Układ krwionośny dr Magdalena Szuplewska

Układ krwionośny 20-10-2018 dr Magdalena Szuplewska

Do czego potrzebny jest układ krążenia? Komórki ciała wymagają stałego zaopatrzenia w związki odżywcze i odbierania zbędnych produktów przemiany materii. U małych organizmów sposobem transportu jest prosta dyfuzja czyli spontaniczny ruch cząsteczek zgodny z gradientem ich stężenia. Tempo dyfuzji = mikrometr/milisekunda U dużych organizmów musi być układ transportu substancji, który zapewnia: Szybkość; Docelowość; Możliwość regulacji i kontroli. U człowieka układ krążenia: zamknięty układ krwionośny i otwarty układ limfatyczny.

Budowa układu krążenia 1. Układ krwionośny: Naczynia krwionośne: tętnice, naczynia włosowate, żyły Serce 2. Układ limfatyczny: Naczynia limfatyczne Migdałki Węzły i narządy chłonne

Układ limfatyczny Płyn tkankowy = międzykomórkowy - skład podobny do osocza krwi - dostarcza do komórek ciała substancje odżywcze (aa, glukoza), sole mineralne, tlen, a odbiera dwutlenek węgla i produkty przemiany materii Limfa (chłonka) limfocyty, białka, tłuszcze, fibrynogen Naczynia limfatyczne węzły, grudki chłonne przewody chłonne (prawy i piersiowy)

Narządy układu limfatycznego Naczynia limfatyczne podobny schemat budowy do żył Szpik kostny Grasica Śledziona Migdałki Wyrostek robaczkowy Grudki chłonne Węzły chłonne

Funkcje układu krwionośnego Transport substancji odżywczych z układu pokarmowego do komórek ciała; Transport tlenu z narządów oddechowych do komórek ciała; Transport zbędnych metabolitów z komórek ciała do narządów wydalniczych; Transport hormonów z gruczołów wydzielania wewnętrznego do tkanek docelowych; Udział w utrzymaniu równowagi składu płynów ustrojowych; Ochrona organizmu przed inwazją mikroorganizmów chorobotwórczych; Udział w rozprowadzaniu ciepła wewnątrz organizmu; Udział w utrzymaniu odpowiedniego ph.

Układ krążenia w liczbach W organizmie dorosłego człowieka krąży około pięciu, sześciu litrów krwi, co wynosi około 8% ciężaru ciała. Serce ma rozmiar zbliżony do zaciśniętej pięści. Potrzeba 28 skurczów serca, aby cała krew przepłynęła przez organizm jeden raz. Jednorazowy obieg krwi trwa 23 sekundy. W ciągu życia człowieka serce uderza ok. 2,5 mld razy i przepompowuje ok. 300 mln litrów krwi. Przeciętnie, we krwi dorosłego człowieka krąży ok. 30 bilionów erytrocytów. Długość naczyń włosowatych w ciele człowieka to ok. 96 000 km. Krew przechodząc z serca do mózgu wznosi się o ok. 35 cm, co wymaga wzrostu ciśnienia o ok. 27 mmhg.

Naczynia krwionośne tętnice i żyły Ściany tętnic i żył zbudowane są z trzech warstw: 1. Warstwa tkanki łącznej 2. Warstwa mięśni gładkich 3. Śródbłonek (nabłonek 1-warstwowy)

Naczynia krwionośne tętnice i żyły Wyrzucana z serca krew trafia do tętnic, które rozprowadzają ją do wszystkich części ciała. Ściany tętnic są mocne i elastyczne, ponieważ zawierają grubą warstwę tkanki łącznej, z licznymi włóknami elastycznymi oraz rozbudowaną warstwę mięśni gładkich. Naczynia tętnicze o dużej średnicy stopniowo rozgałęziają się na coraz cieńsze tętnice i tętniczki, aż w końcu przechodzą w naczynia włosowate. Z sieci naczyń włosowatych krew trafia do żył, którymi płynie pod niewielkim ciśnieniem w kierunku serca. Dlatego ściany żył są cienkie, z niezbyt wyraźną warstwą mięśni gładkich I nielicznymi włóknami sprężystymi w tkance łącznej.

Zastawki W dużych żyłach występują zastawki, których zadaniem jest zapobieganie cofaniu się strumienia krwi, szczególnie w tych naczyniach żylnych, w których krew płynie ku górze.

Żylaki

Naczynia włosowate Sieć naczyń włosowatych przenika wszystkie narządy wewnętrzne, i jest najbardziej rozbudowana w narządach o dużej aktywności metabolicznej, np. w wątrobie, nerkach. Wypełnienie krwią całego systemu naczyń włosowatych jest zależne od potrzeb. Ściany naczyń włosowatych są zbudowane jedynie z pojedynczej warstwy nabłonka płaskiego, tzw. śródbłonka. Naczynia włosowate są jedyną częścią układu krwionośnego, w której zachodzi wymiana składników między krwią a wnętrzem komórek i płynem międzykomórkowym.

Sieć naczyń włosowatych Poza typowym systemem: tętnica naczynia włosowate żyła, w organizmie są inne połączenia naczyń krwionośnych.

