeciwciaBami tworzcymi kompleks antygen-przeciwciaBo zdolny do wywoBania aglutynacji s przeciwciaBa anty-D (kompletne, klasy IgM) zawarte w surowicy antyglobulinowej. a) b) c) a) b) c) += += Ryc.9 Schemat bezpo[redniego odczynu antyglobulinowego Coombsa a) krwinka opBaszczona przeciwciaBami niekompletnymi, które zwizaBy si z antygenami krwinkowymi; np. przeciwciaBa anty-D z antygenami D na jej powierzchni - brak aglutynacji b) dodanie przeciwciaB kompletnych (klasy IgM) dla których przeciwciaBa uprzednio zwizane z antygenami krwinkowymi peBni funkcj antygenu; przeciwciala takie zawiera surowica antyglobulinowa Coombsa c) w wyniku reakcji przeciwciaB z surowicy antyglobulinowej z przeciwciaBami opBaszczonymi na powierzchni krwinek dochodzi do zlepienia  aglutynacji krwinek Procedura polegajca na dodaniu surowicy antyglobulinowej do roztworu zawierajcego komórki opBaszczone przeciwciaBami niekompletnymi (nie wykazujcymi zdolno[ci do samoistnego zlepiania tych komórek) nosi nazw odczynu bezpo[redniego Coombsa. Je|eli komórkami badanymi nie s krwinki, ale np. 32 drobnoustroje, to ich zlepienie spowoduje zmtnienie roztworu z ewentualnym wytworzeniem osadu (precypitacja). Odczyn bezpo[redni Coombsa wykorzystuje si przy diagnostyce konfliktu serologicznego po urodzeniu noworodka. MateriaBem jest krew pobrana z ppowiny. W przypadku wystpowania w krwi ppowinowej krwinek opBaszczonych przeciwciaBami, dodanie surowicy antyglobulinowej spowoduje aglutynacj krwinek. Przy podejrzeniu konfliktu serologicznego w zakresie ukBadu Rh, rozwijajcego si przed urodzeniem noworodka, wykonuje si odczyn po[redni Coombsa. Materialem badanym jest surowica uzyskana od matki. Do krwinek wzorcowych Rh(+) (Ryc. 9a) dodaje si badan surowic, co w przypadku konfliktu serologicznego, prowadzi do wytworzenia kompleksu antygen-przeciwciaBo na powierzchni krwinek wzorcowych (Ryc. 8b, Ryc.9a). Nastpnie dodaje si surowic antyglobulinow (Ryc. 9b), która w przypadku konfliktu serologicznego, wywoBuje aglutynacj. Najwiksze rozcieDczenie surowicy (miano przeciwciaB), w którym aglutynacj daje si zaobserwowa jest wyznacznikiem nasilenia odpowiedzi odporno[ciowej skierowanej przeciw krwinkom pBodu. W diagnostyce laboratoryjnej odczyn po[redni Coombsa wykorzystywany jest tak|e do wykrywania obecno[ci wybranych antygenów wystpujcych w komórkach, w stosunku do których posiadamy swoiste przeciwciaBa wzorcowe o charakterze przeciwciaB niekompletnych. Po dodaniu do zawiesiny testowanych komórek, przeciwciaB wzorcowych (etap po[redni), a nastpnie surowicy antyglobulinowej, obserwuje si ewentualne wystpienie zmtnienia roztworu (precypitacji), [wiadczcego o obecno[ci poszukiwanego antygenu. Dodanie surowicy antyglobulinowej do mieszaniny testowanych mieszanin surowicy i krwinek (dawcy/biorcy) podczas wykonywania próby krzy|owej, poprzedzajcej podawanie