Krew ZAKŁAD FIZJOLOGII ZWIERZĄT, INSTYTUT ZOOLOGII WYDZIAŁ BIOLOGII, UNIWERSYTET WARSZAWSKI

Transkrypt

1 Krew DR MAGDALENA MARKOWSKA ZAKŁAD FIZJOLOGII ZWIERZĄT, INSTYTUT ZOOLOGII WYDZIAŁ BIOLOGII, UNIWERSYTET WARSZAWSKI

2 Krew Krew to płynąca w nas rzeka życia Krew jest płynną tkanką łączną, zbudowaną z wyspecjalizowanych komórek zawieszonych w płynnej istocie podstawowej zwanej osoczem. Osocze nie zawiera włókien kolagenu czy elastyny charakterystycznych dla tkanki łącznej, lecz zawiera rozpuszczone białka fibrynowe, których włóknista postać pojawia się podczas krzepnięcia.

3 Budowa krwi surowica skrzep krwi

4 Elementy morfotyczne Erytrocyty Leukocyty erytrocyty neutrofil bazofil eozynofil limfocyty (T i B) monocyty granulocyty limfocyt obojętnochłonne kwasochłonne monocyt zasadochłonne Trombocyty trombocyty

5 Elementy morfotyczne Elementy morfotyczne płytki leukocyty erytrocyty

6 Osocze (skład) Woda - (ok. 92%); główny nośnik krwi, pochłania ciepło Elektrolity - najliczniejsza grupa związków rozpuszczonych w osoczu (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, SO 4 2-, PO 4 3- HCO 3- ); utrzymują ciśnienie osmotyczne i prawidłowe ph Gazy oddechowe - tlen (O 2 ), dwutlenek węgla (CO 2 ), azot cząsteczkowy (N 2 ) Białka - (8% masy) utrzymują ciśnienie osmotyczne, równowagę wodnoelektrolitową, biorą udział w transporcie związków nierozpuszczalnych w wodzie albuminy 60% białek osocza, produkowane w wątrobie, utrzymują ciśnienie osmotyczne (onkotyczne) krwi globuliny 35% białek osocza - alfa, beta transport hormonów, jonów metali, witamin rozpuszczalnych w tłuszczach - gamma immunoglobuliny odpornościowe fibrynogen 4% białek osocza, proces krzepnięcia

7 Osocze Składniki odżywcze cukry proste i produkty ich przemiany aminokwasy fosfolipidy, wolne kwasy tłuszczowe, cholesterol (wolny i estry), trójglicerydy, lipoproteiny witaminy Produkty metabolizmu białek mocznik, kwas moczowy, kreatynina, sole amonowe Hormony

8 Funkcje krwi Transportowa - gazy - składniki odżywcze - metabolity - hormony Regulacyjna - temperatura - ph - objętości krwi Ochronna - krzepnięcie - odporność

9 Skład gazowy powietrza

10 Transport gazów U gąbek, parzydełkowców i owadów gazy dyfundują bezpośrednio do tkanek, u pozostałych zwierząt gazy transportowane są w układach krążenia. Rozpuszczalność tlenu w roztworach wodnych jest mała, ale dzięki metaloproteinom, białkom zawierającym jon metalu, wiążącym w sposób odwracalny O 2 jest on skutecznie transportowany do tkanek (zwiększa się 50 razy wychwyt) Dzięki metaloproteinom ciśnienie parcjalne tlenu w płynach krążących (krwi, hemolimfie) pozostaje niskie co zwiększa jego wychwyt z przestrzeni wymiany gazowej.

11 Metaloproteiny Metaloproteiny zwane także barwnikami oddechowymi dzieli się na 3 grupy: - hemoglobiny - występują u kręgowców, nicieni, niektórych pierścienic, skorupiaków i owadów; zbudowane z globiny związanej z cząsteczką hemu zawierającą Fe; zazwyczaj występują w komórkach krwi; utlenowane są czerwone; mioglobina jest rodzajem hemoglobiny występującym w mięśniach - hemocyjaniny - występują u stawonogów i mięczaków; zawierają Cu; rozpuszczone są w hemolimfie; utlenowane są niebieskie - hemoerytryny - występują u sikwiaków, niezmogowców, ramienionogów, niektórych pierścienic; zawierają Fe bezpośrednio związane z białkiem; występują w komórkach celomy; utlenowane są fioletowo-różowe.