Sieć naczyń włosowatych Poza typowym systemem: tętnica naczynia włosowate żyła, w organizmie są inne połączenia naczyń krwionośnych. Układ wrotny (np. wątroba): Tętnica naczynia włosowate żyła wrotna naczynia włosowate żyła

Sieć naczyń włosowatych Poza typowym systemem: tętnica naczynia włosowate żyła, w organizmie są inne połączenia naczyń krwionośnych. Układ wrotny (np. wątroba): Tętnica naczynia włosowate żyła wrotna naczynia włosowate żyła Sieć dziwna (np. nefron): Tętnica naczynia włosowate tętnica naczynia włosowate żyła.

Rodzaj naczynia Cechy charakterystyczne Kierunek przepływu krwi Zastawki Tętnica Bardzo elastyczne Duża średnica Od komór serca nie Tętniczka Bogate unerwienie, gruba warstwa mięśni Przez tkanki i narządy nie Naczynie włosowate Cienkie, przepuszczalne ściany z jednej warstwy nabłonka W sąsiedztwie komórek organizmu nie Żyłka Cienkie ściany Przez tkanki i narządy Żyła Mało elastyczne Duża średnica Do przedsionków serca nie tak

Krążenie krwi Duży krwiobieg - obieg ustrojowy: lewa część serca aorta tętnice ciało żyły prawa część serca P L

Krążenie krwi Mały krwiobieg - obieg płucny: prawa część serca pień płucny tętnice płucne płuca żyły płucne lewa część serca P L

Krążenie krwi Pod względem czynnościowym serce dzielimy na dwie części: prawa część pompuje krew odtlenowaną, a lewa część utlenowaną.

Krążenie krwi Najwyższe stężenie tlenu (żyła płucna)

Krążenie krwi Najwyższe stężenie tlenu (żyła płucna) Najwyższe stężenie dwutlenku węgla (żyła główna)

Serce Krążenie wieńcowe

Cykl pracy serca

Serce 1. Serce człowieka zbudowane jest z dwóch przedsionków i dwóch komór. Między przedsionkami i komorami znajdują się zastawki, a między komorami przegrody. 2. Serce jest zbudowane ze specyficznej tkanki mięśniowej: tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej serca, która cechuje się zdolnością do samorzutnych skurczów. Dzięki specyficznej budowie i ścisłym połączeniom między komórkami możliwe jest błyskawiczne przekazywanie impulsu nerwowego. 3. Rozrusznikami serca są węzły: zatokowo-przedsionkowy i przedsionkowokomorowy. Każde uderzenie jest inicjowane w rozruszniku zatokowoprzedsionkowym, w prawym przedsionku. 4. Z niego specjalnymi komórkami mięśniowymi zwanymi włóknami Purkiniego, impuls dociera do obu komór.

Rytm pracy serca Serce kurczy się około 75 razy na minutę. W sytuacjach związanych z wysiłkiem fizycznym lub stresem jego rytm jest przyspieszony. Badanie elektrokardiograficzne (EKG) Wraz z falą skurczu przez sąsiadujące tkanki aż do powierzchni ciała przepływa pobudzenie elektryczne. Jest ono rejestrowane w postaci zapisu EKG.

Regulacja pracy serca Pierwszy ton serca zamykanie się zastawek przedsionkowokomorowych, początek skurczu komór. Drugi ton serca zamykanie się zastawek półksiężycowatych, początek rozluźnienia komór. Ośrodek regulacji pracy serca w rdzeniu przedłużonym Adrenalina przyspiesza akcję serca; Gorączka przyspiesza akcję serca; Wychłodzenie zwalnia akcję serca.

Tętno i ciśnienie krwi Tętno pulsujący ruch ścian naczyń krwionośnych wywołany pulsacyjnym wyrzutem krwi z komór serca. Odpowiada rytmowi pracy serca. Pomiar tętna w tętnicach powierzchniowych: promieniowej (nadgarstek pomiar typowy), szyjnej zewnętrznej (osoby nieprzytomne), ramiennej. Badanie systemowe symetrycznie dla obu części ciała. Prawidłowa wartość tętna w spoczynku: u dzieci: 100/min u młodzieży: 85/min u dorosłych: 70/min Wartość tętna maksymalnego (w trakcie wysiłku) = 220 minus wiek (w latach) Dla osoby, która nie uprawia sportu = 60-80% tętna maksymalnego Wypalenie papierosa przyspiesza o 5-10

Ciśnienie krwi Ciśnienie krwi ciśnienie, jakie panuje w głównych naczyniach krwionośnych organizmu. Powstaje w wyniku ciągłej pracy serca i jest miarą nacisku przepływającej krwi na ściany naczyń krwionośnych. U młodych, dorosłych osób ciśnienie krwi w aorcie lub tętnicy ramiennej wynosi w spoczynku 120/70 mmhg. Zgodnie z zaleceniami WHO granicą normy jest 139 mmhg dla ciśnienia tętniczego skurczowego 89 mmhg dla ciśnienia tętniczego rozkurczowego. Na wartość ciśnienia krwi wpływa: Dieta Spożycie soli (max 5 g dziennie) Zażywanie popularnych leków przeciwbólowych Używki: alkohol, papierosy, kawa Długotrwałe stosowanie leków (np. sterydów) Gospodarka hormonalna (nerki, tarczyca, nadnercza)

Układ bodźcowo-przewodzący

Układ bodźcowo-przewodzący Węzeł zatokowo-przedsionkowy Węzeł przedsionkowo-komorowy (pęczek Hisa) Włókna Purkiniego