krwi, uBatwia wykrycie nierozpoznanego wcze[niej niekorzystnego skojarzenia antygenów i przeciwciaB dawcy i biorcy. Koncepcja uniwersalnego biorcy i dawcy Funkcjonuje pojcie uniwersalny biorca, które oznacza osob grupy AB, która nie posiada przeciwciaB anty-A i anty-B oraz uniwersalny dawca, czyli osoba o grupie krwi 0, której krwinki nie zawieraj antygenów ukBadu ABO. OkazaBo si jednak, |e przetaczanie krwi niezgodnej serologicznie w ramach zasady uniwersalnego biorcy lub dawcy wizaBo si z wystpieniem znaczcego odsetka niebezpiecznych powikBaD. Dlatego, wedBug aktualnych zaleceD dawca i biorca krwi powinni mie identyczn grup krwi w ukBadzie ABO i Rh. Wyjtek stanowi okoliczno[ci nadzwyczajne, kiedy przewiduje si nagBe zapotrzebowanie na znaczna ilo[ krwi, w czasie krótszym od mo|liwo[ci szybkiej diagnostyki. W niektórych krajach Bliskiego Wschodu pojazdy pierwszej pomocy medycznej zostaBy wyposa|one w preparaty osocza grupy AB (uniwersalnego) i krwinek grupy 0 (uniwersalnych), co stwarza szans na zabezpieczenie mo|liwie du|ej liczby potencjalnych ofiar dziaBaD wojennych lub terrorystycznych. Postp technik biotechnologicznych, umo|liwiajcy uzyskanie oczyszczonych przeciwciaB monoklonalnych przeciw konkretnemu antygenowi A lub B 33 oraz coraz taDsze mo|liwo[ci (komercyjnie opBacalne) dokonywania modyfikacji biochemicznej ex vivo glikoprotein determinujcych antygeny grupowe krwi, umo|liwiaj wyprodukowanie krwi uniwersalnej, zawierajcej krwinki grupy 0, zawieszone w [rodowisku niezawierajcym przeciwciaB anty-A, anty-B, anty-D, anty-C i anty-E. Hemostaza W krwioobiegu nieustannie zachodzi proces krzepnicia, który polega na wytrcaniu nierozpuszczalnych, lepkich nici wBóknika (fibryny), w wyniku ograniczonej proteolizy prekursora rozpuszczonego w osoczu  fibrynogenu. Nici fibryny, pokrywaj od wewntrz nieszczelno[ci [cian naczyniowych, szczególnie wBo[niczek, zapobiegajc przed przenikaniem krwi poza naczynie. Równocze[nie z krzepniciem aktywowana jest fibrynoliza, której istot jest enzymatyczny rozkBad fibryny i fibrynogenu katalizowany przez plazmin. Plazmina powstaje z nieaktywnego prekursora  plazminogenu pod wpBywem aktywatorów (Ryc.10). FIBRYNOLIZA Plazmina OSOCZE Aktywatory plazminogenu: - t-PA Czynniki krzepnicia - urokinaza - czynnik XIIa PAYTKI KRWI ANTYKOAGULANTY Fosfolipidy Antytrombina III Heparyna TKANKI ZRÓDBAONEK ZRÓDBAONEK Prostacyklina PAI-1 Tlenek azotu (NO) PAYNNOZ KRWI KRZEPNICIE BRAK KRZEPNICIA Ryc.10 Uproszczony schemat czynników sprzyjajcych i przeciwdziaBajcych krzepniciu krwi in vivo 34 Hemostaza jest zespoBem procesów fizjologicznych, które zapewniaj utrzymanie krwi kr|cej w obrbie Bo|yska naczyniowego. Hemostaza miejscowa ogranicza krwawienie po przerwaniu cigBo[ci [ciany naczyniowej. Hemostaza cigBa zapewnia pBynno[ krwi kr|cej i szczelno[ Bo|yska naczyniowego. Sprawne