12 Transport gazów hemocyjanina hemoerytryna

13 Hemoglobina (Hb) hemoglobina hem

14 Transport O 2 Hemoglobina 4 łańcuch białka (globiny) 4 grupy hemu 4 atomy żelaza

15 Erytrocyty człowiek Kształt duża powierzchnia względem objętości Zbudowany w 97% z hemoglobiny Nie mają mitochondriów, ATP z procesów beztlenowych 1 cząsteczka Hb 4 cząsteczki O 2 ; w 1 erytrocycie 250 mln. Hb = 1miliard O 2

16 Erytrocyty człowiek gołąb żółw żaba ryba

17 Krzywa wysycenia Hb (krzywa wysycenia hemoglobiny tlenem) procent wysycenia hemoglobiny O 2 ciśnienie parcjalne O 2 [mmhg]

18 Krzywa wysycenia Hb a temperatura procent wysycenia hemoglobiny O 2

19 Czynniki wpływające na wysycenie Hb tlenem procent wysycenia hemoglobiny O 2 ciśnienie parcjalne O 2 [kpa] DPG 2,3-difosfoglicerynian, stabilizuje nieutlenowaną Hb, powstaje podczas niedoboru O 2,

20 Transport CO 2 (tkanki) komórki płyn tkankowy (rozpuszczony w osoczu) łączy się z białkami osocza ANHYDRAZA WĘGLANOWA erytrocyt KARBAMINIAN Hb Cl trans porto wany z białk ami (rozpuszczony w osoczu) osocze

21 Transport CO 2 (płuca) pęcherzyk (rozpuszczony w osoczu) ANHYDRAZA WĘGLANOWA KARBAMINIAN Hb Cl trans porto wany z białk ami (rozpuszczony w osoczu) osocze

22 Transport CO 2 Całkowity CO 2 w krwi osocze karbaminian Hb

23 Krzywa wysycenia Hb a CO 2 procent wysycenia hemoglobiny O 2 ciśnienie parcjalne O 2 [mmhg]

24 wysycenia hemoglobiny Krzywe wysycenia Hb (O 2 i CO) płodowa utlenowana Hb z Fe 3+ a nie Fe 2+ ciśnienie parcjalne O 2 i CO [kpa]

25 Erytropoeza Szpik kostny (czerwony) jądro komórkowe proerytroblast erytroblasty erytroblast retikulocyt erytrocyt Stadia obejmujące podziały komórek Stadia dojrzewania

26 Regulacja erytropoezy 5) Zwiększona możliwości wiązania O 2 4) Wzmożona erytropoeza = większa liczba erytrocytów 3) ERYTROPOETYNA stymuluje czerwony szpik kostny 2) Nerki wydzielają ERYTROPOETYNĘ 1) Bodziec: hipoksja spowodowana: mniejszą liczbą erytrocytów obniżoną ilością Hb zmniejszoną dostępnością O 2

27 1) Niski poziom O 2 stymuluje nerki do wydzielenia erytropoetyny 2) Erytropoetyna i substraty we krwi stymulują erytropoezę w szpiku kostnym 120 dni erytrocytu Fe wiąże się z transferyną i uwalniane jest z wątroby do krwi 3) Nowy erytrocyt wchodzi do krążenia na około 120 dni bilirubina jest uwalniana z żółcią do jelit i metabolizowana przez bakterie krążenie 4) Stary i zniszczony erytrocyt jest niszczony przez makrofagi w śledzionie, wątrobie i szpiku; Hb jest rozkładana 5) Składniki są gotowe do syntezy erytrocytu hemoglobina bilirubina do wątroby hem Fe jest magazynowane w ferytynie globina amino kwasy sterkobylina wydalana z kałem aminokwasy, Fe, B12 i kwas foliowy są wchłaniane z jelit do krwi