Zadanie 1. (1 pkt) Na rysunku przedstawiono schemat budowy serca człowieka. W tabeli przedstawiono trzy kolejne fazy pracy serca w czasie jednego cyklu. Na podstawie schematu budowy serca oraz informacji w tabeli przyporządkuj po jednym z poniższych opisów kierunku przepływu krwi (A, B, C, D) do wyróżnionej fazy pracy serca (I, II, III). A. Nowa porcja krwi napływa do serca. B. Krew z przedsionków napływa do komór. C. Krew z komór przepływa do przedsionków. D. Krew z komór wypływa z serca. Faza I B Faza II D Faza III A

Zadanie 2. (2 pkt) Serce, wyizolowane z organizmu człowieka, np. przeznaczone do transplantacji, nadal kurczy się rytmicznie, jeżeli zostanie umieszczone w odpowiednich warunkach. Odpowiada za to układ bodźcowo-przewodzący, zbudowany ze zmodyfikowanych włókien mięśniowych serca. Na schemacie przedstawiającym budowę serca opisano elementy układu bodźcowo- -przewodzącego. a) Zaznacz, który z elementów opisanych na rysunku pełni funkcję nadrzędną w układzie bodźcowo-przewodzącym serca. A. węzeł zatokowo-przedsionkowy B. węzeł przedsionkowo-komorowy C. pęczek przedsionkowo-komorowy b) Wyjaśnij, dlaczego działanie układu bodźcowo-przewodzącego zapewnia pracę serca umieszczonego poza organizmem człowieka.

Zadanie 3. (1 pkt) W tabeli przedstawiono dane dotyczące czasu trwania faz pracy komór serca człowieka przy normalnym oraz przyspieszonym tętnie. Na podstawie danych z tabeli określ, na czym polega zmiana w pracy komór serca, gdy tętno jest przyspieszone.

Zadanie 4. (1 pkt) Zaznacz dwie odpowiedzi, które mogą być poprawnym dokończeniem poniższego zdania. Podobieństwem w budowie tętnic i żył jest: A. obecność zastawek. B. trójwarstwowość ścian. C. jednakowy kształt przekroju. D. obecność śródbłonka. E. jednakowa grubość mięśniówki.

Zadanie 5. (1 pkt) W tabeli przedstawiono charakterystykę naczyń krwionośnych: tętnic, żył, aorty i naczyń włosowatych, uwzględniającą przekrój naczynia, panujące w nim ciśnienie i prędkość przepływu krwi. Ustal, który zbiór danych (A D) jest charakterystyczny dla żył. Swój wybór uzasadnij, uwzględniając przynajmniej dwa parametry.

Zadanie 6. (2 pkt) W tabeli przedstawiono antygeny grupowe poszczególnych grup krwi człowieka i odpowiednie przeciwciała znajdujące się w osoczu krwi. Na podstawie podanych informacji uzupełnij poniższą tabelę.

Układ AB0

Zadanie 7. (1 pkt) Wyróżnia się 4 podstawowe grupy krwi: A, B, AB i 0. W błonach erytrocytów warunkujących wystąpienie danej grupy krwi są odpowiednio antygeny A lub B, albo A i B lub nie ma żadnych antygenów. Stwierdzono, że w surowicy krwi nigdy nie występują przeciwciała skierowane przeciwko własnym antygenom. Przy niewłaściwym przetoczeniu krwi antygeny dawcy wywołują reakcję przeciwciał polegającą na zlepianiu się obcych krwinek (aglutynacja). Do dwóch probówek: pierwszej z surowicą krwi A i drugiej z surowicą krwi B dodano niewielką ilość krwi o nieznanej grupie. W obu probówkach nic się nie zmieniło (brak aglutynacji). Podaj grupę krwi, którą dodano do obu probówek

Zadanie 8. (2 pkt) Częstość występowania grup krwi jest różna w różnych populacjach. Kilka przykładów zawarto w poniższej tabeli. Na jednym układzie współrzędnych w formie diagramu słupkowego zobrazuj porównanie częstości występowania poszczególnych grup krwi u Finów i Eskimosów. PRACA DOMOWA

Zadanie 9. (2 pkt) Warunki wysokogórskie, charakteryzujące się szczególnie niskim ciśnieniem atmosferycznym i obniżonym ciśnieniem parcjalnym tlenu, są przyczyną występowania tzw. górskiego typu adaptacyjnego u ludzi stale mieszkających na tych obszarach. Występują u tych osób charakterystyczne cechy morfologiczno-fizjologiczne, których przykłady zamieszczono poniżej. Cechy adaptacyjne ludzi żyjących w warunkach wysokogórskich w porównaniu z cechami ludzi mieszkających na nizinach to: A. większy udział szpiku czerwonego w kościach, B. większe stężenie hemoglobiny w erytrocytach, C. zwiększona częstotliwość oddechów, D. większa pojemność płuc, E. szybsze tętno. Spośród wymienionych cech (A E) wybierz jedną związaną z funkcjonowaniem układu krwionośnego i jedną związaną z funkcjonowaniem układu oddechowego. Uzasadnij znaczenie adaptacyjne każdej z tych cech do życia ludzi w warunkach wysokogórskich.

Układ odpornościowy 20-10-2018

Elementy układu odpornościowego Układ odpornościowy (immunologiczny) chroni organizm przed wywołującymi choroby patogenami oraz toksynami. Składa się z: układu limfatycznego + leukocytów + cytokin Jego aktywacja jest rezultatem kombinacji dwóch czynników: identyfikacji komórek swoich/obcych; odbierania sygnałów od komórek uszkodzonych.

