2.32. Po co człowiekowi krew? Opracowała Bożena Smolik Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska Krew płynąca w żyłach i tętnicach jest źródłem sił życiowych u każdego człowieka już od momentu poczęcia. Krew jest całym światem samym w sobie. Jej składniki tworzą wysoko rozwinięty system obronny i transportowy, od istnienia którego zależy nasze życie i zdrowie. Krew jest żywą tkanką, złożoną z komórek (elementy morfotyczne): krwinek czerwonych, krwinek białych, i płytek krwi, które zawieszone są w części płynnej krwi zwanej osoczem. Wszystkie elementy morfotyczne powstają w czerwonym szpiku kostnym, ale każdy z nich ma inne zadanie do wykonania. Erytrocyty (krwinki czerwone) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Są najliczniejszymi składnikami spośród elementów morfotycznych krwi, w 1 ml jest ich 4-5 milionów. Stanowią ok. 40% objętości całej krwi. Mają kształt dwuwklęsłego dysku. Są pozbawione jądra komórkowego. Powstają w czerwonym szpiku kostnym. Żyją krótko- 30-120 dni, po czym giną i ulegają rozkładowi w śledzionie i wątrobie. W każdej sekundzie powstaje ponad 2 miliony nowych krwinek i tyle samo ginie. Głównym składnikiem krwinek czerwonych jest hemoglobina, nadająca czerwone zabarwienie. Hemoglobina ma zdolność nietrwałego łączenia się z tlenem i dwutlenkiem węgla. Erytrocyty transportują tlen z płuc do komórek i w niewielkiej ilości dwutlenek węgla, pochodzący z metabolizmu komórek, w odwrotnym kierunku. Do prawidłowej produkcji krwinek czerwonych niezbędne są , oprócz odpowiednich składników budulcowych, hormony, witaminy, enzymy i żelazo. Wśród tych czynników szczególną role odgrywa witamina B 12. Hemoglobina - Hemoglobina - jest białkiem złożonym z globiny i hemu. Globina to rodzaj białka, a hem stanowi niebiałkową część hemoglobiny. Jest czerwonym barwnikiem krwi zawierającym żelazo. Hemoglobina ma zdolność przyłączania, transportowania i odłączania tlenu. Dlatego transportuje tlen do tkanek, a wracając przenosi do płuc część wydalonego przez te tkanki dwutlenku węgla. Leukocyty (krwinki białe) W polu widzenia mikroskopu, na preparacie rozmazu krwi (zdjęcie obok) widoczne są jako większe, nieliczne, niebiesko wybarwione komórki różnego kształtu, z wyraźnym jadrem komórkowym. Powstają głównie w czerwonym szpiku kostnym, ale również w śledzionie, grasicy i węzłach chłonnych. Wyróżniamy wśród nich monocyty i limfocyty. granulocyty, Mają zdolności żerne i poruszania się, dzięki czemu mogą przemieszczać się „pod prąd” i przenikać przez ściany naczyń do tkanek . Są jednym z elementów systemu obronnego, skierowanego przeciwko czynnikom powodującym choroby. Ich ilość jest zmienna i wynosi w 1ml krwi 4800-10000. Podczas infekcji znacznie się podwyższa. Trombocyty (płytki krwi) ● ● ● ● ● ● ● Są to małe, bezjądrowe komórki o nieregularnych kształtach, które powstają w szpiku. Po 1-2 tygodniach są niszczone w wątrobie i śledzionie. Odgrywają ważna rolę w krzepnięciu krwi. W przypadku uszkodzenia naczynia krwionośnego przylegają do ściany naczynia i w ciągu kilku minut powstaje czop uszczelniający ranę, pod warunkiem, że nie jest ona duża. Niedobór płytek krwi zaburza prawidłowe krzepnięcie krwi, natomiast w przypadku nadmiaru płytek