funkcjonowanie hemostazy jest wypadkow precyzyjnie skoordynowanego dziaBania pBytek krwi, osocza, [ródbBonka naczyniowego, czynników tkankowych i humoralnych. Przewaga procesów krzepnicia prowadzi do powstania zakrzepów (skrzeplin) i zatrzymania przepBywu krwi. Przy wzgldnej przewadze fibrynolizy mo|e rozwija si skaza krwotoczna, której przejawem jest zwikszona skBonno[ do krwawieD. W warunkach fizjologicznych równowag hemostatyczn zapewnia idealne zestrojenie wielopoziomowych ukBadów aktywatorów i inhibitorów regulujcych hemostaz (Ryc.10). Fazy hemostazy miejscowej Przy uszkodzeniu [ciany naczynia dochodzi do aktywacji trzech mechanizmów hemostatycznych, okre[lanych czsto mianem faz hemostazy miejscowej (Tab. 10). Tab. 10 Fazy hemostazy miejscowej KOLEJNA HEMOSTAZA KOCCOWY EFEKT FAZA HEMOSTAZY Naczyniowa Obkurczenie naczynia PIERWOTNA PBytkowa Wytworzenie czopu pBytkowego Wytworzenie nici fibryny WTÓRNA Osoczowa i ostatecznego skrzepu 35 Najszybciej dochodzi do obkurczenia uszkodzonego naczynia a nierzadko tak|e do odruchowego obkurczenia ttniczek i ttnic doprowadzajcych krew do obszaru uszkodzenia (hemostaza naczyniowa). W rezultacie dochodzi do ograniczenia wypBywu krwi. Niekiedy mechanizm ten jest niezwykle |ywy i doprowadza do caBkowitego zamknicia ttnicy, najcz[ciej krótkotrwaBego. Hemostaza pBytkowa Do odpowiedzi naczyniowej doBcza si hemostaza pBytkowa, w której przebiegu mo|na wyró|ni cztery kolejne etapy: 1. adhezj - do miejsca uszkodzenia zaczynaj przylega pBytki krwi 2. aktywacj, która przebiega z uwolnieniem z pBytek licznych czynników uBatwiajcych krzepnicie (reakcja uwalniania), w tym: serotoniny, ADP, tromboksanu i jonów wapniowych. 3. agregacj, w której dochodzi do gromadzenia pBytek krwi i ich zlepiania 4. wytworzenie czopu pBytkowego Uwolnienie z tkanek tzw. czynnika tkankowego (TF, czynnik III), a tak|e kontakt osocza z kolagenem wyeksponowanym przy uszkodzeniu naczynia, pobudzaj kaskadowy cykl reakcji enzymatycznych (hemostaza osoczowa), w wyniku którego, dochodzi do wytworzenia nici fibryny w obrbie czopu pBytkowego i do utworzenia skrzepu. PBytki krwi wywieraj znaczce pitno na ka|dej z faz hemostazy, a ich niedobór lub dysfunkcja s czsto zwizane z zaburzeniami krzepnicia. Podstawowymi efektami pobudzenia pBytek s: 1. potgowanie skurczu naczyniowego  gBównym czynnikiem jest serotonina 2. wytworzenie czopu pBytkowego 3. uBatwianie krzepnicia osoczowego  przez: a) udostpnienie matrycy fosfolipidowej, która przyspiesza aktywacj osoczowych czynników krzepnicia; b) uwalnianie niektórych czynników krzepnicia (I, V, XI) 4. konsolidacj skrzepu  uwalniany z pBytek czynnik XIIIa powoduje obkurczenie (retrakcj) skrzepu, w wyniku czego wzrasta wytrzymaBo[ skrzepu. PByn wypBywajcy ze skrzepu podczas jego retrakcji to surowica. W odró|nieniu od osocza surowica nie zawiera fibrynogenu i