Tkanka łączna płynna krew i limfa Są to tkanki, które umożliwiają komunikację i współdziałanie pomiędzy różnymi częściami ciała. Składają się z wyspecjalizowanych komórek rozproszonych w substancji międzykomórkowej. Krew składa się z elementów morfotycznych: erytrocytów, leukocytów, płytek krwi zawieszonych w osoczu płynnym, bezkomórkowym składniku krwi (substancji międzykomórkowej), będącym odpowiednikiem macierzy pozakomórkowej.

Tkanka łączna krew i limfa

Tkanka łączna krew i limfa Układ limfatyczny jest otwartym systemem naczyń limfatycznych, którymi płynie limfa, zawierająca przesącz płynu tkankowego oraz limfocyty. Limfa odprowadzana jest naczyniami limfatycznymi do układu krwionośnego (do żył). Płyn tkankowy zapewnia ciągłość środowiska, umożliwia przenoszenie substancji odżywczych do komórek oraz odprowadzenie z komórek azotowych produktów przemiany materii. Limfa: 1. Transportuje tłuszcze; 2. Płyn odżywczy w miejscach gdzie nie dochodzą naczynia krwionośne (rogówka oka); 3. Uruchamia mechanizmy odpornościowe w przypadku inwazji drobnoustrojów.

Układ limfatyczny Płyn tkankowy = międzykomórkowy - skład podobny do osocza krwi - dostarcza do komórek ciała substancje odżywcze (aa, glukoza), sole mineralne, tlen, a odbiera dwutlenek węgla i produkty przemiany materii Limfa (chłonka) limfocyty, białka, tłuszcze, fibrynogen Naczynia limfatyczne węzły, grudki chłonne przewody chłonne (prawy i piersiowy)

Narządy układu limfatycznego Naczynia limfatyczne podobny schemat budowy do żył Szpik kostny Grasica Śledziona Migdałki Wyrostek robaczkowy Grudki chłonne Węzły chłonne

Tkanka kostna Szpik czerwony erytrocyty, leukocyty, płytki krwi

Grasica - dobrze rozwinięta u dzieci, potem zanika - narząd dokrewny wytwarza hormony: tymozynę i tymulinę - dojrzewanie limfocytów T GRASICA Tymulina Pobudza wytwarzanie limfocytów; Wytwarzanie interferonu Tyrozyna Pobudza powstawanie i przyspiesza dojrzewanie limfocytów; Hamuje przewodzenie impulsów nerwowych do mięśni Kontroluje wytwarzanie interferonu przez limfocyty

Narządy układu limfatycznego Naczynia limfatyczne Szpik kostny Grasica Śledziona Migdałki Wyrostek robaczkowy Grudki chłonne Węzły chłonne -Tkanka łączna siateczkowa - prezentacja i rozpoznanie antygenu - namnażanie limfocytów B - produkcja erytrocytów (okres płodowy życia) - magazynowanie krwi

Patogeny Patogeny to organizmy (czynniki) chorobotwórcze: wirusy, bakterie, grzyby i protisty. Różne czynniki chorobotwórcze są groźne w różnym stopniu: różna zdolność transmisji od osoby do osoby; różna droga transmisji; różna siła wirulencji (siła zniszczeń u chorego). Przeziębienie: wirus o silnej transmisji ale małej wirulencji; HIV: średnia zdolność do transmisji, wysoka wirulencja. Antygeny obce ciała i substancje chemiczne, które po wniknięciu do organizmu wywołują reakcję układu odpornościowego

Odporność nieswoista i swoista Odpowiedź immunologiczna to proces rozpoznawania obcych lub niebezpiecznych makrocząsteczek oraz reakcja w celu ich wyeliminowania. Odporność nieswoista niezwiązana z rodzajem czynnika chorobotwórczego. Jest wrodzona i taka sama u wszystkich ludzi. Chroni przed: mikroorganizmami, pasożytami, niektórymi toksynami, lekami i komórkami nowotworowymi.

Odporność swoista skierowana przeciwko konkretnemu patogenowi. Jest uaktywniana po kontakcie z tym patogenem, wytwarza się w sposób nabyty i indywidualny. Ma charakter nabyty adaptacyjny. Tworzy pamięć immunologiczną.

Odpowiedź nieswoista Są to bariery, które utrudniają lub uniemożliwiają wniknięcie zarazka lub pasożyta do organizmu. Integralność powłok ciała Fagocytoza Enzymy w wydzielinach Bakterie na powierzchni ciała

Bariery odporności nieswoistej

Skóra jako skuteczna bariera Skóra jest najważniejszą barierą chroniącą nasze ciało przed wnikaniem patogenów, dzięki temu, że: 1. ma zwartą strukturę; 2. jest odbudowywana po uszkodzeniach; 3. ma kwaśne ph (5,0-6,0) na powierzchni (obecność bakterii mlekowych); 4. pot zawiera substancje bakteriobójcze (lizozym, dermicydynę) i przeciwciała. Dlatego patogeny wnikają przez te powierzchnie ciała, na których nie ma skóry, a wilgotna powierzchnia sprzyja przyleganiu: błona śluzowa układu pokarmowego, oddechowego, wydalniczego, rozrodczego, oczy i uszy. Niezbędne są dodatkowe zabezpieczenia: śluz, łzy, ślina, wosk, sok żołądkowy i mechanizmy usuwania patogenów: wymioty, kaszel, kichanie, wydalanie, wypróżnianie oraz konkurencja ze strony bakterii żyjących w naszym ciele.

