KREW I HEMOPOEZA

KREW
I
HEMOPOEZA
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
Skład osocza krwi
Woda
Wskaźnik hematokrytu
osocze
objętość elementów morfotycznych
Hct =
91 – 92%
Białka: albuminy, globuliny α, β, γ (immunoglobuliny), fibrynogen
6 – 8%
Inne substancje:
1 – 2%
jony (Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, HCO3 -, PO4-3, SO4-2 )
produkty przemiany materii (mocznik, kwas moczowy,
objętość krwi pełnej
kreatynina, sole amonowe)
elementy morfotyczne
Rozmaz krwi
Pies
Kot
Krowa
Koń
Świnia
Owca
0,37-0,55
0,30-0,45
0,24-0,46
0,32-0,48
0,36-0,43
0,27-0,45
substancje odżywcze (glukoza, aminokwasy, lipidy)
gazy (tlen, dwutlenek węgla, azot)
substancje regulacyjne (hormony, enzymy, witaminy)
Surowica: osocze pozbawione fibrynogenu i czynników krzepnięcia
Elementy morfotyczne krwi
Erytrocyty (krwinki czerwone)
Leukocyty (krwinki białe)
Płytki krwi (trombocyty)
granulocyty
agranulocyty
Neutrofile
(obojętnochłonne)
Eozynofile
(kwasochłonne)
Limfocyty
Monocyty
Bazofile
(zasadochłonne)
1
Liczebność elementów morfotycznych krwi
Kolejność
liczebności
Pies
Kot
Krowa
Koń
Świnia
Owca
Erytrocyty (mln w 1 µl)
5,5-8,5
5-10
5-10
6-12
5-7
9-15
Leukocyty (tys. w 1 µl)
6-17
6-19
4-12
6-12
11-22
4-12
Płytki krwi (tys. w 1 µl)
200-900
300-700
100-800
100-600
200-500
300-700
Neutrofile
(% leukocytów)
60-70
35-75
15-45
30-75
20-70
10-50
3-4
Eozynofile
(% leukocytów)
2-10
2-12
2-20
1-10
1-15
1-10
5
Bazofile
(% leukocytów)
0-1
0-1
0-2
0-3
0-3
0-3
7
Limfocyty
(% leukocytów)
12-30
20-55
45-75
25-60
35-75
30-75
Monocyty
(% leukocytów)
3-10
1-4
2-7
1-8
1-10
1-6
1
2
3-4
6
Erytrocyty ssaków
(krwinki czerwone)
• średnica od 4,5 µm (owca)
do 7,5 µm (pies)
• brak jądra
• brak organelli
• hemoglobina
• gruby glikokaliks
• czas życia ok. 120 dni
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
Erytrocyty utrzymują kształt dzięki obecności
wewnętrznego szkieletu błonowego
glikoforyna
ankyryna
aktyna
białko 3 szczytu
białko 4.2
białko 4.1
spektryna
aktyna
adducyna
retikulocyt (0-1 %):
„młody” erytrocyt
zawierający skupiska
rybosomów
Głównym białkiem budującym szkielet błonowy jest spektryna
Cukrowce glikokaliksu erytrocytów
są antygenami głównych grup krwi
galaktoza
Erytrocyty ptaków
• eliptyczne, 6 x 12 µm (kształt
utrzymuje obwodowy pierścień
mikrotubul)
glukoza
CZŁOWIEK
fukoza
N-acetyloglukozamina
ANTYGEN 0
galaktoza
glukoza
N-acetylogalaktozamina galaktoza
N-acetyloglukozamina
fukoza
ANTYGEN B
Grupy krwi u zwierząt:
glukoza
N-acetyloglukozamina
fukoza
• zawierają jądra
• liczba: 2-4,5 mln w 1 µl
• czas życia: ok. 40 dni
ANTYGEN A
Pies: DEA 1.1, 1.2…
Krowa: B, J
Owca : B, R
Kot: A, B
Koń: A, C. Q
Eliptyczne, jądrzaste erytrocyty
występują również u gadów,
płazów i ryb
2
Neutrofile fagocytują i zabijają bakterie
LEUKOCYTY
GRANULOCYTY
AGRANULOCYTY
(neutrofile, eozynofile, bazofile)
(limfocyty, monocyty)
segmenty
jądra
• zawierają dużą ilość
ziarn azurochłonnych*
i swoistych
• zawierają niewielką ilość
ziarn azurochłonnych
• jądro segmentowane,
• nie dzielą się
• jądro niesegmentowane
• mogą się dzielić i
różnicować,
• krótki czas życia (dni)
• długi czas życia
(tygodnie – lata)
*szczególna forma
pęcherzyków hydrolazowych
• średnica 12-15 µm
• segmentowane jądro
• ubogie organelle
• ziarnistości
Zdolne do:
• ruchu pełzakowatego
• fagocytozy
• zabijania bakterii
• produkcji mediatorów
regulujacych reakcje
immunologiczne
ziarnistości
pseudopodia
Neutrofile są głównymi komórkami ostrego stanu zapalnego
Ziarna neutrofila i ich zawartość
Ziarna azurochłonne
• mieloperoksydaza
• lizozym
• defenzyny
Ruch pełzakowaty
Pod wpływem czynników chemotaktycznych produkowanych przez
bakterie i/lub komórki uczestniczące w procesach obronnych
neutrofile (i inne leukocyty) przechodzą przez ścianę naczynia…
KREW
Ziarna swoiste
• lizozym
• laktoferryna
• kolagenaza
Ziarna trzeciorzędowe
(tylko u nielicznych
gatunków)
ściana
naczynia
(śródbłonek)
TKANKA
…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.
