Fyziologie krve. Imunitní systém.
Úvod
― Krev
― Krevní plazma a proteiny krevní plazmy, viskozita
― Erytrocyty
― Leukocyty
― Trombocyty
― Hemostáza (fibrinolýza)
― Imunita (vrozená –buněčná a humorální; získaná – buněčná a
humorální; očkování (imunizace – pasivní, aktivní)
Funkce krve
̶ Transportní funkce
̶ Homeostáza
̶ Obrana organizmu
̶ Hemostáza
̶ Termoregulace
̶ Humorální řízení
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, 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)
̶ Glukóza (4-5,5 mmol/l)
̶ Dusíkaté látky (0,2-0,4 g/l): močovina, bilirubin, aminokyseliny
̶ Hormony, vitamíny, enzymy, léky
Viskozita krve
̶ Viskozita neboli vazkost je veličina, která charakterizuje vnitřní tření
tekutiny a závisí především na přitažlivých silách mezi částicemi
̶ Fibrinogen (Interakce s Ery, s LDL; hyperfibrinogenémie)
̶ Hematokrit (přímé a nepřímé interakce mezi Ery a mezi Ery a
fibrinogenem)
̶ Průměr cévy
̶ Rychlost proudění krve
̶ Teplota (za fyziologických podmínek zanedbatelný parametr)
Formované krevní elementy
erytrocyty
5.1012/ll
leukocyty
4-10.109/l
trombocyty
150-400.109/l
granulocyty agranulocyty
neutrofil bazofil eozinofil monocyt lymfocyt
Formované krevní elementy
Schéma krevního nátěru
Hematopoéza
Červená krvinka (erytrocyt)
̶ Bezjaderná buňka, hlavní část formované složky krve
̶ Tvar:
̶ bikonkávní disk -tvar zvětšuje povrch asi o 30%
̶ tvar zajištuje protein spektrin
̶ plasticita tvaru důležitá pro prostup úzkými kapilárami
̶ Velikost:
̶ Normocyt: 7,2 μm
̶ Mikrocyt (-oza): ≤ 7 μm
̶ Makrocyt (-oza): ≥ 9 μm
̶ Megalocyt: ≥ 20 μm
̶ Tloušťka cca 2,5 μm na periferii a cca 1 μm ve středu disku
̶ *Anisocytóza
Červená krvinka (erytrocyt)
̶ Fyziologické rozmezí erytrocytů:
̶ ♂: 4,3-5,3 * 1012 / l
̶ ♀: 3,8-4,8 * 1012 / l
̶ Novorozenec: 4,4-7 *1012/ l
̶ Stanovení počtu červených krvinek
̶ Automatické metody
̶ Impedanční
̶ Fotooptická
̶ Klasická metoda
̶ Bürkerova komůrka + Hayemův roztok
Funkce Ery
̶ Přenos dýchacích plynů
̶ Pufrovací systém
̶ Udržování viskozity krve
Hematokrit (Hct)
̶ Vyjadřuje procentuální zastoupení objemu erytrocytů v plné krvi
̶ Zjišťujeme po centrifugaci nesrážlivé krve*
̶ Fyziologické rozmezí Hct:
̶ ♂: 42-52%
̶ ♀: 37-47%
*centrifugací srážlivé krve po odstranění krevního koagula získáme krevní sérum (od plazmy se liší chyběním koagulačních faktorů)
plazma (55 %)
leukocyty and destičky (1%)
erytrocyty (44%)
Normální
krev
Anemická
krev
Polycytémie
Hemoglobin (Hb)
̶ 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
̶ Embryo: ε4 nebo α2ε2
̶ Plod: HbF α2γ2
̶ Dospělý: HbA α2β2
HbA2 α2δ2
Vypočítané hodnoty červené složky
Ery
Hb Hct
MCV=Hct/RBC
Objem erytrocytu = 80-95 fl
MCH=Hb/RBC
Množství hemoglobinu
v erytrocytu = 28-32 pg
MCHC=Hb/Hct
Koncentrace hemoglobinu
v erytrocytu = 310-360 g/l
 MAKROCYT
 MIKROCYT
 HYPOCHROMNÍ
 HYPERCHROMNÍ
 HYPOCHROMNÍ
 HYPERCHROMNÍ
Sedimentace erytrocytů
̶ Rychlost poklesu krvinek v nesrážlivé krvi
̶ Helmholtzova elektrická dvojvrstva
̶ Sedimentační rychlost je nepřímo úměrná suspenzní stabilitě krve
̶ Fyziologické hodnoty
̶ ♂: 2-8 mm/h
̶ ♀: 7-12 mm/h
̶ Novorozenci: 2 mm/h
̶ Kojenci: 4-8 mm/h
Sedimentace erytrocytů
̶ Metody vyšetření sedimentační rychlosti:
̶ dle Fahraeus-Westergrena(FW, přímá metoda):
kapilára postavená kolmo
odečítá se po 1 hodině
̶ dle Wintroba(šikmá sedimentace):