Ślina, łzy, wosk w uszach i śluz Łzy nawilżają gałkę oczną usuwając zanieczyszczenia, zawierają lizozym o właściwościach bakteriobójczych. Ślina zawiera lizozym, ponadto zabiera bakterie z jamy ustnej do żołądka, gdzie są niszczone przez sok żołądkowy. Nawilża delikatne ścianki jamy ustnej i wargi, dzięki czemu nie wysuszają się i nie pękają, co chroni je przed inwazją patogenów. Wosk w uszach zatrzymuje małe drobinki i mikroorganizmy. Śluz na powierzchniach błon śluzowych zatrzymuje mikroorganizmy nie pozwalając im wniknąć do wnętrza komórek. Często są one usuwane razem ze śluzem dzięki rzęskom nabłonka oraz przy kaszleniu i kichaniu.

Kwaśne ph i bakterie mlekowe Kwaśne ph soku żołądkowego jest wystarczające do zabicie większości mikroorganizmów. Jedyną bakterią, która skutecznie go unika jest Helicobacter pylori wywołująca owrzodzenia. Kwaśne ph w pochwie, jest słabsze, ale wystarczające do zabijania patogenów. Utrzymywanie kwaśnego ph jest możliwe dzięki bakteriom mlekowym Lactobacillus, prowadzącym fermentację mlekową. Kwaśne ph moczu, zależy od jego składu (nie ma związku z bakteriami), jest wystarczające do usuwania i zabijania bakterii. Żurawina obniża ph moczu. Wymioty, biegunka- możliwie szybkie usuwanie patogenów z układu pokarmowego.

Komórki żerne Makrofagi największe krwinki. Krążą we krwi lub patrolują tkanki, Pochłaniają bakterie (fagocytoza) i kompleksy antygen-przeciwciało Neutralizują enzymami z lizosomów, Uwalniają cytokiny. Usuwają własne komórki: stare, martwe, zainfekowane. Wydzielają czynniki pobudzające syntezę nowych krwinek. Limfocyty NK niszczą komórki nowotworowe oraz komórki zakażone wirusami. Stres obniża liczbę tych komórek, co może sprzyjać powstawaniu nowotworów. Komórki żerne występują w węzłach chłonnych, śledzionie, wątrobie, na powierzchni pęcherzyków płucnych, w mózgowiu.

Komórki NK (ang.natural killer) Komórki NK są podtypem limfocytów. Niszczą komórki nowotworowe i komórki zakażone wirusami. Rozpoznają charakterystyczne zmiany w strukturze błony komórkowej zmienionych komórek. Działają niespecyficznie. Nie prowadzą fagocytozy, wydzielają związki chemiczne, które niszczą błonę komórkową komórek docelowych. Po przedziurawieniu błony, następuje zniszczenie jądra komórkowego i śmierć komórki. Wydzielają związki wzmacniające reakcję zapalną.

Tkanka łączna elementy morfotyczne krwi Granulocyty Duże, wielopłatowe jądro komórkowe Ziarnistości w cytoplazmie zawierające substancje aktywne Podział w oparciu o różne barwienie w preparatach histologicznych, co ma związek z ich funkcją 1. Kwasochłonne (eozynofile) Zaangażowane w reakcje alergiczne i zwalczanie pasożytów 2. Zasadochłonne (bazofile) Zaangażowane w reakcje alergiczne Wydzielają histaminę i heparynę 3. Obojętnochłonne (neutrofile) Główne komórki pożerające bakterie Oczyszczają zranione i zainfekowane tkanki Powstaje ropa Zdolność do fagocytozy

Interferony Wydzielane przez komórki ciała zarażone przez wirusy lub inne patogeny (niektóre bakterie, grzyby i pierwotniaki) oraz limfocyty T. Dyfundują do sąsiednich, zdrowych komórek i stymulują je do wydzielania związków zabezpieczających przed infekcją wirusową. Hamują replikację wirusów; Stymulują komórki antywirusowe (limfocyty NK); Stymulują makrofagi do niszczenia zarażonych komórek. Stosowane w leczeniu niektórych chorób wirusowych. Interferon beta leczy żółtaczkę typu B i wirusową białaczkę.

Układ dopełniacza Cytokiny mogą aktywować układ dopełniacza, który dopełnia działanie innych mechanizmów obronnych. Obejmuje on ponad 20 białek obecnych w surowicy i innych płynach ciała. Działanie białek dopełniacza nie jest swoiste i obejmuje: Lizę wirusów, bakterii i innych komórek; Opłaszczenie drobnoustrojów, co ułatwia ich pochłanianie przez komórki fagocytujące; Przyciąganie białych krwinek do miejsc zakażenia; Wzmacnianie reakcji zapalnej.

Układ dopełniacza

Trzy ważne cechy: Odpowiedź swoista 1. Rozpoznaje i kieruje się przeciwko specyficznym patogenom i/lub substancjom. 2. Ma pamięć, pozwalającą na zachowanie informacji po poprzednim kontakcie z patogenem i inicjacji szybkiej odpowiedzi przy późniejszej inwazji tego samego patogenu. 3. Ochrania całe ciało. Tworzy mechanizmy ogólnoustrojowe, działające w całym organizmie, nie tylko w miejscu infekcji.