Neutrofil
receptor dla dopełniacza
dopełniacz
Bakteria
rejon Fc przeciwciała
receptor dla Fc
Fagocytoza:
• głównie bakterii
• szczególnie intensywna
po opłaszczeniu bakterii
przeciwciałami i/lub
składnikami dopełniacza
(mechanizm receptorowy)
3
Zabijanie i trawienie bakterii
Defenzyny „dziurawią” błonę komórkową bakterii
• „wybuch tlenowy”
• fuzja ziarn z fagosomem
• zabicie bakterii
• trawienie bakterii
System zabijania bakterii:
Czynniki tlenozależne
• mieloperoksydaza - H 2O2 - jony
chlorkowe i jodkowe
(chlorowanie i jodowanie)
• rodniki ponadtlenkowe
i hydroksylowe (utlenianie,
hydroksylacja)
bakterie
KREW
jądro
glikogen
Czynniki tlenoniezależne
• lizozym (trawi ściany kom. bakterii)
• laktoferryna (wiąże Fe, hamuje
metabolizm bakterii)
• defenzyny
ziarnistości
Podsumowanie...
BAKTERIE
W TKANCE
fagosom
Heterofile
• są odpowiednikami neutrofili u ptaków
• zawierają ziarna azurochłonne i swoiste,
różniące się barwliwością
• tej nazwy używa się niekiedy również
dla neutrofili u gryzoni i innych małych
ssaków
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
Eozynofile zabijają larwy pasożytów i współpracują
z mastocytami w reakcjach alergicznych
Funkcje eozynofili
limfocyt
rdzeń
• średnica ok. 15 µm
• jądro dwusegmentowe
lub nerkowate
• ubogie organelle
• kwasochłonne ziarna
swoiste, zawierające:
- MBP (główne białko zasadowe)
- ECP (białko kationowe eozynofili)
- EDN (eozynofilową neurotoksynę)
- eozynofilową peroksydazę
- enzymy hydrolityczne
mastocyt
ziarna
swoiste
• 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
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 12-15 µm („małe” i „duże”)
• duże kuliste jądro
• ubogie organelle
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
Monocyty migrują do tkanek, gdzie przekształcają się
w makrofagi, osteoklasty lub komórki prezentujące
antygeny (dendrytyczne)
• średnica 15-20 µm
• nerkowate jądro
• dobrze rozwinięte
organelle
• ziarna azurochłonne
• 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 Ca2+ )
hialomer
• strefa centralna (granulomer)
- organelle i ziarna
- glikogen
granulomer
• gruby glikokaliks
Płytki krwi są bezjądrzastymi fragmentami większych komórek prekursorowych
5
Twory pęcherzykowe obecne w granulomerze:
Nazwa
Zawartość
ziarna α
czynniki krzepnięcia (V, IX,
płytkowy czynnik IV),
plazminogen, fibrynogen,
płytkowopochodny czynnik wzrostu
(PDGF), chemokiny
ciałka gęste
(ziarna δ)
ATP, ADP, Ca2+, histamina,
serotonina, polifosforany
pęcherzyki hydrolazowe
(ziarna λ)
enzymy hydrolityczne
peroksysomy
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”
Substancje uwalniane
z płytek oraz inne czynniki
krzepnięcia (osoczowe,
tkankowe) doprowadzają
do wytworzenia skrzepu
U ptaków trombocyty są
jądrzastymi komórkami
• kuliste lub eliptyczne
• w cytoplazmie duże wakuole
połączone z otwartym systemem
kanalikowym, organelle i ziarna
• pełnią takie same funkcje jak
płytki krwi
Szpik krwiotwórczy miejsce hemopoezy
Przedział naczyniowy
Cienkościenne naczynia zatokowe
(odmiana naczyń włosowatych):
• śródbłonek
• brak blaszki podstawnej
• komórki przydankowe (odmiana
perycytów)
Komórki śródbłonkowe
budujące ścianę naczynia
tworzą doraźnie tzw. pory
migracyjne dla komórek
szpikowych przechodzących
do krwi
Przedziały:
• naczyniowy
• hemopoetyczny
Komórki przydankowe
regulują ten proces poprzez
„odsłanianie” fragmentów
ściany naczynia
6
• rusztowanie z tkanki łącznej
siateczkowatej: włókna srebrochłonne
i komórki zrębowe (fibroblasty,
makrofagi, mezenchymatyczne kom.
