KREW I HEMOPOEZA Funkcje krwi: Krew jest tkanką płynną, ponieważ płynna jest istota międzykomórkowa (osocze) Komórki (erytrocyty i leukocyty) i fragmenty komórek (płytki krwi) to elementy morfotyczne 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 0.4 0.5 kobiety 0.35 0.45 Na wartość wskaźnika hematokrytu największy wpływ ma ilość krwinek czerwonych jony (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, 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 (barwienie Romanowsky ego) Elementy morfotyczne krwi Erytrocyty (krwinki czerwone) 4 500 000-5 000 000 /mm 3 Leukocyty (krwinki białe) 5 000-8 000 /mm 3 Trombocyty (płytki krwi) 200 000-300 000 /mm 3 granulocyty Neutrofile 55-65% (obojętnochłonne) Eozynofile 2-4% (kwasochłonne) Bazofile 0.5-1% (zasadochłonne) agranulocyty Limfocyty 25-35% Monocyty 4-8% 1
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 (głównie tkanki łącznej), które są terenem ich działania retikulocyt (1-2%) Erytrocyty utrzymują kształt dzięki obecności wewnętrznego szkieletu błonowego Cukrowce glikokaliksu erytrocytów są antygenami układu AB0 Białka transportowe błony: białko III szczytu transporter anionowy (Cl - / HCO 3- ) pompa sodowo-potasowa Trzy parametry morfologii krwi określają kondycję układu czerwonokrwinkowego: 1. całkowita zawartość erytrocytów /mm 3 2. wskaźnik hematokrytu 3. zawartość hemoglobiny norma: 12-16 g/dl u kobiet 14-18 g/dl u mężczyzn Zmniejszenie liczby krwinek czerwonych bądź zmniejszenie zawartości hemoglobiny nosi nazwę niedokrwistości (anemia) Przykład: anemia mikrocytarna z niedoboru żelaza prawidłowy anemia 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) 2
Neutrofile fagocytują i zabijają bakterie Ziarna neutrofila i ich zawartość (wybrane składniki) średnica ok. 12 µm segmentowane jądro ubogie organelle bardzo liczne ziarnistości Zdolne do: ruchu pełzakowatego fagocytozy zabijania bakterii produkcji mediatorów regulujących reakcje immunologiczne Neutrofile są głównymi komórkami ostrego stanu zapalnego Ziarna azurochłonne kwaśne hydrolazy mieloperoksydaza lizozym defenzyny Ziarna swoiste lizozym laktoferryna kolagenaza fosfolipaza Ziarna gelatynazowe gelatynaza arginaza lizozym Ruch pełzakowaty Pod wpływem czynników chemotaktycznych produkowanych przez bakterie i/lub komórki uczestniczące w procesach obronnych neutrofile (i inne leukocyty) przechodzą przez ścianę naczynia, a następnie migrują do źródła czynników chemotaktycznych. W przechodzeniu przez śródbłonek istotną rolę odgrywają cząsteczki adhezyjne błony komórkowej leukocyta i komórki śródbłonkowej. Fagocytoza: głównie bakterii szczególnie intensywna po opłaszczeniu bakterii przeciwciałami i/lub składnikami dopełniacza (mechanizm receptorowy) Etapy migracji leukocytów przez ścianę naczynia Zabijanie i trawienie bakterii wybuch tlenowy fuzja ziarn z fagosomem zabicie bakterii trawienie bakterii System zabijania bakterii: Czynniki tlenozależne NADPH-oksydaza: tworzenienie O 2. i H 2 O 2 mieloperoksydaza: H 2 O 2 + jony chlorkowe i jodkowe = HOCl, HOI (chlorowanie i jodowanie) jony ponadtlenkowe i rodniki hydroksylowe (utlenianie, hydroksylacja) Czynniki tlenoniezależne lizozym - trawi ściany kom. bakterii laktoferryna (wiąże Fe, hamuje metabolizm bakterii) defenzyny dziurawią błony kom. bakterii 3
Eozynofile zabijają larwy pasożytów i współpracują z mastocytami w reakcjach alergicznych W trakcie zabijania i trawienia bakterii neutrofile giną. Jeżeli proces zapalny jest bardzo intensywny, szczątki neutrofili i bakterii tworzą wydzielinę ropną Podwyższona liczba neutrofili w krwi obwodowej najczęściej świadczy o toczącym się procesie zapalnym wywołanym zakażeniem bakteryjnym 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 Funkcje eozynofili zabijanie pasożytów (poprzez wydzielanie zawartości ziarn) współpraca z mastocytami i bazofilami, neutralizacja czynników prozapalnych (w tym w alergii) działanie