Odpowiedź swoista Istotą jest rozpoznanie antygenu. Antygen każda cząsteczka rozpoznawana w sposób specyficzny przez układ odpornościowy organizmu, wywołująca jego reakcję. Antygenem mogą być: Cząsteczki różnych związków chemicznych; Cząsteczki dużych białek i polisacharydów; Cząsteczki na powierzchni wirusów, bakterii, pasożytów; Toksyny bakteryjne; Metabolity pasożytów. Wyjątkowo! Własne cząsteczki organizmu. Uwaga! Antygen musi być odsłonięty i dostępny dla układu odpornościowego. Materiał genetyczny wirusa wewnątrz komórki gospodarza nie jest dostępny, nie jest rozpoznawany jako antygen!

Białka MHC Białka na powierzchni komórek, odrębne u każdej osoby. Zmienione w komórkach nowotworowych i uszkodzonych. Własne markery MHC- główny kompleks zgodności tkankowej (antygeny zgodności tkankowej, antygeny transplantacyjne) Wykorzystywane do reakcji prezentacji antygenu. Odróżniają własne komórki od obcych (przeszczepy!). Są komórkowym odciskiem palców.

Inicjacja odpowiedzi swoistej Aktywacja limfocytów B i T wymaga udziału: 1. komórki prezentującej antygen (makrofaga) 2. komórki pomocniczej (limfocyt Th).

Wszystkie typy limfocytów rozwijają się z komórek obecnych w szpiku kostnym. Limfocyty B dojrzewają w szpiku kostnym osoby dorosłej, a limfocyty T w grasicy. Wiele dojrzałych limfocytów rezyduje w obwodowych narządach limfatycznych: śledzionie, węzłach chłonnych, migdałkach i in.

Limfocyty B Z limfocytów B w wyniku dojrzewania powstają komórki plazmatyczne, produkujące swoiste przeciwciała i wydzielające je do krwi, limfy i płynu tkankowego. Komórka plazmatyczna wydziela do 2000 cząsteczek przeciwciał na 1 sekundę i po kilku dniach ginie. Przeciwciała wiążąc odpowiednie antygeny, neutralizują je lub znakują do zniszczenia. Jest to jeden z najważniejszych chemicznych mechanizmów obrony organizmu. Przeciwciała są skuteczne w niszczeniu wirusów, bakterii i obcych cząsteczek rozpuszczonych we krwi lub w limfie.

Przeciwciała Przeciwciała są przestrzennie dopasowane do cząsteczek antygenów na komórkach patogenów. 1 ramiona (tzw. Fab), wiązanie antygenu 2 podstawa (tzw. Fc), funkcja efektorowa 3 łańcuch ciężki (na rys. niebieski) 4 łańcuch lekki (na rys. zielony) 5 miejsce wiązania antygenu 6 region zawiasowy

Klasy przeciwciał IgA - Immunoglobuliny wydzielnicze (składnik np. śliny, łez, mleka i in.). Odgrywają rolę w mechanizmach odpornościowych w obrębie błon śluzowych przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, układu moczowopłciowego, zapobiegają kolonizacji patogenów. W mleku zapewniają odporność noworodkowi. IgD - Działanie niezbyt dokładnie zbadane. Odgrywają rolę jako receptory dla antygenów na komórkach B. IgE - Odpowiedzialne za reakcje alergiczne (typu natychmiastowego). Powodują uwalnianie histaminy. Odgrywają rolę w zwalczaniu pasożytów. IgG Podstawowa klasa immunoglobulin. Przenikają przez łożysko, aktywują układ dopełniacza i samodzielnie neutralizują toksyny. IgM - Immunoglobuliny pierwszego rzutu - wydzielane we wczesnych stadiach odporności zależnej od limfocytów B, eliminują patogeny zanim zostaną wyprodukowane wystarczające ilości IgG. Aglutynują krwinki w układzie AB0.

Przeciwciała wiążą te antygeny, które na początku odpowiedzi aktywowały limfocyt B. Niektóre aktywowane limfocyty B nie dojrzewają w kierunku komórek plazmatycznych ale przekształcają się w długo żyjące limfocyty B pamięci, które utrzymują produkcję małych ilości przeciwciał jeszcze długo po opanowaniu zakażenia.

Antygen-Przeciwciało Antygeny są rozpoznawane przez białka: przeciwciała (produkowane przez limfocyty B) Każde przeciwciało ma cztery łańcuchy białkowe: dwa zmienne i dwa stałe. Zasada: Przestrzenne dopasowanie cząsteczek! Jest to możliwe dzięki unikalnej sekwencji regionów zmiennych cząsteczki przeciwciała.

Efekt rozpoznania antygenu Po rozpoznaniu antygenu przez przeciwciała powstają kompleksy, które są usuwane z krwiobiegu na drodze: 1. neutralizacji; 2. aglutynacji; 3. opsonizacji. Ostatecznie kompleksy te są usuwane dzięki fagocytozie przez makrofagi. Aglutynacja uniemożliwia wnikanie komórek patogenów do wnętrza ciała.

