Krew DR MAGDALENA MARKOWSKA ZAKŁAD FIZJOLOGII ZWIERZĄT, INSTYTUT ZOOLOGII WYDZIAŁ BIOLOGII, UNIWERSYTET WARSZAWSKI
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.
Budowa krwi surowica skrzep krwi
Elementy morfotyczne Erytrocyty Leukocyty erytrocyty neutrofil bazofil eozynofil limfocyty (T i B) monocyty granulocyty limfocyt obojętnochłonne kwasochłonne monocyt zasadochłonne Trombocyty trombocyty
Elementy morfotyczne Elementy morfotyczne płytki leukocyty erytrocyty
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
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
Funkcje krwi Transportowa - gazy - składniki odżywcze - metabolity - hormony Regulacyjna - temperatura - ph - objętości krwi Ochronna - krzepnięcie - odporność
Skład gazowy powietrza
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.
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.
Transport gazów hemocyjanina hemoerytryna
Hemoglobina (Hb) hemoglobina hem
Transport O 2 Hemoglobina 4 łańcuch białka (globiny) 4 grupy hemu 4 atomy żelaza
Erytrocyty człowiek http://www.3dham.com/animal/bloodcompare.html 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
Erytrocyty człowiek gołąb żółw żaba ryba http://www.3dham.com/animal/bloodcompare.html
Krzywa wysycenia Hb (krzywa wysycenia hemoglobiny tlenem) procent wysycenia hemoglobiny O 2 ciśnienie parcjalne O 2 [mmhg]
Krzywa wysycenia Hb a temperatura procent wysycenia hemoglobiny O 2
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,
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
Transport CO 2 (płuca) pęcherzyk (rozpuszczony w osoczu) ANHYDRAZA WĘGLANOWA KARBAMINIAN Hb Cl trans porto wany z białk ami (rozpuszczony w osoczu) osocze
Transport CO 2 Całkowity CO 2 w krwi osocze karbaminian Hb
Krzywa wysycenia Hb a CO 2 procent wysycenia hemoglobiny O 2 ciśnienie parcjalne O 2 [mmhg]
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]
Erytropoeza Szpik kostny (czerwony) jądro komórkowe proerytroblast erytroblasty erytroblast retikulocyt erytrocyt Stadia obejmujące podziały komórek Stadia dojrzewania
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
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
Wchłanianie żelaza
Przemiany Hb
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)
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.
Hipoksja na wysokości 2, 3 difosfoglicerynian
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
Hb u gęsi tybetańskiej Scott 2011
Azot (N 2 ) pęcherzykowa wymiana gazowa płuca ciśnienie wody krew
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.
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
Transport tłuszczów z jelita synteza w wątrobie z wątroby
Funkcja regulatorowa Utrzymanie właściwej TEMPERATURY ciała rozprowadzanie i odprowadzanie ciepła
Funkcja regulatorowa Utrzymanie właściwego ph ciała funkcja buforowa 3 układy buforujące: - wodorwęglany - hemoglobina i białka osocza - fosforany
Regulacja ph
Funkcja regulatorowa Utrzymanie względnie stałej OBJĘTOŚCI krwi rezerwuar wody dla ciała Funkcję tę pełnią albuminy i białka, które utrzymują ciśnienie osmotyczne (onkotyczne) krwi.
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
Funkcja ochronna Odporności poświęcony zostanie jeden wykład
Dziękuję