KREW I HEMATOPOEZA
advertisement
KREW I HEMATOPOEZA Funkcje krwi: Krew jest tkanką płynną, ponieważ płynna jest istota międzykomórkowa (osocze) Skład osocza krwi Wskaźnik hematokrytu elementy morfotyczne osocze Woda erytrocyty objętość elementów morfotycznych Białka: albuminy, globuliny α, β, γ (immunoglobuliny), fibrynogen 7 – 8% Inne substancje: 1 – 2% produkty przemiany materii (mocznik, kwas moczowy, kreatynina, sole amonowe) objętość krwi pełnej mężczyźni kobiety 0.4 – 0.5 0.35 – 0.45 Na wartość wskaźnika hematokrytu największy wpływ ma ilość krwinek czerwonych Rozmaz krwi 91 – 92% jony (Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, HCO3 -, PO4-3, SO4-2 ) leukocyty i płytki Hct = • 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 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) 4 500 000 - 5 000 000 /mm3 Leukocyty (krwinki białe) 5 000 - 10 000 /mm3 Trombocyty (płytki krwi) 200 000 - 400 000 /mm3 granulocyty agranulocyty Neutrofile 55 - 65 % (obojętnochłonne) Eozynofile 2 - 4% (kwasochłonne) Bazofile (zasadochłonne) 0.5 - 1 % 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, które są terenem ich działania retikulocyt (1-2 %) Erytrocyty utrzymują kształt dzięki obecności wewnętrznego szkieletu błonowego Cukrowce glikokaliksu erytrocytów są antygenami układu AB0 galaktoza glikoforyna ankyryna aktyna glukoza białko III szczytu białko 4.2 fukoza N-acetyloglukozamina białko 4.1 ANTYGEN 0 galaktoza N-acetylogalaktozamina galaktoza glukoza glukoza spektryna aktyna N-acetyloglukozamina adducyna Białka transportowe błony: • białko III szczytu – transporter anionowy • pompa sodowo-potasowa LEUKOCYTY GRANULOCYTY AGRANULOCYTY (neutrofile, eozynofile, bazofile) (limfocyty, monocyty) fukoza N-acetyloglukozamina fukoza ANTYGEN B ANTYGEN A Neutrofile fagocytują i zabijają bakterie 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 ok. 12 µm • segmentowane jądro • ubogie organelle • ziarnistości Zdolne do: • ruchu pełzakowatego • fagocytozy • zabijania bakterii • produkcji mediatorów regulujących reakcje immunologiczne ziarnistości pseudopodia Neutrofile są głównymi komórkami ostrego stanu zapalnego 2 Ziarna neutrofila i ich zawartość Ruch pełzakowaty Ziarna azurochłonne • mieloperoksydaza • defenzyny • lizozym • azurocydyna • elastaza, katepsyna G 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 • katelicydyna • laktoferryna • lizozym • kolagenaza Ziarna trzeciorzędowe • żelatynaza (kolagenaza) • metaloproteinazy • lizozym Pęcherzyki wydzielnicze • albumina • fosfataza zasadowa • receptory dla dopełniacza • cząsteczki adhezyjne 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. Etapy migracji leukocytów przez ścianę naczynia marginacja toczenie adhezja diapedeza aktywacja cukier integryna ICAM-1 selektyna 1. Pod wpływem czynników chemotaktycznych leukocyt zbliża się do ściany naczynia (marginacja); leukocyt i komórki śródbłonka ulegają aktywacji. 2. Selektyny śródbłonka wiążą reszty cukrowcowe glikokaliksu leukocyta – słabe wiązanie, prąd krwi „popycha” leukocyt po powierzchni śródbłonka (toczenie). 3. Integryny leukocyta wiążą ICAM-1 śródbłonka – silne wiązanie (adhezja). 4. Leukocyt „przeciska się” przez szczelinę między komórkami śródbłonka (diapedeza) Neutrofil receptor dla dopełniacza dopełniacz Dlaczego neutrofilom tak „smakują” bakterie? Bakteria rejon Fc przeciwciała receptor dla Fc Fagocytoza: • głównie bakterii • szczególnie intensywna po opłaszczeniu bakterii przeciwciałami i/lub składnikami dopełniacza (mechanizm receptorowy) Neutrofile (i inne komórki uczestniczące w nieswoistych procesach obronnych) mają tzw. receptory rozpoznające wzorzec (patogenu). Receptory te rozpoznają: • specyficzne substancje obecne w ścianach bakterii i grzybów • bakteryjny DNA • wirusowe kwasy nukleinowe. A zatem komórki te mogą wstępnie odróżniać patogeny od elementów nieszkodliwych lub własnych struktur organizmu 3 Zabijanie i trawienie bakterii Defenzyny „dziurawią” błonę komórkową bakterii • „wybuch tlenowy” • fuzja ziarn z fagosomem • zabicie bakterii • trawienie bakterii Podobny mechanizm działania ma katelicydyna System zabijania bakterii: Czynniki tlenozależne • mieloperoksydaza - H 2O2 - jony chlorkowe i jodkowe (chlorowanie i jodowanie) • rodniki ponadtlenkowe i hydroksylowe (utlenianie, hydroksylacja) bakterie jądro Czynniki tlenoniezależne • lizozym (trawi ściany kom. bakterii) • laktoferryna (wiąże Fe, hamuje metabolizm bakterii) • defenzyny ziarnistości • katelicydyny glikogen Podsumowanie... fagosom Aktywacja Neutrofile zabijają bakterie nawet po swojej śmierci… Zewnątrzkomórkowa sieć neutrofila (NET – neutrophil extracellular trap) W trakcie zabijania bakterii neutrofile giną. Jeżeli proces zapalny jest bardzo intensywny, szczątki neutrofili i bakterii tworzą ropę Podwyższona liczba neutrofili w krwi obwodowej najczęściej świadczy o toczącym się procesie zapalnym wywołanym zakażeniem bakteryjnym DNA Z ginących neutrofili wydostaje się rozluźniona chromatyna, tworząc gęstą zewnątrzkomórkową sieć, do której przyczepiają się antybakteryjne białka neutrofila. Bakterie złapane w tę sieć giną. Funkcje eozynofili limfocyt rdzeń - MBP (główne białko zasadowe) - ECP (białko kationowe eozynofili) - EDN (eozynofilową neurotoksynę) - eozynofilową peroksydazę - enzymy hydrolityczne - cytokiny rozluźnienie chromatyny śmierć i tworzenie sieci Eozynofile zabijają larwy pasożytów i współpracują z mastocytami w reakcjach alergicznych • średnica ok. 15 µm • dwusegmentowe jądro • ubogie organelle • kwasochłonne ziarna swoiste, zawierające: „wybuch tlenowy” mastocyt • zabijanie larw pasożytów (poprzez wydzielanie zawartości ziarn) ziarna swoiste • 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 • nieliczne ziarna azurochłonne 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, komórki prezentujące antygeny (dendrytyczne) lub osteoklasty • średnica 15-20 µm • nerkowate jądro • dobrze rozwinięte organelle • ziarna azurochłonne • lizosomy • 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+ ) • strefa centralna (granulomer) - organelle i ziarna - glikogen hialomer 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 Szpik krwiotwórczy miejsce hematopoezy Przedziały: • naczyniowy • hematopoetyczny • rusztowanie z tkanki łącznej siateczkowej: włókna siateczkowe i komórki zrębowe (fibroblasty, makrofagi, mezenchymatyczne kom. macierzyste) • w jego obrębie grupy dojrzewających komórek krwi i nieliczne adipocyty jednopęcherzykowe Przedział naczyniowy Cienkościenne naczynia zatokowe (odmiana naczyń włosowatych): • śródbłonek • nieciągła blaszka podstawna • komórki przydankowe (odmiana perycytów) Komórki śródbłonkowe budujące ścianę naczynia tworzą doraźnie tzw. pory migracyjne dla komórek szpikowych przechodzących do krwi Przedział hematopoetyczny Komórki przydankowe regulują ten proces poprzez „odsłanianie” fragmentów ściany naczynia 6 Komórki o podobnej morfologii Wszystkie komórki krwi wywodzą się z jednej komórki macierzystej CFU-LT CFU - L Komórki różniące się morfologicznie CFU-LB Komórki progenitorowe Komórki macierzyste szpiku krwiotwórczego (można je uzyskiwać przez punkcję szpiku lub z krwi obwodowej) • komórki macierzyste hemopoezy • mezenchymatyczne komórki macierzyste (wchodzą w skład zrębu) Komórki macierzyste hematopoezy są od ponad 20 lat wykorzystywane w leczeniu białaczek i chłoniaków komórki progenitorowe śródbłonka Rozmaz krwi „przeszczep szpiku”: • allogeniczny • autologiczny Powstawanie erytrocytów (linia erytropoezy) rybosomy proerytroblast retikulocyty erytroblast zasadochłonny Rozmaz szpiku Mielogram: • linia rozwojowa erytrocytów: 20% • linia rozwojowa granulocytów: 65% • pozostałe linie:15% erytroblast polichromatofilny (wielobarwliwy) (erytrocyty zawierające skupiska rybosomów; „najmłodsza” forma erytrocytów w krwi) erytroblast kwasochłonny hemoglobina 7 Powstawanie granulocytów (linia granulopoezy) mieloblast Różnicujące się komórki linii erytropoezy często grupują się wokół makrofagów… promielocyt (wytwarzanie ziarn azurochłonnych) mielocyty (wytwarzanie ziarn swoistych) “młody” neutrofil (forma pałeczkowata) … a komórki linii granulopoezy wokół adipocytów metamielocyty (wytwarzanie ziarn żelatynazowych w linii neutrofili) 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 (głębokie wpuklenia błony komórkowej) Niektóre czynniki wpływające na hemopoezę Białaczki: nowotworowy rozrost prekursorów komórek krwi (różnych linii) (SCF) 8