Pamięć immunologiczna Po aktywacji limfocytów B powstają dwie frakcje specyficznych komórek: 1. Komórki pamięci 2. Plazmocyty

Limfocyty T Limfocyty T wędrują do miejsc infekcji i atakują komórki zakażone przez drobnoustroje, a także wszelkie obce komórki, wprowadzone np. przez przeszczep tkanek czy narządów. Niszczą także komórki własne zmienione w wyniku mutacji (nowotworowe). Niszczą komórki ludzkie zanim uda im się wypuścić nowe bakterie lub wirusy do krwioobiegu. Są skuteczne przeciwko pasożytom, bakteriom, wirusom, grzybom, komórkom nowotworowym i komórkom obcym (też po przeszczepach).

Limfocyty T cytotoksyczne Rozpoznają i niszczą własne komórki, w których rozwija się patogen. Komórki zarażone wbudowują w błonę komórkową fragment białka np. wirusa, co jest sygnałem, że tę komórkę należy zniszczyć. Wydzielają białka - perforyny, które dziurawią błonę komórkową i enzymy - granzymy, które niszczą atakowaną komórkę.

Limfocyty T pomocnicze (helperowe) W odpowiedzi na aktywację przez określony antygen, limfocyt T pomocniczy dzieli się mitotycznie tworząc klon komórek rozpoznających ten sam antygen. Komórki te potrafią wydzielać cytokiny pobudzające inne limfocyty i makrofagi, komórki NK, komórki B i granulocyty. Są istotnym połączeniem między różnymi typami reakcji obronnych. Są miejscem rozwoju wirusa HIV utrata odporności!

Odpowiedź immunologiczna

Odpowiedź swoista 1. Humoralna (limfocyty B, przeciwciała) 2. Komórkowa (limfocyty T)

Immunizacja naturalna i sztuczna, bierna i czynna Odporność naturalna nabyta w sposób naturalny, w trakcie życia człowieka. bierna przeciwciała przekazane przez matkę czynna wytworzenie własnych przeciwciał po zetknięciu z antygenem Odporność sztuczna nabyta po ingerencji medycznej, bierna podanie gotowych przeciwciał (surowica) pożyczona. czynna podanie antygenu (szczepionka) Sposób nabycia odporności: naturalna/sztuczna Źródło pochodzenia odporności: bierna/czynna

Surowica a szczepionka Surowica Szczepionka Zastosowanie Zagrożenie życia, nagły i gwałtowny rozwój infekcji Profilaktyka, zgodnie z kalendarzem szczepień Zawartość Aktywne przeciwciała Antygen (cały patogen, fragment osłonki itp.) Działanie Natychmiastowe unieszkodliwienie antygenu Rodzaj reakcji Bierna Czynna Pobudzenie wytworzenia własnych przeciwciał

Szczepionki Szczepionki muszą zawierać antygen typowy dla czynnika wywołującego daną chorobę, czyli np.: Osłabione (atenuowane) drobnoustroje (np. polio, odra) Zabite komórki bakteryjne (np. koklusz, dur brzuszny) Zmodyfikowane cząsteczki toksyn (np. tężec) W planach: szczepionki DNA (lub RNA) zawierające część materiału genetycznego patogenu kodująca określony antygen. Szczepionki nie leczą choroby jeśli patogen jednak wniknie! Strategia patogenów: szybko mutować! Strategia człowieka: Mieć dobry układ odpornościowy!

Kalendarz obowiązkowych szczepień ochronnych (źródło: Ministerstwo Zdrowia, 2007 r.) Wiek Szczepienie przeciw/rodzaj szczepionki Sposób podania szczepionki Do 24 godzin po urodzeniu WZW typu B (1)* domięśniowo gruźlicy/bcg śródskórnie 2 miesiąc życia WZW typu B (2) domięśniowo błonicy, tężcowi, krztuścowi/dtp (1) podskórnie lub domięśniowo zakażeniom Haemophilus influenzae typu b (1) domięśniowo lub podskórnie 3 4 miesiąc życia błonicy, tężcowi, krztuścowi/dtp (2) podskórnie lub domięśniowo Poliomyelitis/IPV (1) podskórnie lub domięśniowo zakażeniom Haemophilus influenzae typu b (2) domięśniowo lub podskórnie 5 6 miesiąc życia błonicy, tężcowi, krztuścowi/dtp (3) podskórnie lub domięśniowo Poliomyelitis/IPV (2) podskórnie lub domięśniowo zakażeniom Haemophilus influenzae typu b (3) domięśniowo lub podskórnie 7 miesiąc życia WZW typu B (3) domięśniowo 13 14 miesiąc życia odrze, śwince i różyczce (1) podskórnie 16 18 miesiąc życia błonicy, tężcowi, krztuścowi/dtp (4) podskórnie lub domięśniowo Poliomyelitis/IPV (3) podskórnie lub domięśniowo zakażeniom Haemophilus influenzae typu b (4) domięśniowo lub podskórnie 6 rok życia błonicy, tężcowi, krztuścowi/dtap domięśniowo Poliomyelitis/OPV doustnie 10 rok życia odrze, śwince, różyczce (2) podskórnie 11 12 rok życia odrze, śwince, różyczce (tylko dziewczęta podskórnie nieszczepione w 10. roku życia) 14 rok życia WZW typu B (trzykrotnie) domięśniowo błonicy i tężcowi/td podskórnie lub domięśniowo 19 rok życia błonicy i tężcowi/td podskórnie lub domięśniowo

Surowice odpornościowe Skuteczne w przypadku nagłego kontaktu z patogenem, ale: dają krótkotrwały efekt, nie dają przyszłej odporności, ponieważ nie tworzą się komórki pamięci. Stosowane w przypadku: Chorób wirusowych: wścieklizny, żółtaczki typu B i odry, Chorób bakteryjnych: tężca i tyfusu (też u zwierząt), Innych: konflikt serologiczny.