krew szybciej krzepnie, co może prowadzić do groźnego w skutkach zaczopowania naczynia. Przyczyną zwiększonej liczby trombocytów są choroby infekcyjne, choroby szpiku kostnego, nowotwory, przewlekłe zapalenia, niedobór żelaza, następstwo usunięcia śledziony. Przyczyną zmniejszonej liczby trombocytów są wady wrodzone, radio- i chemioterapia, powiększenie śledziony, alkohol, białaczka, następstwa zakażeń, antybiotyki i leki. leki np. Na zdjęciu widocznych jest osiem prawidłowych płytek krwi (fioletowe) pośród licznych krwinek czerwonych. Osocze jest: Osocze - substancją międzykomórkową , - ma zabarwienie żółte, - stanowi ok. 55% objętości krwi, z czego 93% stanowi woda, z rozpuszczonymi w niej białkami, glukozą, tłuszczami, witaminami, solami mineralnymi, hormonami, mocznikiem, dwutlenkiem węgla, przeciwciałami, - zawiera wiele białek pełniących istotne funkcje w organizmie, w tym fibrynogen, odpowiedzialny za krzepnięcie krwi. Rola osocza: - przenosi i dostarcza komórkom ciała rozpuszczone składniki pokarmowe, - zabiera z komórek zbędne lub szkodliwe produkty, - przenosi przeciwciała zwalczające infekcje, - transportuje enzymy i hormony kontrolujące procesy życiowe organizmu. Surowica – jest to osocze pozbawione fibrynogenu. Grupy krwi Pomimo, że prawidłowe erytrocyty są z wyglądu identyczne u wszystkich ludzi, to różnią się między sobą w znacznym stopniu. Na ich powierzchni znajdują się pewne charakterystyczne białka, które określa się mianem antygenów grup krwi. Istnieje szereg układów grupowych krwi. Najważniejszymi jest układ grup głównych (AB0) i układ Rh. Ze względu na obecność lub brak substancji A i B na krwinkach czerwonych rozróżnia się cztery główne grupy krwi: grupa A (40% ludności w Polsce, występuje substancja A) grupa B (12%, występuje substancja B) grupa AB (8%, występuje substancja A i B) grupa 0 (40%, brak substancji A i B na krwinkach). Każda z tych grup może posiadać substancję z układu grupowego Rh - antygen D, daną osobę określa się wtedy jako Rh dodatnią (Rh+). Przeciwnie, u osoby Rh ujemnej (Rh-), substancja D nie występuje. Oznaczenie grup krwi ma podstawowe znaczenie przy doborze krwi do przetoczeń wymaganych np. w trakcie wielu zabiegów operacyjnych lub podczas leczenia chorób krwi. W razie potrzeby podawać trzeba krew identyczną w zakresie przynajmniej tych dwóch układów, a więc osobie z grupą krwi A Rh+ należy podać krew A Rh+. Grupa krwi jest niezmienna w ciągu życia, jedynie sporadycznie, po przeprowadzeniu allogenicznego przeszczepu szpiku (od rodzeństwa lub dawcy niespokrewnionego), może dojść (choć nie musi) do zmiany grupy krwi u biorcy przeszczepu. Trochę statystyki KONFLIKT SEROLOGICZNY Konflikt serologiczny jest to niezgodność krwi między matką a płodem w zakresie czynnika Rh. Jeśli matka ma czynnik Rh -, a płód odziedziczy po ojcu Rh +, to antygen płodu przenika przez łożysko do organizmu matki i doprowadza do wytworzenia w jej organizmie przeciwciał przeciw Rh+, które przenikają do płodu i niszczą jego krwinki. Prowadzi to do tzw. hemolitycznej choroby noworodków. Aby krew mogła spełniać swoją funkcję musi nieustannie krążyć po organizmie w zamkniętym systemie naczyń krwionośnych. Rodzaje naczyń krwionośnych: - - Tętnice - wyprowadzają krew z serca, Żyły - doprowadzają krew do serca, naczynia włosowate – łączą żyły z tętnicami, wymieniają substancje z komórkami. Krążenie krwi umożliwia regularny skurcz i rozkurcz serca. Krążenie krwi a - płuca b - tętnica płucna c - żyła główna d - prawy przedsionek serca e - prawa komora serca f - naczynia włosowate w tkankach g - aorta h - żyła płucna i - lewy przedsionek serca j - lewa komora serca Obiegi krwi Krew krąży po naszym organizmie w dwóch obiegach – małym i dużym. Mały obieg krwi: W małym obiegu krwi, zwanym też płucnym, następuje natlenianie krwi. W płucach pomiędzy włosowatymi naczyniami krwionośnymi, a pęcherzykami płucnymi następuje zewnętrzna wymiana gazowa. Tlen z pęcherzyków przenika do naczyń, a dwutlenek węgla z naczyń do pęcherzyków. Tlen łączy się z hemoglobiną i w postaci oksyhemoglobiny jest transportowany po naszym organizmie. Duży obieg krwi: W dużym obiegu krwi następuje przekazywanie tlenu komórkom. Aorta wyprowadzająca krew z serca rozgałęzia się na tętnice o coraz mniejszej średnicy. Najmniejsze tętniczki w postaci naczyń włosowatych oplatają komórki. Następuje tu wymiana gazowa wewnętrzna. Tlen z naczyń przenika do komórek, a z komórek dwutlenek węgla do naczyń. Tu w osoczu w postaci węglanów, ale też połączony z hemoglobiną w postaci karbamylohemoglobiny jest transportowany dalej. Krew dostarcza też komórkom inne składniki np. substancje odżywcze, a zabiera produkty przemiany materii. Krew przepływa przez mały obieg w ciągu 4 – 8 sekund, a przez duży w około 25 – 30 sekund. Cały układ krwionośny krew przemierza w niecałą minutę. Krążenie wrotne Duże znaczenie w układzie krążenia ma tzw. krążenie wrotne. Krew z jelit jest zbierana przez żyłę wrotną. W jelitach następuje przenikanie składników pokarmowych do krwi. Krew bogata w różnorodne substancje pokarmowe żyłą wrotną dociera do wątroby. Tu następuje przetwarzanie i magazynowanie składników pokarmowych. Czasem konieczne jest też zatrzymywanie szkodliwych substancji. Krew po przejściu przez wątrobę nasycona składnikami odżywczymi wpływa do żyły głównej dolnej. Znaczenie biologiczne krwi Krew spełnia w organizmie różnorodne i ważne zadania: ● U człowieka dorosłego ogólna objętość krwi w organizmie wynosi około 6-8% masy ciała; zatem objętość krwi u osoby ważącej 70 kg wynosi około 5-6 litrów. ● ● ● ● Krew jest nośnikiem gazów oddechowych: tlenu i dwutlenku węgla. ● ● ● Krew bierze udział w utrzymaniu i regulacji temperatury ciała. Krew dostarcza do narządów składniki odżywcze, witaminy i sole mineralne. Usuwa niepotrzebne bądź szkodliwe uboczne produkty przemiany materii. Jest także nośnikiem hormonów, chemicznych substancji przekaźnikowych, i w ten sposób współdziała w przekazywaniu informacji w organizmie. Pełni funkcje obronne, chroniąc nas przed czynnikami chorobotwórczymi. Pełni funkcje naprawcze w ustroju. Dzięki właściwości krwi jaką jest krzepliwość, możliwe jest uszczelnianie ściany naczynia krwionośnego w przypadku jego pęknięcia (zranienia) i zahamowania krwawienia. Uszkodzenia naczyń krwionośnych Ponieważ naczynia krwionośne znajdują się w organizmie właściwie wszędzie, więc są narażone na urazy. W przypadku uszkodzenia naczyń krew wypływa na