KREW I HEMATOPOEZA. Skład osocza krwi. Hct = Elementy morfotyczne krwi. Wskaźnik hematokrytu

Transkrypt

1 KREW I HEMATOPOEZA Funkcje krwi: Krew jest tkanką płynną, ponieważ płynna jest istota międzykomórkowa (osocze) transport tlenu i substancji odżywczych do komórek transport CO2 i metabolitów wydalanych przez komórki transport komórek i czynników uczestniczących w procesach obronnych transport substancji regulacyjnych (np. hormonów) do komórek udział w utrzymywaniu homeostazy ustrojowej (równowaga wodno-jonowa, buforowanie płynów ustrojowych, termoregulacja) krzepnięcie Wskaźnik hematokrytu Skład osocza krwi Woda 91 92% osocze Białka: albuminy, globuliny α, β, γ (immunoglobuliny), fibrynogen 7 8% Inne substancje: 1 2% elementy morfotyczne leukocyty i płytki erytrocyty Hct = objętość elementów morfotycznych objętość krwi pełnej mężczyźni kobiety Na wartość wskaźnika hematokrytu największy wpływ ma ilość krwinek czerwonych jony (Na +, K +, Ca ++, Mg ++, Cl -, HCO 3-, PO -3 4, SO -2 4 ) produkty przemiany materii (mocznik, kwas moczowy, kreatynina, sole amonowe) substancje odżywcze (glukoza, aminokwasy, lipidy) gazy (tlen, dwutlenek węgla, azot) substancje regulacyjne (hormony, enzymy, witaminy) Surowica: osocze pozbawione fibrynogenu i czynników krzepnięcia Rozmaz krwi Elementy morfotyczne krwi Erytrocyty (krwinki czerwone) /mm 3 Leukocyty (krwinki białe) /mm 3 Trombocyty (płytki krwi) /mm 3 granulocyty Neutrofile 55-65% (obojętnochłonne) Eozynofile 2-4% (kwasochłonne) Bazofile 0.5-1% (zasadochłonne) agranulocyty Limfocyty 25-35% Monocyty 4-8% 1

2 Erytrocyty (krwinki czerwone) średnica 7,5 µm brak jądra brak organelli hemoglobina gruby glikokaliks Spośród wszystkich elementów morfotycznych, tylko erytrocyty i płytki krwi pełnią swoje funkcje w obrębie łożyska naczyniowego - leukocyty przewędrowują przez ściany naczyń do tkanek, które są terenem ich działania retikulocyt (1-2%) glikoforyna Erytrocyty utrzymują kształt dzięki obecności wewnętrznego szkieletu błonowego ankyryna aktyna białko III szczytu białko 4.2 Cukrowce glikokaliksu erytrocytów są antygenami układu AB0 fukoza galaktoza glukoza białko 4.1 N-acetyloglukozamina ANTYGEN 0 galaktoza spektryna glukoza N-acetylogalaktozamina galaktoza glukoza aktyna adducyna Białka transportowe błony: białko III szczytu transporter anionowy pompa sodowo-potasowa N-acetyloglukozamina fukoza ANTYGEN B fukoza ANTYGEN A N-acetyloglukozamina GRANULOCYTY (neutrofile, eozynofile, bazofile) zawierają dużą ilość ziarn azurochłonnych* i swoistych jądro segmentowane, nie dzielą się krótki czas życia (dni) *szczególna forma pęcherzyków hydrolazowych LEUKOCYTY AGRANULOCYTY (limfocyty, monocyty) zawierają niewielką ilość ziarn azurochłonnych jądro niesegmentowane mogą się dzielić i różnicować, długi czas życia (tygodnie lata) średnica ok. 12 µm segmentowane jądro ubogie organelle ziarnistości Zdolne do: ruchu pełzakowatego fagocytozy zabijania bakterii produkcji mediatorów regulujących reakcje immunologiczne Neutrofile fagocytują i zabijają bakterie ziarnistości Neutrofile są głównymi komórkami ostrego stanu zapalnego segmenty jądra pseudopodia 2