kapilára sešikmená pod úhlem 45°
odečítá se po 15 minutách
̶ Faktory, ovlivňující sedimentaci:
̶ Množství Ery
̶ Rozměr Ery
̶ Přítomnost bílkovin
̶ pH
̶ Tuky, cholesterol
Hemolýza
̶ Rozpad červených krvinek
̶ Fyzikální
̶ Mechanické poškození membrány, třepání, ultrazvuk, extrémní změny teplot, UV záření
̶ Osmotická
̶ Ery v hypotonickém roztoku nasává vodu a praská
̶ Chemická
̶ Chemická reakce lipidů v membráně s chemickou látkou –silné kyseliny a zásady, tuková
rozpouštědla, povrchově aktivní látky (detergenty)
̶ Toxická
̶ Bakteriální toxiny, jedy (rostlinné, hadí, hmyzí, pavoučí,...), paraziti (Plasmodiumspp. -malárie)
̶ Imunologická
̶ Transfuze nekompatibilní krve -imunitní systém hemolyzuje erytrocyty (komplementem)
Systém AB0
̶ Antigen na povrchu erytrocytu (aglutinogen): A, B
̶ Protilátka v krvi (aglutinin): anti-A, anti-B (IgM)
Systém AB0
0 (-, anti AB) A (A, anti B) B (B, anti A) AB (AB,-)
ERY
0 (-) V V V V
A (A) - V - V
B (B) - - V V
AB (AB) - - - V
Plazma
0(anti AB) V - - A(anti
B) V V - B(anti
A) V - V AB(-)
V V V V
Systém Rh
̶ Antigeny D, d (také C,c, E, e, které jsou slabší) - přítomné jen na
erytrocytech → Rh+ (83%)
̶ u Rh- krve vznikají protilátky (anti-D, IgG) až po imunizaci
I. Rh- + Rh+ => N
II. Rh- + Rh+ => hemolýza
Rh+
Rh+
Rh+
Anti-D
(IgG)
Anti-D
Hematopoéza
Krevní destičky (trombocyty)
̶ Bezjaderné, bezbarvé, granulované, nejmenší formované elementy krevní
̶ Tvar:
̶ hladké, okrouhlé disky
̶ tvar udržován cytoskeletem
̶ membrána: obsahuje receptory pro přilnutí na vhodné povrchy
̶ cytoplasma: obsahuje aktin, myosin, glykogen, lysozomy a
̶ granula: denzní granula (neproteinové substance –serotonin, ADP, adenonukleotidy) a αgranula
(proteinový obsah: faktory srážení, destičkový růstový faktor)
̶ Velikost: 2 –4 mm průměr, 0,5 –1 mm tloušťka
̶ Počet: 200 000 –500 000 v ml, z toho třetina ve slezině a dvě třetiny v
cirkulaci
̶ Produkce vazokonstrikčních látek (serotonin, thromboxan A)
Hemostáza (zástava krvácení)
̶ Cévy – vazokonstrikce (zúžení) v místě poškození
̶ Trombocyty – dočasná zátka (bílý trombus), postupně zpevňován
vlákny fibrinu, pak se nalepují i erytrocyty
̶ Tvorba definitivního trombu (červený trombus)
Prokoagulační faktory
̶ I: fibrinogen
̶ II: protrombin
̶ III: tromboplastin, trombokináza
̶ IV: ionty vápníku
̶ V: proakcelerin
̶ VII: prokonvertin
̶ VIII: antihemofilní faktor A
̶ IX: antihemofilní faktor B
̶ X: Stuart – Prower faktor
̶ XI: antihemofilní faktor C
̶ XII: Hageman faktor
̶ XIII: faktor stabilizující fibrin
̶ HMW-K: Fitzgerald faktor
̶ Pre-K: prekallikrein
̶ Ka: kallikrein
̶ PL: destičkové fosfolipidy
Koagulační kaskáda
Vnější cesta
̶ Zahájena faktory mimo cévní systém
̶ Exprese tkáňového faktoru mimo cévy
̶ Ten je receptorem pro faktor VII
̶ Aktivace – vznik VIIa
̶ Spolu s vápenatými ionty vznik
trimolekulárního komplexu, který se
podobá tenáze
̶ Proteolytická aktivace faktoru X
Koagulační kaskáda
Vnitřní cesta
̶ Faktory IXa, Xa a trombin proteolyticky
štěpí faktor VIII za vzniku VIIIa, který je
kofaktorem další reakce
̶ VIIIa spolu s IXa, vápenatými ionty (z
destiček) a negativně nabitými fosfolipidy
vytváří trimolekulární komplex tenázu
̶ Tenáza konvertuje faktor X na Xa
*Faktor XIIa konvertuje prekallikrein na kallikrein, který zpětně katalyzuje a
urychluje konverzi neaktivního faktoru XII na XIIa–příklad pozitivní zpětné
vazby.
