9. Funkce tělních tekutin Difuze Difuzní vzdálenost Relativně menší povrch těla na jednu buňku s větší velikostí organismu - minimální difuzní vzdálenost - maximální povrchy pro výměnu - maximální gradient chovzvirat.cz bodieko.si Šíma 1997 Typy tělních tekutin - Hydrolymfa (houbovci, žahavci, ploštěnci), tekutina v otevřeném střevě plní i úkoly transportu látek, nejsou v ní bílkoviny s transportní funkcí http://mobiologie.wz.cz/MO12.html - Hemolymfa – otevřené soustavy bezobratlých, pokud není vyvinuta tracheální soustava, objevují se dýchací barviva, srážení, melanizace - vodnatá tekutina obsahující ionty, molekuly a buňky - může být čirá a bezbarvá, ale často je pigmentována a je nažloutlá, zelenavá, modrá nebo hnědá; vzácně červená (u některých nedospělých stadií vodních nebo parazitických Dipter) z důvodu přítomnosti hemoglobinu - pH hemolymfy je slabě kyselé - 6,4 až 6,8 - Koncentrace solí dosahuje hodnot 1,5 - 2,1% (obratlovci 0,9%), vysoký je také obsah aminokyselin (20 až 30 krát vyšší než u obratlovců) i peptidů - hemolymfa obsahuje též steroidní látky a hormony - ze sacharidů je nejdůležitější trehalóza - transportní disacharid složený ze dvou molekul glukózy, slouží také jako kryoprotektant - v hemolymfě je také rada dalších cukru - glukóza, sacharóza, fruktóza, galaktóza, ribóza atd. - hmyzí hemolymfa obsahuje mnoho různých proteinů s různou funkcí - jejich obsah v hemolymfě je druhově specifický a závisí především na vývojovém stádiu - běžná koncentrace proteinu dosahuje hodnot okolo 6% (podobne jako u obratlovců). Krev - v uzavřených cévních soustavách , tkáňový mok – ultrafiltrát krevní plazmy, míza • červená, neprůhledná ,vazká tekutina • pH = 7,4 • proudí v uzavřeném cévním oběhu • 8% hmotnosti: Ž – 4,5 l, M - 5-6 l • stále se obnovuje • za 1 den 50 ml • za rok 18 litrů virova-hepatitida.cz Funkce krve 1. Od dýchacích orgánů přivádí kyslík do tkání a oxid uhličitý odvádí zpět. 2. Přivádí živiny a ostatní látky resorbované v gastrointestinálním traktu ke tkáním a odvádí z nich odpadní zplodiny látkové přeměny. 3. Transportuje hormony, organické i anorganické látky z místa jejich sekrece nebo resorpce k cílovým orgánům a tkáním. 4. Přenáší teplo a tak se řízeným prokrvením podílí na termoregulaci. 5. Má mechanizmy na udržení stálosti vnitřního prostředí (pufrovací schopnost udržení pH, zásobárna vody na regulaci osmotického tlaku atd.). 6. Plní imunitní funkce odstraňující mrtvé nebo cizorodé elementy z těla. 7. U některých bezobratlých plní hydrostatický tlak krve nebo hemolymfy roli hydrostatického skeletu. Složení krve Krev je suspenze buněčných elementů – erytrocytů (červených krvinek), leukocytů (bílých krvinek) a trombocytů (krevních destiček) v krevní plazmě. Poměr objemu krvinek ke krevní plazmě nazýváme hematokrit. U mužů je tento poměr přibližně 44 : 56 %, u žen, které mají méně erytrocytů, 40 : 60 %. Sedimentace – diagnostická metoda – krev + antikoagulant (šťavelan nebo citronan sodný) • zabrání srážení krve, naváží na sebe vápenaté ionty • jednotlivé složky se usazují – sedimentují – zjišťuje se na sedimentačním přístroji • u zdravého muže 2 – 5 mm za hodinu • u zdravé ženy 3 – 8 mm za hodinu – vyšší hodnoty = ukazatel zánětu fibrinogen sérum x plasma Bílkoviny a organické látky krevní plasmy Glc, lipidy (cholesterol), močovina, kyselina močová… Sibernagl, Despopoulos, 1993 Sibernagl, Despopoulos, 1993 Hlavní kationty jsou ionty sodíku, které se významně podílejí na udržování osmotického tlaku. Retence (zadržování) natria znamená i retenci vody. Ionty chloru pocházejí z ionizovaného NaCl. Chlor je