3 Ziarna neutrofila i ich zawartość Ziarna azurochłonne mieloperoksydaza defenzyny lizozym azurocydyna elastaza, katepsyna G Ziarna swoiste katelicydyna laktoferryna lizozym kolagenaza Ziarna trzeciorzędowe żelatynaza (kolagenaza) metaloproteinazy lizozym Pęcherzyki wydzielnicze albumina fosfataza zasadowa receptory dla dopełniacza cząsteczki adhezyjne Ruch pełzakowaty Pod wpływem czynników chemotaktycznych produkowanych przez bakterie i/lub komórki uczestniczące w procesach obronnych neutrofile (i inne leukocyty) przechodzą przez ścianę naczynia TKANKA KREW ściana naczynia (śródbłonek) a następnie migrują do źródła czynników chemotaktycznych (np. do skupiska bakterii). W przechodzeniu przez śródbłonek istotną rolę odgrywają cząsteczki adhezyjne błony komórkowej leukocyta i komórki śródbłonkowej. Etapy migracji leukocytów przez ścianę naczynia marginacja toczenie adhezja diapedeza aktywacja cukier integryna ICAM-1 selektyna 1. Pod wpływem czynników chemotaktycznych leukocyt zbliża się do ściany naczynia (marginacja); leukocyt i komórki śródbłonka ulegają aktywacji. 2. Selektyny śródbłonka wiążą reszty cukrowcowe glikokaliksu leukocyta słabe wiązanie, prąd krwi popycha leukocyt po powierzchni śródbłonka (toczenie). 3. Integryny leukocyta wiążą ICAM-1 śródbłonka silne wiązanie (adhezja). 4. Leukocyt przeciska się przez szczelinę między komórkami śródbłonka (diapedeza) Neutrofil receptor dla dopełniacza dopełniacz Dlaczego neutrofilom tak smakują bakterie? Bakteria rejon Fc przeciwciała receptor dla Fc Fagocytoza: głównie bakterii szczególnie intensywna po opłaszczeniu bakterii przeciwciałami i/lub składnikami dopełniacza (mechanizm receptorowy) Neutrofile (i inne komórki uczestniczące w nieswoistych procesach obronnych) mają tzw. receptory rozpoznające wzorzec (patogenu). Receptory te rozpoznają: specyficzne substancje obecne w ścianach bakterii i grzybów bakteryjny DNA wirusowe kwasy nukleinowe. A zatem komórki te mogą wstępnie odróżniać patogeny od elementów nieszkodliwych lub własnych struktur organizmu 3

4 Zabijanie i trawienie bakterii Defenzyny dziurawią błonę komórkową bakterii wybuch tlenowy fuzja ziarn z fagosomem zabicie bakterii trawienie bakterii System zabijania bakterii: Podobny mechanizm działania ma katelicydyna Czynniki tlenozależne mieloperoksydaza - H 2 O 2 - jony chlorkowe i jodkowe (chlorowanie i jodowanie) rodniki ponadtlenkowe i hydroksylowe (utlenianie, hydroksylacja) jądro bakterie Czynniki tlenoniezależne lizozym (trawi ściany kom. bakterii) laktoferryna (wiąże Fe, hamuje metabolizm bakterii) defenzyny katelicydyny ziarnistości fagosom glikogen Podsumowanie... Aktywacja Neutrofile zabijają bakterie nawet po swojej śmierci wybuch tlenowy rozluźnienie chromatyny Zewnątrzkomórkowa sieć neutrofila (NET neutrophil extracellular trap) DNA W trakcie zabijania bakterii neutrofile giną. Jeżeli proces zapalny jest bardzo intensywny, szczątki neutrofili i bakterii tworzą ropę Podwyższona liczba neutrofili w krwi obwodowej najczęściej świadczy o toczącym się procesie zapalnym wywołanym zakażeniem bakteryjnym Z ginących neutrofili wydostaje się rozluźniona chromatyna, tworząc gęstą zewnątrzkomórkową sieć, do której przyczepiają się antybakteryjne białka neutrofila. Bakterie złapane w tę sieć giną. śmierć i tworzenie sieci Eozynofile zabijają larwy pasożytów i współpracują z mastocytami w reakcjach alergicznych Funkcje eozynofili rdzeń limfocyt średnica ok. 15 µm dwusegmentowe jądro ubogie organelle kwasochłonne ziarna swoiste, zawierające: - MBP (główne białko zasadowe) - ECP (białko kationowe eozynofili) - EDN (eozynofilową neurotoksynę) - eozynofilową peroksydazę - enzymy hydrolityczne - cytokiny ziarna swoiste mastocyt zabijanie larw pasożytów (poprzez wydzielanie zawartości ziarn) współpraca z mastocytami i bazofilami (wpływ na wydzielanie czynników prozapalnych przez te komórki) działanie immunoregulacyjne (wydzielanie cytokin działających na limfocyty) słaba zdolność do fagocytozy słabe własności bakteriobójcze i guzobójcze 4