wikszo[ci czynników krzepnicia. PrawidBowy [ródbBonek naczyniowy nie sprzyja adhezji pBytek. Przy dysfunkcji [ródbBonka, zachodzcej pod wpBywem czynników metabolicznych i [rodowiskowych (np. hiperlipidemia, hipercholesterolemia, cukrzyca, palenie tytoniu) pBytki krwi znacznie Batwiej przylegaj do [ciany naczyniowej, ulegaj aktywacji, stymuluj lokalne wykrzepianie i lokalny odczyn zapalny, co toruje drog do tworzenia blaszek mia|d|ycowych. 36 Hemostaza osoczowa Przemiana pBynnej krwi w posta o konsystencji galaretowatej, wskutek wytrcenia nici fibryny, tworzcych gsto upakowan sie, jest zwieDczeniem hemostazy osoczowej i warunkuje wytworzenie skrzepu. Krzepnicie jest procesem zBo|onym, w którym uczestniczy 14 czynników krzepnicia (Tab. 11). Tab. 11 Nomenklatura czynników krzepnicia osoczowego Nazwa Nazwa wBasna Skróty, Synonimy liczebnikowa I Fibrynogen II Protrombina TF III Tromboplastyna tkankowa czynnik tkankowy IV Jony Ca2+ V Proakceleryna * czynnik chwiejny*; ac-globulina* VI Akceleryna * aktywny czynnik V VII Prokonwertyna * czynnik stabilny* AHG VIII Czynnik antyhemofilowy A globulina antyhemofilowa PTC IX Czynnik antyhemofilowy B tromboplastyczny skBadnik osocza * X Czynnik Stuarta i Prowera PTA XI Czynnik antyhemofilowy C czynnik Rosenthala prekursor tromboplastyny osoczowej* XII Czynnik Hagemana czynnik kontaktu FSF XIII Czynnik stabilizujcy skrzep czynnik stabilizujcy fibryn czynnik Laki-Loranda - Prekalikreina czynnik Fletchera HMWK - Kininogen wielkoczsteczkowy Czynnik Fitzgeralda * nazwy archaiczne, praktycznie nie stosowane 37 Jakkolwiek ka|dy z tych czynników ma swoj nazw lub nazwy wBasne, powszechnie przyjto nazewnictwo oparte o liczebniki alfabetu rzymskiego. UzupeBniajca litera  a oznacza czynnik w postaci zaktywowanej. Wyjtkami, które nie maj okre[leD w postaci liczebników s: prekalikreina i kininogen wielkoczteczkowy (HMWK). Czsto stosowanymi synonimami czynników krzepnicia s: I  fibrynogen, Ia  wBóknik (fibryna), II  protrombina, IIa  trombina, III  czynnik tkankowy (TF), IV  jony Ca2+. Czynniki krzepnicia mo|na podzieli na kategorie (Tab.12): efektor  fibrynogen, prekursorzy enzymów (zymogeny) i kofaktory. Tab. 12 Rola czynników krzepnicia w osoczowych kompleksach enzymatycznych KOMPLEKS FAZY KONTAKTOWEJ (kompleks cz XIIa) Proenzymy XII, XI, prekalikreina Kofaktory HMWK (kininogen wielkoczsteczkowy) KOMPLEKS CZYNNIKA TKANKOWEGO (kompleks TF-VIIa) Proenzymy VII Kofaktory TF (III), PL (fosfolipidy pBytkowe), jony Ca2+ KOMPLEKS TENAZY kompleks czynnika IXa) Proenzym IX Kofaktory VIII, PL (fosfolipidy pBytkowe), jony Ca2+ KOMPLEKS PROTROMBINAZY (kompleks czynnika Xa) Proenzymy X, V Kofaktory PL (fosfolipidy pBytkowe), jony Ca2+ Czynniki krzepnicia fazy efektorowej Proenzymy II, I, XIII Kofaktory jony Ca2+ W kr|eniu czynniki krzepnicia wystpuj zasadniczo w postaci nieaktywnej  