CZ.1.07/2.2.00/28.0041 Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor pro inovaci výuky a efektivní učení horiz_full_logolink.png Krvetvorba doc. MUDr. Julie Bienertová Vašků, Ph.D. Ústav patologické fyziologie LF MU Hlavní funkce krve 1.respirace (transport O2 a CO2) 2.výživa (transport vstřebaných živin) 3.transport odpadních látek metabolismu 4.ABR 5.vodní hospodářství 6.termoregulace 7.imunitní funkce 8.transport hormonů 9.transport dalších látek (stopové prvky, vitamíny, farmaka…) 10.krevní srážení Základní komponenty * celá krev (8 % hmotnosti) – pevné krevní elementy x plazma * * erytrocyty 4,2–6,0x1012/l * leukocyty 3–11x109/l * trombocyty 170–360x109/l * * sérum x plazma (plazmatické proteiny 80 g/l) – * hematokrit Složení plazmy * Voda * Ionty (kationty a anionty * Bílkoviny 70–80 g/l * Glukóza 3,3–6,1 mmol/l * Močovina 2–7,5 mmol/l Koncentrace plasmatických iontů * N+ 135–150 mmol/l, * K+ 3,8–5,5 mmol/l, * Ca++ 2,0–2,75 mmol/l, * Mg++ 0,66–0,94 mmol/l * Cl- 97–108 mmol/l, * Bikarbonáty, fosfáty, sulfáty Plazmatické bílkoviny * syntéza v játrech * glykoproteinová povaha (mimo albuminu) * proteiny akutní fáze (CRP) * 70–80 g/l 1. Albumin * 32–45 g/l, 60 % všech plamatických bílkovin, zajišťuje 80 % onkotického tlaku * játra tvoří 12 g/den (25 % jejich kapacity) * transportní funkce 2. Haptoglobin * glykoprotein, který váže volný Hb (asi 10 % Hb z rozpadlých erytrocytů), 0,4–1,8 g/l * volný Hb prochází přes GF a může poškodit tubuly (inkompatibilní transfúze) * Hp-Hb neprojde: šetření železem 3. Proteiny spjaté s pohybem železa * transferin (2–4 g/l) * feritin (hladina v plazmě odpovídá zásobám železa v těle) * hemosiderin * 4. Ceruloplazmin * a2-globulin – 0,3 g/l * přenáší 90 % mědi (6 atomů na jednu molekulu), zbytek (10 %) albumin. 5. Imunoglobuliny * produkované plazmatickými buňkami (specializované B-lymfocyty) IgG IgA IgM IgD IgE g/l 9–15 1,5–4 0,6–1,7 0–1,4 kDa 150 160 900 180 190 Hemoglobin * Při narození: 13,5–24,0 g/dl (průměr 16,5 g/dl) * Věk <1 měsíc: 10,0–20,0 g/dl (průměr 13,9 g/dl) * Věk 1–2 měsíce: 10,0–18,0 g/dl (průměr 11,2 g/dl) * Věk 2–6 měsíce: 9,5–14,0 g/dl (průměr 12.6 g/dl) * Věk 0,5–2 roky: 10,5–13,5 g/dl (průměr 12,0 g/dl) * Věk 2–6 let: 11,5–13,5 g/dl (průměr 12,5 g/dl) * Věk 6–12 let: 11,5–15,5 g/dl (průměr 13,5) * * Ženy –Věk 12–18 let: 12,0–16,0 g/dl (průměr 14,0 g/dl) –Věk >18 let: 12,1–15,1 g/dl (průměr 14,0 g/dl) * Muži –Věk 12–18 let: 13,0–16,0 g/dl (průměr 14,5 g/dl) –Věk >18 let: 13,6–17,7 g/dl (průměr 15,5 g/dl) * Hematokrit (Hct) * Výpočet: –Hct = Střední objem erytrocytu x počet erytrocytů –Při narození: 42 to 64 % (průměr 51 %) –věk <1 měsíc: 31 to 67 % (průměr 44 %) –věk 1–2 měsíce: 28 to 55 % (průměr 35 %) –Věk 2–6 měsíců: 28 to 42 % (průměr 36 %) –Věk 0,5–2 let: 33 to 40 % (průměr 36 %) –Věk 2–6 let: 34 to 40 % (průměr 37 %) –Věk 6–12 let: 35 to 45 % (průměr 40 %) * Ženy –Věk 12–18 let: 36 to 46 % (průměr 41 %) –Věk >18 let: 36 to 44 % (průměr 41 %) * Muži –Věk 12–18 let: 37 to 49 % (průměr 43 %) –Věk >18 let: 41 to 50 % (průměr 47 %) * Krvetvorba * U člověka jen v kostní dřeni * Všechny buněčné elementy jsou odvozeny od pluripotentní kmenové buňky * Pluripotentní kmenová buňka je schopna se neomezeně dělit a diferenciovat * Typ diferenciace je pod vlivem různých cytokinů Vývoj krevních elementů pluripotentní kmenová buňka lymfoidní prekurzor B-lymfocyt (kostní dřeň) T-lymfocyt (thymus) erythroidní prekurzor erytrocyt myeloidní prekurzor žírná buňka monocyt eosinofil basofil neutrofil megakarocyt trombocyt Erytrocyty * Nejčetnější buňka lidského těla (2,5x1013), rychlost tvorby (2,5 mil./s), urazí 4 km denně * Průměr 7 µm * Retikulocyty (do 1 %, 1 den), retikulocytóza * Úloha sleziny * Hematokrit, sedimentace Hormonální regulace erytropoézy * stimulace –erytropoetin –somatotropní hormon –thyroxin –renin-angiotensin –testosteron * inhibice –glukokortikoidy –estrogeny Hemoglobin * hem –porfyrinový derivát s centrálním Fe2+ (vazebné místo) * globin –polypeptidový řetězec (α, β, δ, γ, τ, ε) * 4 podjednotky Typy globinových řetězců Hb A α2β2 hlavní adultní Hb Hb B α2σ2 adultní, 2.5 % Hb Hb F α2γ2 fetální, vyšší afinita k O2 Gower I τ2ε2 embryonální Gower II α2ε2 embryonální * Fyziologie: oxyhemoglobin, karbaminohemoglobin * Patolofyziologie: karboxyhemoglobin, methemoglobin Saturační křivka hemoglobinu * Posun doprava = snížení afinity = zvýšení P50 = větší uvolňování: 1.Pokles pH (Bohrův efekt) 2.Vzestup pCO2 3.Vzestup teploty 4.Zvýšení 2,3-DPG Erytrocyty * Bezjaderné bikonkávní disky * Jejich deformabilita je podstatná pro možnost projít kapilárami * Přenášejí kyslík a CO2 0503 Erytropoetin * Cytokin produkovaný v ledinách * Potřebný pro proliferaci a diferenciaci erytrocytů * Váže se specificky na svůj receptor * Transmembránový receptor; superrodina cytokinových receptorů * Vazba erytropoetina na receptor způsobuje aktivaci protein kinázy a následně fosforylaci četných cytoplasmatických a nukleárních proteinů * Dochází k expresi bílkovin ovlivňujících proliferaci a diferenciaci erytrocytární řady. * * Erytropoetin – regulace produkce Produkce erytrocytů pO2 v krvi pO2 ve tkáni Erytropoietin Tvorba červených krvinek Parciální tlak kyslíku v krvi Parciální tlak kyslíku ve tkáni (ledvině) C:\Users\Ada\OneDrive\006-bienertová\zdroje\prez-krvetvorba.png C:\Users\Ada\OneDrive\006-bienertová\zdroje\prez-krvetvorba.png C:\Users\Ada\OneDrive\006-bienertová\zdroje\prez-krvetvorba.png C:\Users\Ada\OneDrive\006-bienertová\zdroje\prez-krvetvorba.png Prekursory * Pronormoblast * Bazofilní normoblast * Polychromatofilní normoblast * Ortochromatofilní normoblast * Reticulocyt * Zralý erytrocyt * 5–7 dní od pronormoblastu k retikulocytu 0675 0672 0684 0692 1433 RETIKULOCYTY * Mladé erytrocyty s malým zbytkovým množstvím RNA * Jsou trošku větší než zralý erytrocyt * Odstranění RNA se děje během 1. dne jejich pobytu v krvi při průchodu slezinou * Důležitý marker produkce erytrocytů 4332 Počet retikulocytů * = % retikulocytů x počet erytrocytů –Např. 0,01 x 5 000 000 = 50 000 * Norma do 100 000 * Pomáhá posoudit odpověď organismu na anémii Extravaskulární destrukce erytrocytů * Hem je metabolizován na bilirubin v makrofázích; globin se metabolizuje intracelulárně * Nekonjugovaný bilirubin se vylučuje do krve a je distribuován do jater * Bilirubin se v játrech konjuguje s kyselinou glukoronovou (glukuronyl transferázou) a je vyloučen do žluče a dále do GIT. * Zde je metabolizován na urobilinogen, který se vylučuje do stolice a močehich is excreted into stool & urine Intravaskulární destrukce erytrocytů (=hemolýza) * Volný hemoglobin v krvi se váže na haptoglobin, což snižuje jeho hladinu v plazmě. * Hemoglobin je filtován ledvinami a reabsorbován tubuly, což vede k hemosiderinurii * Hemoblobiurie se objevuje při překročení kapacity ledvin zpětně