KREV Funkce krve: ü transportní - přenos dýchacích plynů, živin odpadových látek ü homeostatická - udržení stálosti vnitřního prostředí (teploty, pH, koncentrace iontů, objemu; hemostáza) ü obranná - obrana proti infekci, odstranění vlastních nefunkčních buněk, nebo nádorových buněk ü přenos informací - transport hormonů od endokrinních k cílovým buňkám KREV krevní plazma •Anorganické látky •Organické látky složení krve Lidské tělo formované krevní elementy KREVNÍ PLAZMA Anorganické látky Na+ (137-147 mmol/l) - udržení osmotického tlaku, objemu, pH Cl- (98-106 mmol/l) - udržení osmotického tlaku, objemu, pH K+ (3,8-5,1 mmol/l) - činnost svalů (hl. myokardu) Ca2+ (2,1-2,7mmol/l) - nervová dráždivost, stažlivost svalu, srážení krve, propustnost membrán, mineralizace kostí P (0,65-1,62 mmol/l) - regulace pH, mineralizace kostí Mg2+ (0,75-1,25 mmol/l) - aktivita enzymů, nervová dráždivost HCO3- (25-34 mmol/l) - transport CO2, součást nárazníkové soustavy pro udržení pH Fe (16-25 μmol/l) - součást hemoglobinu - transport plynů I (275-630 nmol/l) - tvorba hormonů štítné žlázy KREVNÍ PLAZMA Organické látky Plazmatické proteiny 60-80 g/l •Albuminy 40-48 g/l - onkotický tlak, transport iontů, mastných kyselin, pigmentů, látek tělu cizích, hormonů •Globuliny 18-30 g/l •α-globuliny - transport hormonů, kovů, vitamínů •β-globuliny - vazba hemu, vit. B12, železa, transport cholesterolu •γ-globuliny - protilátky, specifická imunita •Fibrinogen 3 g/l - srážení krve Tuky 4-10 g/l Glukosa 4-5,5 mmol/l Dusíkaté látky (mimo bílkoviny) 0,2-0,4 g/l - močovina, bilirubin, aminokyseliny Hormony, vitamíny, enzymy, léky FORMOVANÉ KREVNÍ ELEMENTY Červené krvinky erytrocyty 5.1012/ll Bílé krvinky leukocyty 4-10.109/l Destičky trombocyty 150-400.109/l Erytrocyty trombocyty monocyt bazofil eozinofil neutrofil lymfocyt granulocyty agranulocyty neutrofil bazofil eozinofil monocyt lymfocyt vývojové řady krvinek pluripotentní kmenová buňka unipotentní determinované buňky ČERVENÉ KRVINKY erytrocyty Jediná bezjaderná buňka Bikonkávní tvar Funkce: •Přenos O2 a CO2 mezi plícemi a tkáněmi •Spolupodílejí se na udržení stálého pH krve Vznik: krvetvorné tkáně - dřeň velkých kostí (erytropoetin; vitamín B12, kyselina listová, Fe2+) Zánik: slezina Oxyhemoglobin: vazba O2 na Fe2+ v hemu Karbaminohemoglobin: vazba CO2 na NH2 konce bílkoviny Karboxyhemoglobin: vazba CO na Fe2+ v hemu Methemoglobin: hem s Fe3+ - nemůže vázat O2 hemoglobin Lidské tělo HEMOGLOBIN = 4 ´ (hem + bílkovina) α β γ δ ε Embryo: ε4 nebo α2ε2 Plod: HbF α2γ2 Dospělý: HbA α2β2 HbA2 α2δ2 MCHC průměrná koncentrace hemoglobinu v Ery 320-360 g/l NORMOCHROMNÍ ¯/ HYPO/HYPERCHROMNÍ RBC (ERY) počet červených krvinek 3,5-5,5.1012/l POLYCYTEMIE ¯ ERYTROCYTOPENIE HCT hematokrit 0,38-0,49 l/l HGB koncentrace hemoglobinu 140-180 g/l POLYGLOBULIE ¯ ANÉMIE MCV střední objem Ery 82-97 fl MAKROCYT ¯ MIKROCYT MCH průměrný obsah hemoglobinu v Ery 27-33 pg – NORMOCHROMNÍ ¯/ HYPO/HYPERCHROMNÍ SEDIMENTACE -rychlost poklesu krvinek v nesrážlivé krvi (ke dnu sedimentační pipety) SEDIMENTACE velké