proenzymów. Uczynnienie czynników krzepnicia nastpuje w kolejnych reakcjach enzymatycznych, w których wcze[niej zaktywowane czynniki ulegaj przeksztaBceniu 38 do postaci aktywnych enzymów proteolitycznych. Kofaktorami s jony Ca2+, glikoproteidy zakotwiczone w fosfolipidach bBon komórkowych pBytek krwi (czynnik V i czynnik VII), a tak|e innych komórek (TF) oraz kininogen wielkoczsteczkowy (HMWK), który jest biaBkiem o wybitnych wBa[ciwo[ciach adhezyjnych. WedBug wspóBczesnych pogldów, zasadniczym mechanizmem krzepnicia jest sekwencyjne tworzenie aktywnych kompleksów enzymatycznych (Ryc.11): kompleksu czynnika tkankowego (kompleks TF-VIIa), tenazy i protrombinazy. Funkcjonuj dwa modele osoczowego krzepnicia krwi. WedBug wspóBczesnych pogldów w przebiegu krzepnicia mo|na wyró|ni 3 kolejne etapy (Ryc.11) 1. faz indukcji; 2. faz wzmocnienia 3. faz efektorow FAZA INDUKCJI KOMPLEKS CZYNNIKA TKANKOWEGO KOMPLEKS FAZY KONTAKTOWEJ TENAZA FAZA WZMOCNIENIA Protrombina (cz. II) Trombina (cz.II a) Fibrynogen (cz. I) Fibryna (cz. I a) cz. XIII a FAZA EFEKTOROWA Retrakcja skrzepu Ryc. 11 Etapy osoczowego krzepnicia krwi 39 W naczyniach krwiono[nych faza indukcji mo|e by inicjowana dwutorowo: od aktywacji TF, co dawniej okre[lano mianem aktywacji zewntrzpochodnego toru krzepnicia, i od aktywacji fazy kontaktowej, inicjowanej aktywacj czynnika XII, co tradycyjnie okre[lano jako aktywacj wewntrzpochodnego toru krzepnicia (Ryc.12). Schemat krzepnicia oparty o tradycyjn koncepcj opracowan przez Waalera w 1957 roku ilustruje rycina 12. Przez wiele lat (Mac Farlane, 1964) dominowaB pogld, |e aktywacja krzepnicia w torze wewntrzpochodnym odgrywa dominujc rol w osoczowych mechanizmach hemostazy, jakkolwiek obie drogi aktywacji krzepnicia mogBy funkcjonowa niezale|nie od siebie. TOR TOR zewntrzpochodny wewntrzpochodny Faza XII indukcji TF (III) XI Ca2+ VII PL IX PL PL Ca2+ VIII Faza X V wzmocnienia Ca2+ Protrombina (II) Trombina (II a) Ca2+ Fibrynogen (I) Fibryna (Ia) Faza Ca2+ XIIIa efektorowa Retrakcja skrzepu Ryc. 12. Tradycyjny model krzepnicia osoczowego z wyró|nieniem dwóch, pocztkowo niezale|nych szlaków aktywacji krzepnicia: toru wewntrzpochodnego i toru zewntrzpochodnego Enzymy krzepnicia opisano czcionka czarn, kofaktory  szar. Cyfry rzymskie odpowiadaj czynnikom krzepnicia. PL  fosfolipidy pBytkowe. Faza kontaktowa krzepnicia (aktywacja czynników XII i XI) nie wymaga udziaBu jonów Ca2+ i PL. Czynniki: XII, TF, IX i X tworz kompleksy enzymatyczne z udziaBem kofaktorów 40 WedBug historycznej ju| koncepcji McFarlane a, krzepnicie w torze wewntrzpochodnym jest w sposób toniczny, w umiarkowanym stopniu aktywowane, zabezpieczajc przed wynaczynieniem osocza lub peBnej krwi z nieszczelnych naczyD krwiono[nych. Aktywacja tego toru, w wyniku uszkodzenia [ciany naczyniowej, prowadzi do powstania skrzepliny, która zapobiega