5 Bazofile są podobne morfologicznie i czynnościowo do mastocytów, ale stanowią odrębną populację komórek Podwyższona liczba eozynofili w krwi obwodowej jest wskaźnikiem chorób pasożytniczych i alergicznych średnica ok. 10 µm jądro segmentowe lub nie zasadochłonne ziarna swoiste zawierające: - histaminę - siarczan chondroityny - czynnik chemotaktyczny dla eozynofili receptory dla IgE Limfocyty odpowiadają za reakcje immunologiczne średnica 8 i µm ( małe i duże ) duże kuliste jądro ubogie organelle nieliczne ziarna azurochłonne Monocyty migrują do tkanek, gdzie przekształcają się w makrofagi, komórki prezentujące antygeny (dendrytyczne) lub osteoklasty Limfocyty B humoralna odpowiedź immunologiczna Limfocyty T komórkowa odpowiedź immunologiczna Limfocyty NK zabijanie antygenowo nieprawidłowych komórek Wygląd dużych limfocytów mają również krążące w krwi komórki macierzyste średnica µm nerkowate jądro dobrze rozwinięte organelle ziarna azurochłonne lizosomy zdolność do fagocytozy Płytki krwi inicjują proces krzepnięcia krwi glikogen średnica 2-4 µm brak jądra strefa obwodowa (hialomer) - mikrotubule - filamenty aktynowe mikrotubule - otwarty system kanalikowy (wpuklenia błony kom.) - zamknięty system kanalikowy (magazynuje jony Ca 2+ ) strefa centralna (granulomer) - organelle i ziarna - glikogen gruby glikokaliks hialomer granulomer Płytki krwi są bezjądrzastymi fragmentami większych komórek prekursorowych 5

6 Twory pęcherzykowe obecne w granulomerze: Płytki agregują w miejscu uszkodzenia ściany naczyniowej i wydzielają substancje uruchamiające proces krzepnięcia krwi Nazwa ziarna α ciałka gęste (ziarna δ) pęcherzyki hydrolazowe (ziarna λ) peroksysomy Zawartość czynniki krzepnięcia (V, IX, płytkowy czynnik IV), plazminogen, fibrynogen, płytkowopochodny czynnik wzrostu (PDGF), chemokiny ATP, ADP, Ca 2+, histamina, serotonina, polifosforany enzymy hydrolityczne enzymy peroksysomowe kontakt z uszkodzonym miejscem przyleganie uwalnianie zawartości ziarn agregacja utworzenie czopu płytkowego Substancje uwalniane z płytek oraz inne czynniki krzepnięcia (osoczowe, tkankowe) doprowadzają do wytworzenia skrzepu Szpik krwiotwórczy - miejsce hematopoezy Przedziały: naczyniowy hematopoetyczny Przedział naczyniowy Cienkościenne naczynia zatokowe (odmiana naczyń włosowatych): śródbłonek nieciągła blaszka podstawna komórki przydankowe (odmiana perycytów) rusztowanie z tkanki łącznej siateczkowej: włókna siateczkowe i komórki zrębowe (fibroblasty, makrofagi, mezenchymatyczne kom. macierzyste) w jego obrębie grupy dojrzewających komórek krwi i nieliczne adipocyty jednopęcherzykowe Komórki śródbłonkowe budujące ścianę naczynia tworzą doraźnie tzw. pory migracyjne dla komórek szpikowych przechodzących do krwi Przedział hematopoetyczny Komórki przydankowe regulują ten proces poprzez odsłanianie fragmentów ściany naczynia 6

7 Wszystkie komórki krwi wywodzą się z jednej komórki macierzystej Komórki o podobnej morfologii CFU - L CFU-LT CFU-LB Komórki progenitorowe Komórki różniące się morfologicznie Komórki macierzyste szpiku krwiotwórczego (można je uzyskiwać przez punkcję szpiku lub z krwi obwodowej) komórki macierzyste hemopoezy mezenchymatyczne komórki macierzyste (wchodzą w skład zrębu) Komórki macierzyste hematopoezy są od ponad 20 lat wykorzystywane w leczeniu białaczek i chłoniaków komórki progenitorowe śródbłonka przeszczep szpiku : allogeniczny autologiczny Rozmaz krwi Powstawanie erytrocytów (linia erytropoezy) proerytroblast rybosomy erytroblast zasadochłonny retikulocyty Rozmaz szpiku erytroblast polichromatofilny (wielobarwliwy) Mielogram: linia rozwojowa erytrocytów: 20% linia rozwojowa granulocytów: 65% pozostałe linie:15% erytroblast kwasochłonny hemoglobina (erytrocyty zawierające skupiska rybosomów; najmłodsza forma erytrocytów w krwi) 7

8 mieloblast Powstawanie granulocytów (linia granulopoezy) Różnicujące się komórki linii erytropoezy często grupują się wokół makrofagów promielocyt (wytwarzanie ziarn azurochłonnych) mielocyty (wytwarzanie ziarn swoistych) metamielocyty (wytwarzanie ziarn żelatynazowych w linii neutrofili) młody neutrofil (forma pałeczkowata) a komórki linii granulopoezy wokół adipocytów Powstawanie płytek krwi (linia trombopoezy) megakarioblast (endomitozy) Megakariocyt do 100 µm do 64 n płatowate jądro obszary: - okołojądrowy (organelle) - pośredni (błony demarkacyjne) - zewnętrzny (mikrofilamenty) promegakariocyt (endomitozy) megakariocyt uwalnianie płytek krwi błony demarkacyjne (głębokie wpuklenia błony komórkowej) Niektóre czynniki wpływające na hemopoezę (SCF) Białaczki: nowotworowy rozrost prekursorów komórek krwi (różnych linii) 8