erytrocyty, malé množství pH tuky, cholesterol bílkoviny (fibrinogen, globuliny) Muži 2-8 mm/hod Ženy 7-12 mm/hod ERYTROPOÉZA - tvorba červených krvinek Ontogeneze 3. týden - žloutkový vak 6. týden - játra (tvorba v žloutkovém vaku zaniká) 12. týden - slezina 20. týden - kostní dřeň 32. týden - přesmyk z embryonálního hemoglobinu na HbF novorozenec - krvetvorba pouze v kostech, přesmyk HbF na dospělý hemoglobin HbA dospělý člověk - krvetvorba v hrudní kosti, obratlech, žebrech, v klíční kosti, v pánevních kostech, v plochých lebečních kostech, v proximálních epifýzách některých dlouhých kostí ERYTROPOÉZA - látky potřebné pro tvorbu erytrocytů aminokyseliny - bílkovinná část hemoglobinu železo - vazba kyslíku na hemoglobin a myoglobin vitamín B12 - důležitý pro syntézu DNA kyselina listová - důležitý pro syntézu DNA ERYTROPOÉZA - regulace Erytropoetin - tvorba v ledvinách - působí na citlivé determinované progenitorové buňky v kostní dřeni - stimuluje syntézu nukleových kyselin - aktivuje geny potřebné k syntéze hemoglobinu - zvyšuje příjem Fe ¯ pO2 ve tkáních (např. při výškové hypoxii, ztrátě krve, otravě CO, stagnační hypoxii) – podnět pro zvýšení sekrece erytropoetinu ERYTROPOÉZA - regulace androgeny - erytropoézu stimulací tvorby erytropoetinu estrogeny - ¯erytropoézu utlumením tvorby erytropoetinu hormony štítné žlázy - erytropoézu růstový hormon - erytropoézu hormony kůry nadledvin - erytropoézu prostaglandin E - produkci erytropoetinu v ledvinách Zánik červených krvinek Slezina - fagocytóza starých a poškozených erytrocytů Hemoglobin globin + hem Globin aminokyseliny Hem CO2 + Fe + biliverdin Biliverdin bilirubin (žlučové barvivo) konjugovaný bilirubin (v játrech) urobiliny a sterkobiliny (ve stolici) Fe - syntéza dalšího hemoglobinu HEMOLÝZA Osmotická hemolýza hypotonické prostředí - krvinka přijímá vodu až dojde k poškození membrány, z krvinky tak uniká hemoglobin hypertonické prostředí - voda opouští krvinky, může rovněž dojít k poškození membrány a úniku hemoglobinu Fyzikální hemolýza - poškození při třepání, šlehání, působení ultrazvuku, nízké či vysoké teploty, záření Chemická hemolýza - látky rozpouštějící nebo reagující s lipidy v membráně krvinek (např. saponáty) Toxická hemolýza - bakteriální, hadí nebo rostlinné jedy - rozpad červených krvinek KREVNÍ SKUPINY Aglutinogen - glykoprotein v membráně červených krvinek Aglutinin - protilátka proti aglutinogenu Aglutinace - shlukování červených krvinek Systém ABO: 0 žádný aglutinogen v membráně v plazmě protilátky anti-A a anti-B A v membráně aglutinogen A v plazmě protilátka anti-B B v membráně aglutinogen B v plazmě protilátka anti-A AB v membráně aglutinogen A i B v plazmě žádná protilátka Rh – systém: Rh+ - v membráně přítomen aglutinogen D Rh- - v membráně není aglutinogen D Za normálních okolností nejsou přítomny v plazmě protilátky proti aglutinogenu D ! ! krevní skupiny KREVNÍ DESTIČKY TROMBOCYTY - vznikají ve dřeni fragmentací MEGAKARYOCYTŮ -bezjaderné malé disky - - produkce vazokonstrikčních látek (serotonin, thromboxanA) - thromboxan A zesiluje aktivaci destiček (blokuje ho ASPIRIN) HEMOSTÁZA zástava krvácení 1.Cévy – vazokonstrikce (zúžení) v místě poškození 2. 