důležitý i pro tvorbu HCl žaludeční šťávy. Hladina vápenatých iontů je v plazmě poměrně stálá. Jsou nezbytné pro srážení krve, neuromuskulární přenos a kontrakci svalů. Hypokalcémie vede až ke svalovým křečím (tetanii). Spolu s fosforem je vápník také důležitým prvkem při tvorbě kostí a zubů. Draselné ionty jsou sice převážně intracelulárními kationty, ale jejich určitá stálá koncentrace v plazmě je důležitá pro aktivitu řady enzymů. Spolu s Na+ ionty hrají významnou roli při přenosu nervového vzruchu. Také hořečnaté ionty jsou nezbytné pro aktivitu důležitých enzymů. Snižují dráždivost kosterního svalstva a jejich vysoká hladina může mít narkotické účinky. Ionty železa jsou v plazmě ve vazbě na bílkovinu transferin. Jsou nezbytné pro oxidační děje a představují důležitou součást hemoglobinu i cytochromů. Měď je v plazmě vázána na bílkovinu ceruloplazmin a je důležitá pro syntézu mnoha enzymů. U mužů je hladina mědi vyšší než u žen (což platí i pro samčí pohlaví mnoha dalších druhů živočichů). Z anorganických složek krevní plazmy jsou dále přítomny anionty bikarbonátové, fosfátové, sulfátové a přechodně i řada dalších anorganických látek, které jsou krví transportovány zejména z trávícího traktu k cílovým orgánům fyziologický roztok – 0,9% r. chloridu sodného Erytrocyty Erytropoéza během vývoje Sibernagl, Despopoulos, 1993 Hemoglobin • Přenos dýchacích plynů • Pufrovací kapacita krve • Hemolýza: – slezina, játra – Globin – rozštěpen na aminokyseliny Hem – Fe3+ - transferin – hemosiderin – feritin, zbytek hemu na biliverdin – bilirubin – žluč 1 erytrocyt – 265mil. Molekul hemoglobinu 14 – 18g/100ml 12 – 16g/100ml Anémie = chudokrevnost Sibernagl, Despopoulos, 1993 Leukocyty 1) granulocyty buňky s jádrem, mají v cytoplazmě barvitelná zrníčka (granula) jejich počet kolísá životnost 7 dní až měsíc jsou schopné fagocytozy eosinofilní granulocyt Rozdělení granulocytů 1.neutrofilní: – nejpočetnější skupina – 60 - 70% – barví se neutrálními barvivy(fialová) – mají schopnost diapedézy i fagocytózy – označují se jako mikrofágy, tvoří první obrannou linii – počet stoupá při infekcích, ve velkém počtu obsaženy ve hnisu 2.eosinofilní: – 3 – 5% – barví se kyselým barvivem (červená) – schopnost pohybu, ale nefagocytují – zmnožují se při alergiích a parazitálních onemocněních 3.basofilní: – 0,5 – 1% – barví se zásaditými barvivy(modrá) – protisrážlivá funkce – obsah heparinu 2) agranulocyty neobsahují barvitelná zrníčka (grana) životnost měsíce – celý život mají celistvé jádro monocyt Typy agranulocytů a) monocyty – schopné fagocytozy b) lymfocyty – nefagocytují, vytvářejí protilátky vznikají v mízní tkáni(mízní uzliny, mandle, brzlík) • lymfocyty B – zodpovídají za humorální imunitu (tvorba protilátek) • lymfocyty T – zodpovídají za buněčnou imunitu (odvržení cizí tkáně transplantátu) Trombocyty • malá zrnitá tělíska bez jádra, z megakaryocytů, 150- 300tis/mm3 • vznikají v kostní dřeni • životnost 8-12 dní • zahajují srážení krve – uzavření poraněné cévy Hemopoéza - krvetvorba Sibernagl, Despopoulos, 1993 Krevní roztěr Krevní obraz Stanovuje počet a charakter krevních elementů – Josef Arneth (De) 1904, neutrofily, díky metodě barvení krevních buněk (1877, Paul Ehrlich) • Erytrocyty 4,3 - 5,3 x 106/μl, 3,8 - 4,8 x 106/μl • Leukocyty 4 - 9 x 103/ μl • Trombocyty 1-1,5 x 105/μl • Hemoglobin 14 - 18g/100ml, 12 - 16g/100ml • Hematokrit 0,39 - 0,49; 0,35 - 0,43 ♂ Patologie krevních elementů • Erytrocyty - ↓ anémie (i nižší hladina hemoglobinu) (oligocytémie, erytrocytopénie) - ↑polyglobulie • Leukocyty - ↓ leukopénie - pod 4tis (x leukémie) - ↑ leukocytóza - nad 10tis/mm3) • Hemoglobin – ↓ anémie (při zachování normálního počtu erytrocytů) Leukémie prozeny.cz tyden.cz Transplantace kostní dřeně Acidobazická rovnováha krve Acidobazická rovnováha = kyselost plazmy (pH) (normální pH krve 7,4 +- 0,04) Trvalý metabolismus a trvalá svalová činnost tvoří trvale (CO2 a kyselinu mléčnou), které trvale okyselují buňky a krev …vzniká ACIDÓZA (překyselení) Hlavní neutralizátor je uhličitan sodný (BIKARBONÁT) který krev alkalizuje. Přehnaný posun pH na stranu zásaditou se označuje jako ALKALÓZA. Acidobazická rovnováha krve Acidobazická rovnováha = kyselost plazmy (pH) pH plasmy 7,4+-0,04 !!!!!! (změny pH v setinách!!) Kolísání pH – acidóza …alkalóza změnami pH krve, (tj.změnami vnitřního prostředí) se mění reaktivita našeho organizmu, odlišně začínají pracovat naše metabolické enzymy v buňkách a vzniká únava, nepohoda, psychické problémy, změny metabolické, trávící apod. …nebo naopak se vše zlepší !! (tj.při změnách vlhkosti vzduchu, změnách počasí, barometrického tlaku…) pH krve je barometrem našeho těla a metabolických reakcí Srážení krve Srážení krve: – důležitá funkce – ochrana před ztrátami krve – nastává vždy, pokud se krev dostane mimo uzavřený oběh – smrštění poraněné cévy (vazokonstrikce) + vytvoření krevní sraženiny proces hemokoagulace = srážení krve – trvá 7 – 11min, podle velikosti poranění – serotonin – zúžení cév z rozpadlých krevních destiček se uvolňuje Ca2+ ion a enzym trombokináza protrombin ze začíná měnit na trombin rozpustný fibrinogen se změní na nerozpustný fibrin = vytvoření sítě vytvoří se tzv. krevní koláč, na okrajích krevní sérum Cíl • Přeměna rozpustného fibrinogenu na nerozpustný fibrin • Vytvoření prostorové sítě pro zachycení krvinek a destiček • Soubor enzymatických reakcí • Kontakt kolagenu cévy s vnějším prostředím → vazokonstrikce → aktivace trombocytů (adheze a shlukování) → bílý trombus → sekrece serotoninu → aktivace koagulačních faktorů Koagulační faktory (I –XII) - syntéza závislá na vit. K Aktivace kaskády – vnitřní – přes faktor XII → aktivace f. X - vnější – přes tromboplastin → aktivace f. X → Aktivovaný faktor X štěpí protrombin na aktivní trombin → změna fibrinogenu na fibrin, síť = červený trombus • Plazma (fibrinogen - nevysrážený fibrin) vs. sérum (vysrážený fibrin) • Mělo by trvat 2-6 min (nesrážlivost – hemofilie) Schillingova metoda - skleněná kapilára (ulamování) Srážení krve = hemokoagulace Protikoagulační faktory • proud krve • neporušený endotel • humorální odstranění a inaktivace faktorů srážení pomocí chemických látek například Antitrombin a Heparin • tkáňový faktor • trombin • pektiny • hypertonické roztoky • zvýšení teploty Prokoagulační faktory Protisrážlivé látky • Heparin – vazba na antitrombin III, inhibice aktivace trombinu • Hirudin – taktéž anti-trombinový efekt • Soli kyseliny šťavelové a citronové (vážou vápník) • Kumarin – blokuje účinky vitamínu K • Warfarin – prevence plic. trombózy, žilní trombózy aj. • … a mnohé další hirudoterapia.sk phentermine375.net whattoserveagodde... Patologie • Přílišné srážení – např. embolizace vedoucí až k tamponádě cév a k místní ischemii • Nedostatečné srážení (např. Hemofilie) • Většinou vznikají kvůli nesprávným koncentracím faktorů v krvi Přibližně jeden z 5000 mužů se narodí s hemofilií A. Gen pro hemofilii se nachází na chromozomu X a projeví se klinickými příznaky, pokud je v kombinaci s chromozomem Y (tedy XY, což je kombinace pohlavních chromozomů muže). Dcera hemofilika je tedy vždy přenašečkou onemocnění, 50 % jejích synů může mít hemofilii a 50 % jejích dcer může být