zewnątrz, albo do jam ciała. Powstające siniaki to nic innego jak podskórny krwotok. Dzięki właściwościom krwi siniak po pewnym czasie zginie, a naczynie się zregeneruje. Krzepnięcie krwi Krzepnięcie krwi umożliwia naprawę uszkodzonych naczyń. Uszkodzone naczynie kurczy się, zwalniając przepływ krwi. Płytki krwi osadzają się na brzegach uszkodzenia i zlepiają ze sobą, aby zamknąć ranę. Następuje zainicjowanie procesu krzepnięcia, podczas którego następuje wiele reakcji łańcuchowych. Tworzy się skrzep z udziałem fibryny- białka osocza, płytek krwi i krwinek. W dalszym etapie następuje rozkład skrzepu i regeneracja naczynia. Badanie laboratoryjne krwi Krew, przepływając przez cały organizm, zbiera informacje dotyczące stanu naszego zdrowia Analiza składu krwi umożliwia szybkie wykrycie zmian i nieprawidłowości w funkcjonowaniu organizmu Tabela niżej przedstawia fragment wyniku badania morfologicznego krwi osoby zdrowej WBC Liczba leukocytów 5,2 K/ul RBC Liczba erytrocytów 4,23 M/ul HGB Hemoglobina 13,0 g/dL HCT Hematokryt – określa % objętość erytrocytów (ważne gdy krew jest zbytnio zagęszczona, albo rozrzedzona) 39,1 % MCH Średnia zawartość hemoglobiny w krwince 30,7 pq PLT Liczba trombocytów 238 K/ul Co nazywamy niedokrwistością czyli anemią? Prawidłowa liczba krwinek czerwonych wynosi od 4 do 6 mln w 1 mm3 krwi, co odpowiada stężeniu hemoglobiny 12 - 16 g w 100 ml. Zmniejszenie stężenia hemoglobiny i najczęściej liczby krwinek czerwonych poniżej tych wartości nazywane jest niedokrwistością (czyli anemią). Istnieje bardzo wiele przyczyn niedokrwistości. Może do nich doprowadzić m.in. niedobór żelaza (które jest głównym składnikiem hemoglobiny) lub nieprawidłowy rozwój prekursorów krwinek czerwonych w szpiku w następstwie braku niektórych witamin (zwłaszcza witaminy B12 i kwasu foliowego). Niedokrwistości objawiają się bladością skóry, spojówek, męczliwością, osłabieniem, przyspieszeniem pracy serca. Niedokrwistości niedoborowe leczy się podając te substancje, których niedobór stwierdzono; są to preparaty żelaza bądź witaminy B12 albo kwas foliowy. W niektórych przypadkach terapię taką prowadzić trzeba do końca życia. Hemofilia Przykładem zaburzeń w osoczowym układzie krzepnięcia może być hemofilia, wrodzona choroba, na którą chorują nieomal wyłącznie mężczyźni (kobiety nie chorują lecz ją przenoszą). Istnieją trzy typy hemofilii, najczęstsza hemofilia A (niedobór czynnika VIII krzepnięcia), dziesięciokrotnie rzadsza jest hemofilia B (niedobór czynnika IX). Nasilenie objawów choroby zależy od poziomu danego czynnika, przy ilości mniejszej niż 5% wartości prawidłowej, objawy w postaci samoistnych wylewów, zwłaszcza do stawów i mięśni są znacznie nasilone. Powtarzające się wylewy upośledzają ruchomość w stawach co z czasem prowadzi do ich unieruchomienia. W chwili obecnej leczenie polega na uzupełnieniu brakującego czynnika. Wykonuje się to okresowo, w przypadkach krwawienia lub jako przygotowanie do zabiegu chirurgicznego, można podnieść stężenie czynnika krzepnięcia poprzez transfuzję koncentratu danego czynnika, który jest uzyskiwany z osocza krwi oddawanej w stacjach krwiodawstwa. Co to jest białaczka? Białaczka jest chorobą nowotworową rozpoznawaną w każdym wieku. Nazwa