2. 2. Trombocyty – dočasná zátka (bílý trombus), postupně zpevňován vlákny fibrinu, pak se nalepují i erytrocyty 3. Tvorba definitivního trombu ZÁSTAVA KRVÁCENÍ - HEMOSTÁZA rozpustný fibrinogen nerozpustný fibrin VNITŘNÍ SYSTÉM poranění cévy F XII, FXI, F IX, F VIII +Ca2+ – F X VNĚJŠÍ SYSTÉM poranění tkáně F III – F X+Ca2+ protrombin trombin F V SRÁŽENÍ KRVE - HEMOKOAGULACE Složitý řetězec enzymových reakcí, na kterých se podílí látky uvolňující se z krevní plazmy, z trombocytů a cévní stěny Sérum - plazma bez faktorů, které se spotřebovaly při srážení krve Látky důležité pro koagulaci: Vitamín K Ca2+ Důležité látky bránící koagulaci: Tělu vlastní – plazmin, heparin Tělu cizí - látky blokující funkci vitamínu K(Warfarin) - látky vyvazující Ca2+ (pouze ve zkumavce) typy srážení SRÁŽENÍ cévy koagulační faktory destičky inhibice srážení INHIBICE SRÁŽENÍ BÍLÉ KRVINKY - LEUKOCYTY granulocyty agranulocyty neutrofil bazofil eozinofil lymfocyt T lymfocyt B lymfocyt NK bazofil Lidské tělo eozinofil Lidské tělo lymfocyt Lidské tělo monocyt Lidské tělo neutrpfil Lidské tělo monocyt lymfocyt 60% do0,5% do 5% 20-50% do 10% IMUNITA • obrana organismu proti napadení škodlivých činitelů • odstraňování nefunkčních nebo poškozených buněk organismu • dozor nad odstraňováním heterologních (např. nádorových) buněk IMUNITA VROZENÁ (nespecifická) Už se s ní rodíme – obranné reakce jsou stále stejné, zasahují stejnou rychlostí, stejným způsobem BUNĚČNÁ HUMORÁLNÍ ZÍSKANÁ (specifická) Vybudováváme si ji při setkávání se s různými antigeny; poprvé reaguje systém pomalu, ale při dalším setkání již rychleji a efektivněji BUNĚČNÁ HUMORÁLNÍ ´ IMUNOGEN - molekulární nebo nadmolekulární struktura, která může u příjemce vyvolat imunitní odpověď ANTIGEN - schopnost molekuly reagovat s produkty získané imunity - s protilátkami, - sloučeniny mohou reagovat s protilátkami, ale nemusí vyvolat imunitní odpověď - všechny imunogeny jsou antigeny, ale ne všechny antigeny jsou imunogeny POJMY Antigen-jakákoli látka z vnějšího či vnitřního prostředí schopná aktivovat imunitní systém •Antigeny – složité 3D struktury – na buňkách či volně v plazmě –sacharidy, bílkoviny, nukleové kyseliny a jejich kombinace –př. Ag na povrchu erytrocytů – ale tyto náš imunitní systém nezajímají •PAMPs – s patogenem asociované molekulové vzorce (Pathogen Associated Molecular Patterns) – běžně se v těle nenacházejí (liposacharid G bakterií, dvouvláknová RNA virů, sacharid manan tvořící stěnu kvasinek) •PRR – jsou v našem těle, slouží k rozpoznání patogenu • (Pathogen Recognition Receptor) - poznají PAMPs – naše tělo má jejich strukturu zabudovanou ve svém genetickém kódu, protože soužití s patogeny již trvá dlouho a informace o PAMPs se stihla dostat do naší DNA LYMFOIDNÍ ORGÁNY Brzlík (thymus) - neúčastní se imunitních reakcí - poskytuje prostředí pro zrání T buněk Fabriciova burza u ptáků a její ekvivalenty u savců (střevní lymfoidní tkáně, apendix) - vznik a zrání B buněk (u člověka v kostní dřeni) Lymfatické uzliny - filtr pro cizorodé částice a tkáňové zbytky Slezina Lymfoidní tkáň asociována se sliznicemi - difúzní lymfoidní tkáně slizničních povrchů (trávicí trakt, dýchací systém, ledvinový systém) Mandle (tonsily) - umístěny v místě s největším kontaktem antigenů, hluboké krypty usnadňují zachycení cizích částic, odkud jsou transportovány do lymfoidních folikulů VROZENÁ (NESPECIFICKÁ) IMUNITA - schopnost normálního živočicha přebývat v prostředí bez poškození vyplývajícího z infekce určitými mikroorganismy - není vázaná na předchozí individuální zkušenost s patogenními mikroorganismy VROZENÁ (NESPECIFICKÁ) IMUNITA BUNĚČNÁ HUMORÁLNÍ MONOCYTY / MAKROFÁGY GRANULOCYTY -fagocytóza NK BUŇKY (naturale killers) - přirozená toxicita KOMPLEMENT -alternativní cesta LEKTINY -C reaktivní protein INTERLEUKINY INTERFERONY MONOCYTY A MAKROFÁGY Soubor buněk rozprostřených v celém organismu nadaných schopností fagocytózy=fagocyty MONOCYTY- několik hodin cirkulují v krvi a pak vycestovávají do perivaskulárního prostoru, kde se z nich stávají MAKROFÁGY (zvětšení objemu, zmnožení počtu lysozomů…aby byly účinnými odklízeči) Dle místa opuštění cévního řečiště jsou makrofágy různých jmen: játra – Kupferovy buňky; mozek-mikroglie; kosti – osteoklasty; makrofágy sleziny – alveolární –vazivové tkáně (Poznámka: monocyty produkují endogenní pyrogeny=interleukin 1 – indukce tvorby prostaglandinu E2 v hematoencefalické bariéře - mechanismus vzniku horečky) zvýšení teploty –fyziologický jev – zpomalení množení bakterií a urychlení imunitních dějů pro rychlejší vypořádání s nebezpečím MONOCYTY A MAKROFÁGY MAKROFÁGY - jsou pak schopny specificky (s pomocí protilátek) i nespecificky rozpoznat a pohltit baktérii, rozložit ji a její antigeny prezentovat na svém povrchu FAGOCYTOSA Migrace - fagocyty cestují směrem k částicím, které mají být pohlceny. Při cestě z cév přilnou k endotelu (adherují) a protáhnou se mezi jednotlivými endotelovými buňkami (diapedéza). Fagocytóza - fágy sérií postupných kroků rozpoznají cizorodou částici, poznají ji, přilnou (adherují) a pohltí (ingesce). Následně uvolní obsah granul do fagocytárních vakuol (degranulace) a zintenzivní svůj oxidativní metabolismus (respirační vzplanutí). - fagocytóza může být usnadněna navázáním „ochucovadel“ - OPSONINŮ (protilátky nebo komplement) NK buňky - přirození zabíječi - obrana proti virovým infekcím a nádorovým buňkám bez potřeby rozeznat HLA na cílové buňce - nemají antigenní specifitu, nemají imunologickou paměť - zabíječská aktivita je aktivována interleukiny - snadno zabíjí buňky „ochuceny“ protilátkou NEUTROFILY- mikrofágy - obrana těla proti pronikajícím mikroorganismům – proti bakteriím - v cytoplazmatických granulách jsou obsaženy trávicí enzymy (nitrobuněčné nebo mimobuněčné usmrcování a trávení mikroorganismů) BAZOFILY (induktory zánětu - v granulech je obsažen histamin=krevní forma žírných buněk; histamin v okolí způsobuje vasodilataci a zvyšuje permeabilitu cév – zpřístupní místo zánětu ostatním buňkám) EOZINOFILY - zabíjení parazitů - sekundárně: úloha při vzniku alergie (např. astmatu) Zánět •Je nespecifická reakce organismu na poškození, která je makroskopicky popisována pěti tzv.Celsovými znaky: –Rubor - zarudnutí –Calor – zvýšení teploty –Tumor – otok –Dolor – bolest –Functio laesa – poškození funkce KOMPLEMENT - skupina bílkovin v krevním séru (C1-C9) aktivovaných na určitý podnět kaskádovitým způsobem, za normálních okolností neaktivní - komplement po vazbě na antigen v povrchu buněk vede k nezvratnému poškození buňky - cytolýze klasická cesta (popsána jako první) - komplement je aktivován komplexem antigen-protilátka typu IgG či IgM (vazba antigenu odhalí na protilátce vazebné místo, do kterého se zapojí složka C1, aktivuje kaskádu C2-C4, jejich štěpné produkty C2a + C4b se spojí do komplexu=klasická C3-konvertáza, ta štěpí C3 na C3a+C3b – vznik C5 konvertázy – aktivace složky C5 – C5a+C5b – aktivace složek C6-C7-C8-C9=membránu atakující komplex) Základní 3 funkce komplementu: Opsonizace (označení „toto je cizí“+ zchutnění) Chemotaxe (nalákání ostatních buněk) Osmotická lýza mikroba (narušení buněčné membrány a zničení nepřítele – C9 má tvar klínu, zabodne se, naruší membránu, vnik vody či sodíku do buňky, iontová dysbalance) KOMPLEMENT alternativní cesta (byla popsán později, ale v organismu je častější) – spuštěna změnou v mikroprostředí našeho organismu = v přítomnosti bakterií je komplement aktivován povrchovými bakteriálními polysacharidy (G+-peptidoglykan, G-lipopolysacharid) – složka C3 se samovolně štěpí na C3a+C3b-C3b se napojí na povrch mikroba+faktorB z krve (štěpen na Ba+Bb) - C3b+Bb=alternativní C3 konvertáza…) lektinová cesta – pomáhá v boji s kvasinkovými infekcemi (na povrchu kvasinek se nachází manan, na který se napojí manan-vázající lektin, ten se stane součástí imunokomplexu, který aktivuje složku C3 komplementu VROZENÁ (NESPECIFICKÁ) IMUNITA KOŽNÍ A SLIZNIČNÍ BARIÉRY KŮŽE - suchá, obsahuje baktericidní látky z potu a mazu - osídlení „cizími“ baktériemi je znesnadněno přítomností „vlastních“, symbiotických, baktérií (mikroflóra) TRÁVICÍ TRAKT dutina ústní - odlučování povrchových epiteliálních buněk - přítomnost baktericidních (baktérie zabíjející) látek ve slinách žaludek - přítomnost kyseliny chlorovodíkové (HCl) střevo - působí žlučové kyseliny - hlen na střevní sliznici - normální střevní mikroflóra - rychle se obnovující střevní sliznice - podslizniční fagocyty reflexy - zvracení VROZENÁ (NESPECIFICKÁ) IMUNITA KOŽNÍ A SLIZNIČNÍ BARIÉRY DÝCHACÍ SYSTÉM - řasinkový epitel odnáší hlen se zachycenými baktériemi a nečistotami do hltanu, následuje spolknutí a zničení HCl v žaludku - v hlenu jsou přítomny protilátky a inhibitory virů reflexy - kýchání, kašel, bronchokonstrikce (zúžení bronchů) MOČOVÉ CESTY- rychlý proud moči - hleny a lehce kyselé sekrety pochva ženy - „Döderleinův“ laktobacil - vytváří kyselinu mléčnou, která brání množení jiných baktérií OKO - mrkání a omývání slzami (baktericidní látky) ANATOMICKÉ STRUKTURY - druhotně vznikající opouzdření ložisek zánětu - krevně-orgánové bariéry ZÍSKANÁ (SPECIFICKÁ) IMUNITA HUMORÁLNÍ – zprostředkována B lymfocyty aktivace uvolnění Y Lymfocyt B Plazmatická buňka Specifické protilátky IgE IgD IgA IgM IgG BUNĚČNÁ – zprostředkována T lymfocyty T lymfocyty vyzrávají v brzlíku (thymu), kde se školí k rozeznávaní vlastních antigenů a k ničení antigenů cizích IMUNOGLOBULINY - bílkoviny s protilátkovou aktivitou - vážou se s antigenem, který vyvolal jejich tvorbu IgG (75% z celkového množství) - prochází placentou a zajišťuje obranu novorozence v prvních měsících života - fixují komplement (aktivace klasické cesty) - OPSONIN - usnadňují pohlcení baktérie fágem IgA (15%) - dominantní třída slizničního imunitního systému IgM (10%) - prvá protilátka časné imunitní odpovědi IgD (0,2%) - nejasný význam IgE (0,004%) - obrana proti parazitárním baktériím - vazba na žírné buňky způsobuje uvolnění histaminu (alergie) LYMFOCYTY T - vznik v kostní dřeni, dozrávání v thymu - zahajují imunitní odpověď - regulují činnost dalších leukocytů pomocí vylučovaných faktorů klasifikace dle CD: CD4+ - vážou se s HLA II.třídy CD8+ - vážou se s HLA I.třídy Pomocné T buňky (CD 4+)- zvyšují odpověď B buněk a cytotoxických T buněk, produkují interleukiny Cytotoxické T buňky (CD 8+) - zabíjejí buňky, které jsou vnímané jako cizí (buňky napadené virem nebo buňky transplantovaného orgánu) Supresorové (tlumivé) T buňky (CD 8+) - brání činnostem jiných buněk IMUNIZACE Pasivní imunizace - podání specifických protilátek (IgG) - okamžitá reakce s antigenem, omezená délka ochrany - neaktivuje se vlastní imunitní systém - nevznikají paměťové buňky Aktivní imunizace - podání antigenního materiálu (mrtvé/oslabené viry, bakterie nebo toxiny) - nutnost podání dlouho před stykem s antigenem - aktivace vlastního imunitního systému - vznikají paměťové buňky – dlouhodobá imunita PORUCHY IMUNITY ALERGIE – přehnaná, neúměrná reakce imunitního systému na běžný zevní podnět AIDS (syndrom získané imunodeficience) – infekční onemocnění, virus HIV napadá buňky imunitního systému (T pomocné lymfocyty a makrofágy), narušena schopnost obrany AUTOIMUNITNÍ ONEMOCNĚNÍ – narušená schopnost rozeznávat vlastní buňky od cizích, dochází k poškození vlastních tkání HLAVNÍ HISTOKOMPATIBILNÍ KOMPLEX (MHC) K úspěšné činnosti imunitního systému musí být tento systém schopný odlišit „cizí“ od „vlastního“. Toto rozlišení je dosáhnuto prostřednictvím molekul MHC (main histokompatibility complex) v membráně buněk.U člověka se tento systém nachází na leukocytech a označuje se jako HLA (human leukocyte antigen) I. třída - přítomný na všech jaderných buňkách (NE na erytrocytech) - předkládá „cizí“ molekulu (virovou, nádorovou) cytotoxickým T lymfocytům – buňky specifické imunity se na HLA I.tř napojí a zkontrolují, zda protein(antigen) vystavený patří našemu organismu II. třída – na povrchu antigen prezentujících buněk (APC) (lymfocyty B, makrofágy; po aktivaci buňky T, buňky štítné žlázy, endotelové buňky) - předkládá cizí molekuly pomocným buňkám T