přenašečkami nemoci. Hemofilie • Dědičná X-přenosná choroba • Několik typů – A,B,C podle chybějícího faktoru koagulace • faktor VII – Hem A (90%) • faktor IX – Hem B (1%) • Různá závažnost, pokud je neléčená může vést k vykrvácení Sibernagl, Despopoulos, 1993 Sibernagl, Despopoulos, 1993 Hemostáza • Zástava krvácení • 3 děje: • 1. reakce cév v místě poranění = vazokonstrikce • 2. primární trombus = reakce trombocytů = dočasná krevní zátka • 3. hemokoagulace (srážení krve) = vytvoření definitivního trombu 1. Reakce cév v místě poranění = vazokonstrikce: • Závisí na stavbě cévní stěny a tlaku krve v krevním řečišti – velké tepny – vazokonstrikce nestačí, u kapilár – nemají svalovinu • Je to významné u malých cév • Je to navozeno: - nervově (vegetativní nervový systém) - přímým působením svaloviny cév - uvolněním serotoninu z trombocytů a tromboxanu 2. Primární trombus = reakce trombocytů = dočasná krevní zátka • Agregace trombocytů (shlukování) – v místě roztržení cévy přichází do styku s kolagenními vlákny – elektrochemické změny ve stěně trombocytů – stávají se lepivými – provizorní trombus • Zároveň dochází k uvolňování látek z trombocytů a zahajují krevní srážení • Trombus je zpevňován vlákny fibrinu, tvoří se díky destičkovému tromboplastinu, lepí se i erytrocyty 3. Hemokoagulace = vytvoření definitivního trombu • Složitý řetězec enzymatických reakcí, na které se podílí velké množství látek, které se uvolňují z krevní plazmy, destiček, cévní stěny • 2 systémy (v určitém bodě dochází k jejich spojení) • Vnitřní systém – faktory srážení obsažené v krevní plazmě a trombocytech – XII., XI., X., IX., VIII., V. • Vnější systém – faktory srážení v cévní stěně a tkáních – VII., III. • Dochází k postupné aktivaci jednotlivých faktorů v systémech • Důležitý je okamžik, kdy se aktivuje faktor X. (dochází k propojení obou systémů) – na něj působí faktor protrombin a Ca2+ ionty – vznikne trombin – ten aktivuje fibrinogen (bílkovina krevní plazmy) a vznikne vláknitý fibrin Hemostáza - dokončení • Po určité době je trombus odstraněn působením fibrinolytického systému – hlavní představitel – Plazmin Fibrinolyzin (proteáza – rozpouští fibrin v krevní plazmě a ve tkáních) • Heparin – v bazofilech a žírných buňkách – syntetický (vyrábí se v továrnách) – zabraňuje srážení krve • Natrium citricum, šťavelan sodný – protisrážlivé léky – naváží na sebe Ca2+ F XIII +/+ F XIII -/- E.coli S.aur. ctrl Human F XIII is essential for entrapment of bacteria Wang et al. PLoS Pathogens, 6(2): 1-9, 2010. Wang et al. PLoS Pathogens, 6(2): 1-9, 2010. transglutamináza bakteriální povrchové proteiny látkové prokoagulanty (např. hexamerin) matrix koagulační zátky (Fondue, FBP1) pattern recognition proteins Situace je podobná i u hmyzu: • Krev se také může vyskytovat v moči a může být také krev ve stolici. V těchto případech je nutné navštívit lékaře. Krev ve stolici může signalizovat rakovinu tlustého střeva a krev v moči může značit rakovinu ledvin nebo rakovinu močového měchýře. Množství krve Normální objem krve se nazývá normovolémie, snížený hypovolémie, zvýšený hypervolémie. Zdravý člověk snáší ztrátu do 10 % objemu krve. Určité zdravotní potíže může vyvolat ztráta kolem 750 ml, tj. asi 15 % objemu krve. I tuto ztrátu dokáže však člověk postupně vyrovnat. Menší ztráty krve se vyrovnávají přesunem z krevních zásobáren (játra, slezina) a převedením tkáňového moku do krve. Poté se urychlí i tvorba krvinek. Denně se takto obnovuje asi 50 ml krve. To znamená, že za rok se objem krve u člověka vymění 3–3,5krát. Transfúze krev/plasma To se už blížíme k imunologii…