tej choroby wiąże się z często (chociaż nie zawsze) występującym objawem - zwiększoną liczbą białych krwinek. Dochodzi w jej przebiegu do powstawania w szpiku bardzo dużej ilości identycznych komórek o nieprawidłowym wyglądzie i upośledzonej funkcji. Z drugiej strony, zmniejsza się ilość prawidłowych krwinek, co jest odpowiedzialne za typowe objawy choroby: osłabienie, bladość, nawracające ciężkie infekcje, skłonność do krwawień i siniaczenia, obecność drobnych punkcikowatych, fioletowoczerwonych wybroczyn na skórze. W zależności od rodzaju występujących komórek nowotworowych, białaczki dzieli się na ostre, w których pierwsze objawy wyprzedzają rozpoznanie zwykle na kilka tygodni, oraz białaczki przewlekłe, w których od momentu pojawienia się symptomów choroby do ustalenia rozpoznania mija wiele miesięcy, a nawet lat. W jakim celu przeprowadza się przeszczepy szpiku? Przeszczepy szpiku przeprowadzane są najczęściej w ostrych białaczkach i w przewlekłej białaczce szpikowej. Dla znacznej części chorych są jedyną szansą na trwałe wyleczenie z choroby nowotworowej. W przypadku przeszczepów komórek szpiku pochodzących od rodzeństwa lub dawcy niespokrewnionego (tzw. przeszczep allogeniczny), wyleczalność sięga 60%. W przeszczepach komórek szpiku pobieranych od samego chorego w okresie ustąpienia objawów choroby (tzw. przeszczepy autologiczne), szanse na powodzenie są nieco niższe i wynoszą ok. 30%. Poszukuje się potencjalnych dawców szpiku kostnego, a ze względu na niskie prawdopodobieństwo wystąpienia zbliżonych cech genetycznych, tworzy się banki potencjalnych dawców. Krwiodawstwo Krwiodawstwo – akcja społeczna mająca na celu pozyskiwanie krwi od osób zdrowych na rzecz osób wymagających transfuzji krwi (np. podczas operacji chirurgicznej) lub do produkcji preparatów krwiopochodnych. Krew pobiera się od dawców krwi w stacjach krwiodawstwa (stacjonarnych lub mobilnych – w specjalnych autobusach). Można to robić honorowo lub odpłatnie. Zabieg trwa od kilku do kilkunastu minut. Jednorazowo pobiera się 450 ml krwi (około 10% zawartości układu krwionośnego). Następnie preparaty przechowywane są w wyspecjalizowanych bankach tkanek zwanych bankami krwi. Aby krew dawcy została zakwalifikowana do transfuzji, musi przejść szczegółowe badania. Dawca nie może być zakażony krętkiem bladym (kiły), HIV, wirusem zapalenia wątroby (żółtaczki zakaźnej) typów B lub C. Jeśli test wypadnie dodatnio, krew nie jest przetaczana. Zadania 1. Podaj funkcję hemoglobiny. 2. Odczytaj z zamieszczonego w prezentacji diagramu częstotliwość występowania grup krwi w Polsce i podaj, którą z grup krwi będzie stacji krwiodawstwa najtrudniej zdobyć dla oczekującego pacjenta. 3. Określ sytuację, w której następuje konflikt serologiczny. 4. Podaj miejsce powstawania elementów morfotycznych krwi. 5. Wyjaśnij, dlaczego na podstawie wyniku badania krwi można wnioskować o stanie zdrowia całego organizmu. Czy znasz swoją grupę krwi? ( tak/ nie) Źródła W.Lewiński,J.Prokop, Biologia1, OPERON 2004r. B.Klimuszko, Biologia I, ŻAK,2000r. D.Cichy,I.Żeber-Dzikowska,DEBIT 2000r. B.Potocka,W.Górski, Biologia, MAC Edukacja 2003r. J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, OPERON 2007r. www.szkolnictwo.pl