Koagulační kaskáda
Společná cesta
̶ Zahájena faktorem Xa
̶ Následná aktivace faktoru Va
̶ Tvorba trimolekulárního komplexu (Xa,
Va, vápenaté ionty spolu s PL) =
protrombináza
̶ Konverze protrombinu na trombin
̶ Konverze fibrinogenu na fibrin
Koagulační kaskáda. Jednoduší
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
Inhibice srážení
Inhibice srážení krve
̶ Antitrombin III: IIa, IXa, Xa, XIa, XIIa
̶ Trombomodulin (na membráně nepoškozeného endotelu):
̶ komplex trombomodulin-trombin působí na protein C →protein Ca
̶ protein Ca+protein S → komplex „protein Ca – protein S“
̶ komplex pak inhibuje faktory Va a VIIIa
̶ syntéza proteinu C a S je závislá na vitaminu K
̶ Inhibitor tkáňového tromboplastinu (III)
̶ Kumarinové preparáty (antivitamin K; např. Warfarin)
Poruchy hemostázy
̶ Krvácivé stavy = chorobné stavy, u kterých vznikají krvácivé projevy buď
spontánně nebo po neúměrně malém podnětu
̶ Vasogenní poruchy krevního srážení
̶ Trombocytární krvácení:
̶ 1)trombocytopenie
̶ 2)trombocytopatie
̶ Koagulopatie–chybění nebo nedostatek plazmatických koagulačních
faktorů:
̶ Poruchy syntézy: dědičné (hemofilie), získané (karence vitamínu K, terapie deriváty kumarinu)
̶ Poruchy přeměny:konsumpční koagulopatie a hyperfibrinolýza, mnohočetné transfuze,
imunokoagulopatie, terapie heparinem
Hematopoéza
Bílé krvinky (leukocyty)
granulocyty agranulocyty
neutrofil bazofil eozinofil
lymfocyt
T
lymfocyt
B
lymfocyt
NK
monocytlymfocyt
60% do 0,5% do 5% 20-50% do 10%
Granulocyty
̶ Neutrofilní granulocyty
̶ Tvoří 60–70 % leukocytů periferní krve
̶ Obrana proti extracelulárním bakteriím
̶ Hlavní funkcí neutrofilů je fagocytóza
̶ Odumřelé neutrofily vytvářejí hnis
̶ Eozinofilní granulocyty
̶ Tvoří 1–5 % leukocytů periferní krve
̶ Hrají důležitou roli při alergických reakcích (fagocytují komplex alergen-protilátka) a při
ochraně proti parazitárním onemocněním (ze svých granul vypouštějí látky, které poškozují
parazity)
̶ Bazofilní granulocyty (bazofily)
̶ Tvoří 0,5 % leukocytů periferní krve
̶ Mají granula v cytoplazmě, která obsahují heparin a histamin
̶ Uplatňují se při vzniku alergické reakce a dále se podílejí na likvidaci parazitárních
onemocnění
Agranulocyty
̶ Lymfocyt:
̶ Tvoří 20–50 % z celkového počtu všech bílých krvinek
̶ B-lymfocyty:
Základní buňky protilátkové imunity
Vznikají v kostní dřeni, kde i dozrávají
Konečným diferenciačním stadiem jsou plazmatické buňky produkující protilátky proti bílkovinným a
glykoproteinovým antigenům a toxinům
̶ T-lymfocyt:
Jsou podstatou specifické (získané) buněčné imunity
Vznikají v kostní dřeni a migrují do brzlíku, ve kterém dozrávají
Vylučují do krve cytokiny
Nesou CD3, CD8 nebo CD4 znaky
̶ Natural killers, NK:
Hlavní část cytotoxické buněčné imunity.
Jsou schopni ničit i bez předchozího setkání s antigenem (to se uplatňuje u novorozenců)
Nenesou CD-3 znak
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
ZÍSKANÁ
(specifická)
Vybudováváme si ji při setkávání se s
různými antigeny; poprvé reaguje systém
pomalu, ale při dalším setkání již rychleji a
efektivněji
vs.
BUNĚČNÁ
HUMORÁLNÍ
BUNĚČNÁ
HUMORÁLNÍ
To be continued…