wypBywowi krwi z uszkodzonego naczynia. ZakBadano, |e ukBad zewntrzpochodny peBni jedynie funkcj wentyla bezpieczeDstwa, znacznie przyspieszajc tworzenie nici wBóknika. Krzepnicie w torze zewntrzpochodnym miaBo by aktywowane przede wszystkim w wyniku uszkodzenia tkanki i uwolnienia do krwi tromboplastyny tkankowej, a jego podstawow rol miaBo by szybkie zahamowanie upBywu krwi wywoBanego urazem. Tradycyjny model Waalera i McFarlane zostaB zakwestionowany w latach 1980-tych. Zgodnie z aktualn wiedz (ryc. 13), podstawow rol w utrzymaniu hemostazy cigBej  w utrzymywaniu krwi w nieuszkodzonym Bo|ysku naczyniowym odgrywa czynnik tkankowy (TF, cz. III). FAZA INDUKCJI KOMPLEKS CZYNNIKA TKANKOWEGO 2+ TF (III), VII, PL, Ca KOMPLEKS FAZY KONTAKTOWEJ XII, XI, prekalikreina , HMWK TENAZA 2+ IX,VIII, PL, Ca 2+ X, V, PL, Ca Protrombina (cz. II) Trombina (cz.II a) Fibrynogen (cz. I) Fibryna (cz. I a) cz. XIII a FAZA EFEKTOROWA Retrakcja skrzepu Ryc. 13 Osoczowe krzepnicie krwi Enzymy krzepnicia opisano czcionka czerwon, kofaktory  fioletow., Cyfry rzymskie odpowiadaj czynnikom krzepnicia. PL  fosfolipidy pBytkowe. Linie przerywane zakoDczone strzaBkami odpowiadaj dodatkowym szlakom aktywacji krzepnicia 41 Czynnik tkankowy (TF, czynnik III) jest w niewielkiej ilo[ci nieustannie uwalniany do krwiobiegu, z uszkodzonych komórek [ródbBonka i z pBynu tkankowego, a jego uwalnianie do krwiobiegu wzrasta przy uszkodzeniu tkanek. Po zwizaniu TF z czynnikiem VII w obecno[ci jonów Ca2+ powstaje kompleks TF- VIIa (kompleks czynnika tkankowego; Tab. 12). Wytworzony kompleks inicjuje faz wzmocnienia aktywujc czynnik IX i katalizujc tworzenie protrombinazy (kompleks czynnika Xa). Tenaza, która jest kompleksem czynnika IXa, istotnie przyspiesza aktywacj czynnika X i tworzenie kompleksu protrombinazy. Kompleks TF-VIIa systematycznie, cho w sposób ograniczony, pobudza krzepnicie w warunkach fizjologicznych, a zale|ny od niego tor krzepnicia peBni dominujc rol w hemostazie ustrojowej. Ostatni w sekwencji utworzonych kompleksów, protrombinaza, przeksztaBca protrombin (czynnik II) do aktywnej proteazy serynowej  trombiny (czynnik IIa), co inicjuje faz efektorow krzepnicia. Trombina rozszczepia fibrynogen (czynnik I) rozpuszczony w osoczu tworzc gst sie nierozpuszczalnych nici fibryny (czynnik Ia), które nastpnie ulegaj obkurczeniu przy udziale czynnika XIIIa uwalnianego z pBytek. W wyniku retrakcji skrzepu wzrasta jego wytrzymaBo[ i stabilno[. Trombina dziaBa na zasadzie sprz|enia zwrotnego dodatniego po[rednio i bezpo[rednio przyspieszajc aktywacj protrombiny. Bezpo[redni kontakt osocza z kolagenem i innymi biaBkami tkanki Bcznej, okre[lanymi zbiorczo mianem czynników kontaktu, aktywuje czynnik XII, co prowadzi do powstania kompleksu czynnika XIIa, zwanego kompleksem fazy kontaktowej. Przy nieuszkodzonym naczyniu krew nie styka si z