resorbovat hemoglobin Intravaskulární hemolýza erytrocytů Fetální hemoglobin * 37 AK ze 146 se liší od b řetězce * Váže méně 2,3-DPG, a proto váže při stejném pO2 více kyslíku než adultní hemoglobin * Saturační křivka posunuta doleva Hemoglobin hemoglbn Hemoglobin hbsat Bohrův efekt hbsatboh Posunutí disociační křivky hemoglobinu * Disociační křivka hemoglobinu může být posunut doprava nebo doleva pod vlivem: –Hladiny pCO2 –pH –Teploty –Metabolického stavu erytrocytů (hladina 2,3 DPG) Myoglobin * ve svalech * sat. křivka vlevo –kyslík se uvolňuje jen při velmi nízkých pO2 (dlouhotrvající kontrakce) –přebírá kyslík od Hb z krve Odbourávání Hb * hladina v krvi 120–180 g/l • * globin se rozpadá na AK * hem – biliverdin – bilirubin (žluč) * bilirubin – lumirubin (kratší poločas rozpadu) Metabolismus železa * v potravě Fe3+, ale snáze se vstřebává Fe2+ –žaludeční šťáva a vitamín C pomáhají redukci Fe, proto po resekci žaludku vzniká anémie * vstřebávání v horní části tenkého střeva * hladina Fe2+ v séru 10–35 mmol/l * apoferitin (sliznice), transferin (2 Fe3+; plazma; β1-globulin), feritin (4500 Fe3+; slezina, játra, dřeň; sérový feritin), hemosiderin (agregáty feritinu) Distribuce železa Hemochromatóza – léčba * venepunkce: 500 ml (250 mg železa) týdně po 2–3 roky * chelatační činidlo deferoxamin (vychytá 30 mg železa denně) Anémie * Pokles hladiny Hb a počtu erytrocytů * Poruchy erytropoézy: –aplastická a., –renální a. (erytropoetin) * Poruchy syntézy DNA: –megaloblastová a. (nedostatek folátu nebo vitamínu B12) * Poruchy syntézy Hb: –β-thalasemie, α-thalasemie, srpkovitá anémie * Nedostatek Fe: krvácení (GIT) * Hemolytické anémie: glu-6-PDH, hadí jed Polycytémie * Primární x sekundární * 7–8 mil. ery, HK 70 % * Polycythaemia vera: –vzácná –kůže modročervená –překrvení spojivek Indexy erytrocytů * MCV – střední objem erytrocytu –MCV=Ht/RBC (Norma: 80–96 fL) * MCH je množství Hb v jednom erytrocytu (¯ u mikrocytárních, u makrocytárních anémií –MCH=Hgb/RBC (Norma 26,3–33,8 pg/ery) * MCHC – střední koncentrace Hb –MCHC=Hgb/Ht (Norma 32–36 g/dl. Indexy erytrocytů u anémií * Retikulocytární produkční index (RPI) –RPI = RP x Ht / NormHt –Norma: 1–2. –RPI < 2 s anémií indikuje sníženou produkci ery –RPI > 2 s anémií indikuje hemolýzu, která vede ke kompenzaci zvýšenou produkcí erytrocytů Příklad výpočtu RPI * Takže při počtu retikulocytů 5 %, hemoglobinu 7,5 g/dL, hematokritu 25 %, bude RPI u pacienta: –5 x [korigovaný počet retikulocytů podle Ht] = 5 x (25/45) / 2 = 1,4 Hematokrit (%) Korekce na přežití/ zrání retikulocytů 36–45 1,0 26–35 1,5 16–25 2,0 15 a méně 2,5 Price – Jonesova křivka Posuzování erytrocytů * Počet: –impedanční měření na automatizovaných counterech * Velikost: –větší normální menší •např. anizocytóza * Tvar: –normální bikonkávní tvar versus jiný tvar •např. sférocyty, poikilocytóza AN5 * např. srpkovitá anémie s nedostatkem Fe aj. s více než 1 příčinou anémie * * např. dřeňový útlum nebo anémie u chronických nemocí Žádné klinické příznaky svědčící pro hemolýzu nebo Krevní ztrátu: čistá porucha produkce Klinické příznaky a abnormální MCV = akutní hemolýza nebo krevní ztráta a chronická porucha produkce* Klinické příznaky a normální MCV = akutní hemolýza nebo krevní ztráta s nedostatkem času pro kompenzaci poruchy dření * * Anémie RPI < 2 RPI ≥ 2 Normocytární anémie 80 < MCV < 100 Makrocytární anémie MCV > 100 Mikrocytární anémie MCV < 80