macierzyste)
• w jego obrębie grupy dojrzewających
komórek krwi
Wszystkie komórki
krwi wywodzą się
z jednej komórki
macierzystej
Przedział
hemopoetyczny
CFU-LT
CFU - L
CFU-LB
Komórki progenitorowe
Rozmaz krwi
Komórki o podobnej
morfologii
Rozmaz szpiku
Mielogram:
• linia rozwojowa
erytrocytów: 20%
• linia rozwojowa
granulocytów: 65%
• pozostałe linie:15%
Komórki różniące się morfologicznie
Powstawanie granulocytów
(linia granulopoezy)
Powstawanie erytrocytów (linia erytropoezy)
mieloblast
rybosomy
proerytroblast
promielocyt
(wytwarzanie ziarn azurochłonnych)
erytroblast
zasadochłonny
retikulocyt
erytroblast
polichromatofilny
(wielobarwliwy)
mielocyty
(wytwarzanie
ziarn swoistych)
(erytrocyt zawierający
skupiska rybosomów;
„najmłodsza” forma
erytrocytów w krwi)
erytroblast
kwasochłonny
“młody” neutrofil
(forma pałeczkowata)
metamielocyty
hemoglobina
7
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 (rozgałęzione
wpuklenia błony komórkowej, otaczają
obszary cytoplazmy przyszłych płytek)
Ważniejsze czynniki wpływające na hemopoezę
Czynnik
Komórki
produkujące
Działanie
Czynnik komórek
macierzystych (SCF)
Komórki zrębu
szpiku, śródbłonek,
Pobudza proliferację komórek
macierzystych i progenitorowych
Czynnik pobudzający kolonie
granulocytów i makrofagów
(GM-CSF)
Makrofagi, limfocyty,
śródbłonek
Pobudza proliferację i różnicowanie
prekursorów granulocytów i
monocytów
Czynnik pobudzający kolonie
granulocytów (G-CSF)
Makrofagi, limfocyty,
śródbłonek
Pobudza proliferację i różnicowanie
prekursorów granulocytów
Czynnik pobudzający kolonie
makrofagów (M-CSF)
Komórki zrębu
szpiku, osteoblasty
Pobudza proliferację i różnicowanie
prekursorów monocytów
Interleukiny
Komórki zrębu
szpiku, limfocyty,
makrofagi
Pobudzają proliferację i
różnicowanie prekursorów różnych
linii
„Białaczka kocia” – wbrew nazwie jest chorobą wirusową,
atakująca różne narządy (w tym szpik krwiotwórczy)
Erytropoetyna
Komórki nerek i
wątroby
Pobudza proliferację i różnicowanie
prekursorów erytrocytów
Trombopoetyna
Komórki watroby i
nerek
Pobudza proliferację i różnicowanie
prekursorów megakariocytów
„Białaczka bydła” to również choroba wirusowa, wirus
atakuje limfocyty, zakażenie może prowadzić do rozwoju
nowotworów (mięsak limfatyczny – lymphosarcoma)
Białaczki:
Podstawowa definicja - nowotworowy rozrost prekursorów
komórek krwi (różnych linii)
W krwi obwodowej – znaczna liczba niedojrzałych komórek
8