czynnikami kontaktu, ale przy mechanicznym lub metabolicznym uszkodzeniu [ciany naczyniowej (mia|d|yca) dochodzi do interakcji i do wytworzenia kompleksu fazy kontaktowej, który katalizuje powstanie kompleksu tenazy. Krzepnicie inicjowane przez kompleks fazy kontaktowej ma charakter wspomagajcy gBówny tor krzepnicia, zale|ny od czynnika tkankowego, ale przy nadmiernej ekspozycji kolagenu, np. w dysfunkcji [ródbBonka naczyniowego i w przebiegu mia|d|ycy jego rola mo|e znaczco wzrosn. In vivo krzepnicie jest regulowane przez liczne, wzajemnie uzupeBniajce si ukBady enzymatyczne. Do podstawowych czynników regulacyjnych nale|: " inhibitory proteaz serynowych (np. antytrombina III); " ukBad biaBka C aktywowany przez trombin " [ródbBonek naczyniowy i komórki krwi, zwBaszcza pBytki krwi " ukBad fibrynolizy 42 Istotn rol regulacyjn speBniaj inhibitory krzepnicia: 1. naturalne: antytrombina III (AT III), ±2-makroglobulina (±2-MG), heparyna, prostacyklina (PGI2) 2. progresywne (ulegajce aktywacji podczas krzepnicia): AT III, biaBko C, pretrombina; 3. TFPI  inhibitor toru krzepnicia zale|nego od czynnika tkankowego (TF, cz. III). Funkcj inhibitorów krzepnicia peBni wiele leków, takich jak: heparyna, pochodne dikumarolu (zaburzajce syntez biaBek zale|nych od witaminy K) W warunkach in vitro skutecznie hamuj krzepnicie: heparyna, czynniki wi|ce jony wapniowe np. cytrynian, EDTA, EGTA. Czynnik von Willebranda Czynnik von Willebranda (vWF) odgrywa strategiczn rol w krzepniciu krwi in vivo, warunkujc kooperacj midzy elementami [ciany naczynia, pBytkami krwi i osoczowymi czynnikami krzepnicia. Czynnik von Willebranda (vWF) jest glikoprotein wystpujc w osoczu, a tak|e przytwierdzon do [cian naczyD krwiono[nych jako skBadnik glikokaliksu. vWF jest wytwarzany i wydzielany do krwi w postaci nieaktywnych monomerów (2050 aminokwasów) przez megakariocyty i pBytki krwi, komórki [ródbBonka naczyniowego oraz komórki pod[ródbBonkowej tkanki Bcznej. vWF posiada w swojej strukturze domeny wi|ce si z ró|norodnymi czynnikami krwi i [cian naczyD krwiono[nych, w tym z: pBytkami krwi (gB. receptor GPIb i integrynami pBytkowymi), heparyn, kolagenem. Po zwizaniu z glikokaliksem tworzy olbrzymie polimery skBadajce si z od 80 do 250 podjednostek (Bcznie nawet ponad 500 000 aminokwasów), które peBni rol receptorów adhezyjnych. Znaczenie vWF: " kr|cy vWF tworzy kompleks z czynnikiem VIII, zabezpieczajc ten czynnik przez szybkim rozkBadem. Znaczny niedobór vWF wi|e si z niedoborem czynnika VIII (hemofila A), gdy| czynnik VIII w stanie niezwizanym jest nietrwaBy w [rodowisku krwi. Czynnik VIII oddysocjowuje od kompleksu z vWF pod wpBywem trombiny (cz. IIa). " vWF wi|e si z kolagenem wyeksponowanym przy uszkodzeniu [rodbBonka naczyniowego " vWF peBni funkcj receptora adhezyjnego pBytek. Wykazuje zdolno[ silnego wizania z glikoproteidami