immunoregulacyjne słaba zdolność do fagocytozy słabe własności bakteriobójcze i guzobójcze Podwyższona liczba eozynofili (eozynofilia) w krwi obwodowej jest wskaźnikiem chorób pasożytniczych i alergicznych Bazofile są podobne morfologicznie i czynnościowo do mastocytów, ale stanowią odrębną populację komórek Limfocyty odpowiadają za reakcje immunologiczne średnica 8 i 12-15 µm ( małe i duże ) duże kuliste jądro ubogie organelle średnica ok. 10 µm jądro segmentowe lub nie zasadochłonne ziarna swoiste zawierające: - histaminę - siarczan chondroityny - czynnik chemotaktyczny dla eozynofili receptory dla IgE 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 4
Monocyty migrują do tkanek, gdzie przekształcają się w makrofagi lub komórki prezentujące antygen Płytki krwi inicjują proces krzepnięcia krwi średnica 15-20 µm nerkowate jądro dobrze rozwinięte organelle ziarna azurochłonne zdolność do fagocytozy średnica 2-4 µm brak jądra strefa obwodowa (hialomer) - mikrotubule - filamenty aktynowe - otwarty system kanalikowy (wpuklenia błony kom.) - zamknięty system kanalikowy (magazynuje jony Ca 2+ ) strefa centralna (granulomer) - organelle i ziarna - glikogen gruby glikokaliks Płytki krwi są bezjądrzastymi fragmentami większych komórek prekursorowych Twory pęcherzykowe obecne w granulomerze: Nazwa ziarna α ziarna δ (ciałka gęste) pęcherzyki hydrolazowe (ziarna λ) peroksysomy Zawartość czynniki krzepnięcia, tromboplastyna, trombospondyna, płytkowy czynnik wzrostu (PAF) ATP, ADP, Ca 2+, histamina, serotonina, pirofosfataza enzymy hydrolityczne enzymy peroksysomowe Płytki agregują w miejscu uszkodzenia ściany naczyniowej i wydzielają substancje uruchamiające proces krzepnięcia krwi kontakt z uszkodzonym miejscem przyleganie uwalnianie zawartości ziarn agregacja utworzenie czopu płytkowego Szpik krwiotwórczy - miejsce hemopoezy Substancje uwalniane z płytek oraz inne czynniki krzepnięcia (osoczowe, tkankowe) doprowadzają do wytworzenia skrzepu 5
Przedział naczyniowy Cienkościenne naczynia zatokowe (odmiana naczyń włosowatych): śródbłonek brak blaszki podstawnej komórki przydankowe (odmiana perycytów) Przedziały: naczyniowy hemopoetyczny Komórki śródbłonkowe budujące ścianę naczynia tworzą doraźnie tzw. pory migracyjne dla komórek szpikowych przechodzących do krwi Komórki przydankowe regulują ten proces poprzez odsłanianie fragmentów ściany naczynia rusztowanie z tkanki łącznej siateczkowatej: włókna srebrochłonne i komórki zrębowe (fibroblasty, makrofagi, mezenchymatyczne kom. macierzyste) w jego obrębie grupy dojrzewających komórek krwi i nieliczne adipocyty jednopęcherzykowe Wszystkie komórki krwi wywodzą się z jednej komórki macierzystej Przedział hemopoetyczny Komórki o podobnej morfologii Biopsja aspiracyjna szpiku kostnego rozmaz krwi Komórki różniące się morfologicznie Rozmaz szpiku Mielogram: linia rozwojowa erytrocytów: 20% linia rozwojowa granulocytów: 65% pozostałe linie: 15% 6
Powstawanie erytrocytów (linia erytropoezy) rybosomy proerytroblast retikulocyty mieloblast Powstawanie granulocytów (linia granulopoezy) erytroblast zasadochłonny promielocyt (wytwarzanie ziarn azurochłonnych) erytroblast polichromatofilny (wielobarwliwy) erytroblast kwasochłonny hemoglobina - erytrocyty zawierające skupiska rybosomów; wcześniejsza utrata jądra i przejście do krążącej krwi - specjalne barwienia Czynnik pobudzający erytropoetyna (produkowana głównie w nerkach) mielocyty (wytwarzanie ziarn swoistych) metamielocyty (wytwarzanie ziarn gelatynazowych w linii neutrofili) młody neutrofil (forma pałeczkowata) Powstawanie płytek krwi (linia trombopoezy) megakarioblast (endomitozy) promegakariocyt Megakariocyt duży (do 100 µm) DNA do 64N płatowate jądro obszary: - okołojądrowy (organelle) - pośredni (błony demarkacyjne) - zewnętrzny (mikrofilamenty) (endomitozy) megakariocyt uwalnianie płytek krwi błony demarkacyjne (głębokie wpuklenia błony komórkowej) 7