28 Wchłanianie żelaza

29 Przemiany Hb

30 Góry Małe ciśnienie parcjalne tlenu, powoduje, że ten gaz jest gorzej dostępny. Trzeba zatem: Zwiększyć zdolność do transportu tlenu, począwszy od wentylacji, wymiany gazowej, transport tlenu przez krew i dyfuzję tlenu do tkanek. Jest to możliwe dzięki plastyczności fenotypowej (zmiany zachodzące w ciągu życia zwierzęcia) oraz czynników dziedziczonych (genetycznych i epigenetycznych)

31 Góry płuca procent wysycenia hemoglobiny O 2 ciśnienie parcjalne O 2 [mmhg] Wypłaszczenie krzywej wysycenia Hb przy wysokich ciśnieniach parcjalnych O 2 powoduje, że nawet przy niższej zawartości tlenu w górach Hb pozostaje wystarczająco wysycona.

32 Hipoksja na wysokości 2, 3 difosfoglicerynian

33 Fenotypowe zmiany Morfologiczne Zwiększenie powierzchni wymiany gazowej Zwiększenie ukrwienia tkanek na obwodzie W mięśniach szkieletowych przemieszczenie mitochondriów w pobliże naczyń włosowatych Biochemiczne Zwiększenie stężenia hemoglobiny i jej powinowactwa do tlenu

34 Hb u gęsi tybetańskiej Scott 2011

35 Azot (N 2 ) pęcherzykowa wymiana gazowa płuca ciśnienie wody krew

36 Azot (N 2 ) zator gazowy zbyt szybkie wynurzenie uraz ciśnieniowy Choroba dekompresyjna - gaz obojętny wytrąca się z krwi i tworzy pęcherzyki, wywołując następujące objawy: świąd i marmurkowatość skóry, skrzypienie skóry, bóle stawów, uszkodzenia układu nerwowego, paraliż lub śmierć.

37 Funkcja transportowa luzem Składniki odżywcze: cukry proste (glukoza, fruktoza) aminokwasy wolne kwasy tłuszczowe witaminy Metabolity: mocznik, kwas moczowy (TRUDNO ROZPUSZCZALNY!), sole amonowe Hormony: białkowe i peptydowe Jony z nośnikiem Składniki odżywcze: trójglicerydy i cholesterol w chylomikronach i lipoproteinach kobalamina (B12) z transkobalaminą Hormony: T4 i T3 z globuliną, prealbuminą i albuminą glikokortykoidy z transkortyną, aldostron (20%) z prealbuminami i albuminą, płciowe związane z p-glikoproteiną Jony: Fe 2+ - transferyna

38 Transport tłuszczów z jelita synteza w wątrobie z wątroby

39 Funkcja regulatorowa Utrzymanie właściwej TEMPERATURY ciała rozprowadzanie i odprowadzanie ciepła

40 Funkcja regulatorowa Utrzymanie właściwego ph ciała funkcja buforowa 3 układy buforujące: - wodorwęglany - hemoglobina i białka osocza - fosforany

41 Regulacja ph

42 Funkcja regulatorowa Utrzymanie względnie stałej OBJĘTOŚCI krwi rezerwuar wody dla ciała Funkcję tę pełnią albuminy i białka, które utrzymują ciśnienie osmotyczne (onkotyczne) krwi.

43 Funkcja ochronna 1) skurcz naczyń krwionośnych Krzepnięcie krwi to proces kilku etapowy, w którym udział biorą płytki krwi, 13 białek osocza (czynników krzepnięcia) a końcowym efektem jest powstanie skrzepu na skutek powstania nierozpuszczalnych włókien fibryny zatrzymujących płytki i erytrocyty w miejscu uszkodzenia naczynia krwionośnego 2) adhezja płytek krwi 3) sekrecja czynników krzepnięcia, agregacja płytek 4) tworzenie skrzepu

44

45 Funkcja ochronna Odporności poświęcony zostanie jeden wykład

46 Dziękuję