pBytkowymi (GPIb; kompleksami glikoproteidów: GPIb- V-IX; GPIIb-IIIa), co umo|liwia adhezj pBytek w miejsca uszkodzenia [ciany naczyniowej, zachodzc nawet przy szybkim strumieniu przepBywajcej krwi i wysokim tarciu przepBywajcej krwi o [cian naczyniow (napicie [cinajce; ang. shear stress) 43 " wizanie vWF z pBytkami krwi zwiksza si przy aktywacji krzepnicia osoczowego, gdy| trombina aktywuje dodatkowe glikoproteidy pBytkowe, które po aktywacji wykazuj wybitne powinowactwo do vWF. Deficyt vWF lub jego dysfunkcja (zwizana najcz[ciej z nieprawidBow polimeryzacj), zwiksza tendencj do wynaczyniania krwi (skaza krwotoczna), zwBaszcza z ttniczek, w których krew przepBywa szybko, a tarcie przepBywu (shear stress) jest wysokie. Nadekspresja vWF w [ródbBonku naczyniowym sprzyja powstawaniu lokalnych ognisk wykrzepiania, które mog skutkowa tworzeniem niebezpiecznych powikBaD zatorowych i blaszek mia|d|ycowych. Fibrynoliza Przeciwwag dla krzepnicia jest fibrynoliza, która w warunkach prawidBowych ma zasadniczo zasig lokalny  jest aktywowana przede wszystkim w miejscach, w których gromadz si nici fibryny. Istot fibrynolizy jest enzymatyczny rozkBad nici fibryny i jej prekursora fibrynogenu przez plazmin (Ryc. 14). Plazmina jest enzymem niespecyficznym o szerokiej swoisto[ci substratowej. RozkBada midzy innymi: fibrynogen, fibryn, czynniki: V, VIII, XIII, von Willebranda (vWf), glikoproteiny pBytkowe. Aktywatory Plazminogen Inhibitory Aktywatory Plazmina Inhibitory Fibryna Fibrynogen Ryc. 14. Uproszczony schemat fibrynolizy 44 Mechanizmy fibrynolizy tworz zBo|ony system wzajemnych powizaD, zwany niekiedy ukBadem fibrynolizy. Czynnikami warunkujcymi fibrynoliz s: 1. plazminogen (nieaktywny prekursor plazminy) 2. plazmina 3. liczne aktywatory i inhibitory Plazminogen jest glikoprotein wytwarzan w wtrobie, eozynofilach i nerkach. Jego okres poBowicznego zaniku we krwi wynosi okoBo 50 godzin. Aktywacja ukBadu fibrynolitycznego prowadzi do powstania plazminy z plazminogenu. Do przeksztaBcania plazminogenu w plazmin dochodzi pod wpBywem aktywatorów: a) osoczowych (aktywacja wewntrzna) : czynnik XIIa, trombina, b) tkankowych (aktywacja zewntrzna): czynniki uwalniane ze [cian naczyD i z tkanek: urokinaza, tPA (tissue  type plasminogen activator) Uogólnieniu fibrynolizy na skal ogólnoustrojow, co wizaBoby si z proteolitycznym rozkBadem nie tylko nici fibryny, ale tak|e kr|cego fibrynogenu, przeciwdziaBaj liczne inhibitory, które neutralizuj plazmin i jej aktywatory. Wyró|nia si inhibitory fibrynolizy fibrynolizy: 1. hamujce aktywacj plazminogenu: PAI-1 (Plasminogen Activator Inhibitor) 2. hamujce plazmin: ±2-antyplazmina, ±2-makroglobulina, antytrombina III 3. aktywatory inhibitorów plazminogenu 4. TAFI (aktywowany przez trombin inhibitor fibrynolizy; zale|ny od [ródbBonka  aktywowany przez trombomodulin)

Wyszukiwarka