Grupy krwi człowieka Grupa krwi Własny antygen Obecne przeciwciała A A anty-b B B anty-a AB A lub B brak 0 brak anty-a i anty-b

Zgodność grup krwi przy transfuzjach BIORCA Grupa krwi DAWCA A B AB 0 A + - - + B - + - + AB + + + + 0 - - - + Grupa krwi 0 uniwersalny dawca Grupa krwi AB uniwersalny biorca

Grupy krwi w Polsce Częstość występowania grup krwi w Polsce: A 38% B 17% 0 37% AB 8% Czynnik Rh: Rh+ - 83% Rh- - 17%

Konflikt serologiczny

Przeszczepy autogeniczny (autologiczny) polega na przeniesieniu własnej tkanki lub narządu z jednego miejsca na drugie, np. przeszczep skóry izogeniczny (syngeniczny) polega na przeniesieniu tkanki lub narządu między osobnikami identycznymi genetycznie np. bliźniętami jednojajowymi allogeniczny (także: alogeniczny) polega na przeniesieniu tkanki lub narządu między osobnikami tego samego gatunku, o podobnym, ale nie jednakowym genotypie, np. człowiek człowiek ksenogeniczny (heterologiczny, ksenogenny) polega na przeniesieniu tkanki lub narządu między osobnikami różnego gatunku np. świnia człowiek

Najczęściej przeszczepiane narządy skóra serce nerki płuca wątroba trzustka jelita szpik kostny tętnica rogówka

Rozpoznawanie własne/cudze Antygeny zgodności tkankowej (MHC lub HLA) Obecne na wszystkich komórkach ciała, z wyjątkiem erytrocytów. Komórki z innym MHC są traktowane jako obce i niszczone. Zgodność w obrębie tych białek pozwala na dokonywanie przeszczepów. Korelacja w rodzinie.

Choroby immunologiczne ALERGIA (nadwrażliwość układu immunologicznego)

Postacie alergii 1. Astma alergiczna, skurcz oskrzelików zmniejszający ich średnicę i utrudniający oddychanie; 2. Pokrzywka czerwone plamy i grudki na skórze; 3. Wstrząs anafilaktyczny silne rozszerzenie naczyń krwionośnych, ciężka niewydolność krążenia i oddychania, zagrożenie życia. Niektóre alergeny wywołują reakcję lokalnie (np. na skórze). Inne wnikają do krwi (np. alergeny pokarmowe, jady owadów) i wywołują reakcje ogólne. Drogi wnikania alergenów: oddechowe, pokarmowe, skóra, wstrzyknięci bezpośrednio do tkanek

Choroby immunologiczne CHOROBY AUTOIMMUNIZACYJNE (organizm atakuje własne antygeny) Rozpoznawanie przez układ odpornościowy własnych antygenów jako celu ataku. Błąd w procesie dojrzewania układu odpornościowego. Stwardnienie rozsiane Gościec stawowy Cukrzyca Choroba Hashimoto Choroba Crohna Bielactwo Łuszczyca Toczeń rumieniowaty

AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) (niedobór odporności) Wirus HIV (ang. Human Immunodeficiency Virus) rozpoznaje antygeny na powierzchni limfocytów T pomocniczych (receptor CD4), wnika do ich wnętrza, namnaża się i opuszcza zniszczoną komórkę. Wirus HIV wymaga wilgotnego środowiska. Nie przenosi się w powietrzu, codziennych kontaktach, na klamce do drzwi ani na desce klozetowej. Przenosi się w płynach ciała: krwi, spermie, mleku i śluzie z pochwy. Zazwyczaj nie przenosi się (chyba, że jest w nich krew) w: moczu, odchodach, ślinie, wydychanym powietrzu, łzach ani katarze. Najczęściej: kontakt płciowy, igły do strzykawek, matka-noworodkowi. Wirus HIV jest ekstremalnie wirulentny - w USA 90% chorych w 1988, obecnie nie żyje.

Cykl rozwojowy wirusa HIV

Przebieg AIDS Faza I kilka dni do kilku lat od zarażenia. Brak specyficznych objawów, diagnoza możliwa na podstawie obecności przeciwciał anty-hiv we krwi, większość chorych nie zauważa nic niepokojącego. Wirus pozostaje we wnętrzu limfocytów Th. Osoba jest HIV-pozytywna. Faza II od 6 miesięcy do 10 lat. Wirus rozpoczyna namnażanie się i niszczenie limfocytów T i makrofagów. Nasilają się oportunistyczne infekcje, ale brak specyficznych objawów wskazujących na AIDS (zwłaszcza w pierwszych latach po zarażeniu). Bakteryjne infekcje skóry, owrzodzenia błon śluzowych, pochwy. Faza III spadek liczby limfocytów Th poniżej 200/mm 2, rozwój nowotworów (np. mięsaków, białaczki) i gwałtownych infekcji (zapalenie płuc, gruźlica), zapalenie opon mózgowych i mózgu, toksoplazmoza, owrzodzenia, podatnośc na ataki wirusem opryszczki. Osoba jest chora na AIDS. Rozwój choroby może trwać wiele lat. Nieleczona zawsze jest śmiertelna!

Zadania maturalne