Krew - wszystko o krwi oprócz norm.

Krew i płyn tkankowy – limfa, tworzą środowisko wewnętrzne ustroju,
w którym żyją wszystkie komórki i tkanki ciała. W związku z tym krew ma do spełnienia szereg bardzo ważnych zadań. Polegają one na :
1. Nieustannym dostarczeniu komórkom i tkankom substancji odżywczych
i tlenu,
2. Zabraniu z nich produktów rozpadu, które powstają w procesach przemiany i muszą ulec wydaleniu z ustroju,
3. Utrzymaniu stałości składu środowiska wewnętrznego ustroju niezależnie od ciągle zachodzących zmian pod wpływem czynników zewnętrznych
i wewnętrznych,
4. Zapewnieniu łączności pomiędzy poszczególnymi częściami i narządami ustroju za pomocą różnych substancji krążących we krwi (hormony),
5. Ochronie ustroju przed różnymi czynnikami szkodliwymi przenikającymi do niego z zewnątrz (ciałami obcymi, drobnoustrojami).

Ilościowo krew u człowieka stanowi ok.6,5% ciężaru ciała u kobiety i ok.7% u mężczyzny. Krew jest płynem nie przeźroczystym, czerwono zabarwionym, który pozostawieniu przez pewien czas w naczyniu rozdziela się na dwie warstwy. W warstwie dolnej, wskutek większego ciężaru właściwego, skupiają się komórki krwi, czyli tzw. elementy upostaciowe (morfotyczne). Należą do nich krwinki czerwone, krwinki białe, oraz płytki krwi. Płynna warstwa górna,
o opalizującym żółtawym zabarwieniu, nazywa się osoczem.

OSOCZE KRWI

Osocze stanowi objętościowo ok. 50-60% krwi.
Stosunek objętościowy osocza do elementów upostaciowanych oznaczamy za pomocą specjalnego przyrządu, zwanego hematokrytem. Jest to wąska rurka szklana zatopiona na jednym końcu, wyskalowana na sto podziałek. Rurkę taką wypełnioną krwią z dodatkiem niewielkiej ilości substancji zapobiegającej krzepnięciu wirujemy z dużą szybkością (3500 obrotów /min.) przez pół godziny. Elementy upostaciowane, jako cięższe, pod wpływem siły odśrodkowej opadają na dno, a osocze zbiera się nad zbitą warstwą krwinek.
Osocze zawiera 90-92% wody i 8-10% substancji stałych. Większość substancji stałych , bo ok.7% całego osocza, stanowią białka krwi. Białka krwi nie są jednorodne. Różnią się one miedzy sobą pod wieloma względami – składem aminokwasowym, budową chemiczną, strukturą przestrzenną, wielkością cząsteczek, ładunkiem elektrycznym. Istnieją różne sposoby klasyfikacji białek, najczęściej oparte na metodach, jakimi się dają poszczególne grupy od siebie oddzielić. Tradycyjny podział oparty na metodzie wysalania rozróżnia trzy główne frakcje – albuminy (4%), globuliny (2,8%), i fibrynogen (0,4%).
Stosując dokładniejsze i bardziej skomplikowane metody rozdziału można wyróżnić we frakcji globulinowej liczne podgrupy. Do ważniejszych należą gamma-globuliny będące nosicielami przeciwciał oraz lipoproteidy odgrywające ważną rolę w transporcie ciał tłuszczowych (lipidów).
Dzięki dużej wielkości cząsteczek białka osocza w zasadzie nie przenikają przez ścianę naczyń włosowatych, podczas gdy woda i rozpuszczone w niej sole mineralne oraz inne substancje drobno cząsteczkowe przechodzą przez nią bez trudu.
We frakcji globulinowej odróżniamy globuliny oznaczone pierwszymi kolejnymi literami alfabetu greckiego: alfa, beta i gamma. Do gamma-globulin należą krążące we krwi przeciw ciała. Są one produkowane przez komórki plazmatyczne. Natomiast albuminy i białka układu krzepnięcia krwi (fibrynogen, protrombina) są wytwarzane w wątrobie.
Reszta substancji stałych – to związki organiczne i sole mineralne. Do związków organicznych należą związki azotowe: aminokwasy, mocznik, kwas moczowy, kreatynina oraz związki bezazotowe: cukier gronowy, tłuszcze
i lipidy, kwas mlekowy.
Sole mineralne, czyli elektrolity, stanowią około 0,9-1% osocza. Występują tu kationy: sód, potas, wapń, magnez, żelazo, oraz aniony: chlor, fosfor, siarka, jod. Do anionów zaliczmy również białka.
Zawartość poszczególnych elektrolitów przedstawia poniższa tabela:

Zawartość elektrolitów
Elektrolity Stężenie Elektrolity Stężenie
Na+ 310-340 mg%
134-143mmol/l Cl- 340-370 mg%
97-106mmol/l
K+ 14-22 mg%
3,6-5,6mmol/l HPO-4 2,5-4,5 mg%
1,5-2mmol/l
Ca++ 9-11mg%
2,25-2,7mmol/l HCO-3 26-32mmol/l
Mg++ 2,6mg%
0,8-1,0mmol/l Białko 18mmol/l

Większość soli mineralnych osocza, bo około 0,6%, stanowi chlorek sodowy - NaCl. Reszta kationów występuje w postaci węglanów, chlorków oraz nieznacznej ilości siarczanów i fosforanów. Niewielka cześć soli jest związana
z białkami, większość jest rozpuszczalna w wodzie osocza.


KRZEPNIĘCIE KRWI

Wynaczyniona krew człowieka po 3-4 min. zaczyna krzepnąć i po 5-6min. zamienia się w galaretowaty skrzep, który przybiera kształt naczynia, w którym odbywa się krzepnięcie. Krzepnięcie krwi polega na przemianie rozpuszczonego we krwi białka – fibrynogenu w postać nierozpuszczalna – fibrynę, czyli włóknik. Przy krzepnięciu włóknik wytrąca się w postaci cienkich, splątanych ze sobą nici, które obejmują elementy upostaciowe, wskutek czego skrzep ma barwę czerwona.
Biologiczne znaczenie krzepnięcia polega na tym, że powstający przy przerwaniu naczynia skrzep tworzy tampon, który zapobiega dalszemu krwawieniu. W hemofilii, chorobie polegającej na wrodzonym zaburzeniu krzepliwości krwi, nawet niewielkie zranienie może doprowadzić do skrwawienia śmiertelnego.
Mechanizm krzepnięcia krwi jest bardzo złożony i wciąż jeszcze niecałkowicie wyjaśniony. Istota jego polega na szeregu kaskadowych reakcji, w których bierze udział co najmniej 30 różnych substancji. Upraszczając jednak sprawę, można wyróżnić trzy główne etapy krzepnięcia krwi – pierwszy polega na powstaniu substancji, zwanej aktywatorem protrombiny, w odpowiedzi na przerwanie naczynia lub zmiany w samej krwi. W drugim – aktywator protrombiny, katalizatuje przemianę protrombiny na trombinę. W trzecim – trombina działa jako enzym zamieniający fibrynogen na fibrynę, czyli włóknik. Ten ostatni ma postać gęstej sieci złożonej z długich włókien przebiegających
w różnych kierunkach, w której zostają uwięzione elementy komórkowe tworząc galaretowaty skrzep.
Ważna rola w procesie krzepnięcia przypada także płytkom krwi. Zawierają one fosfolipid, który jest niezbędnym składnikiem protrombiny, a także pewne inne składniki zwiększające zdolność agregacji i adhezji płytek. Przyczyniają się one do powstania czopu, który może zahamować krwawienie przez zatkanie przerwanej ciągłości naczynia.
Jeżeli krzepnięcie krwi w miejscu przerwania ciągłości naczynia jest reakcją korzystną chroniącą ustrój przed wykrwawieniem, to powstanie skrzepu wewnątrz naczynia jest zjawiskiem patologicznym, wysoce niebezpiecznym, prowadzącym niekiedy do groźnych dla życia następstw. Zatkanie przez zakrzep tętnicy prowadzi do martwicy obszaru przez tę tętnicę zaopatrywanego, co nazywamy zawałem.



ELEMENTY UPOSTACIOWNE KRWI

Krwinki czerwone (erytrocyty)

Krwinki czerwone mają kształt dwuwklęsłych krążków o średnicy około 7,5µm, grubości około 2µm. Widziane z boku mają kształt biszkopta. Tego rodzaju kształt zwiększa powierzchnię krwinek. Krwinki czerwone są wytwarzane w szpiku kostnym czerwonym. U człowieka przed wydostaniem się do krwi krwinki czerwone tracą jądro komórkowe.
Krwinki czerwone żyją około 120 dni. Pełnią one w tym czasie ważną funkcję w przenoszeniu gazów krwi – tlenu i dwutlenku węgla, dzięki zawartemu w nich barwnikowi – hemoglobinie.
Hemoglobina jest białkiem o masie cząsteczkowej około 68 000. Hemoglobina wiąże tlen tworząc oksyhemoglobinę, przy czym cząsteczka O2 jest dosyć luźno związana z żelazem dwuwartościowym. Reakcji tej nie należy utożsamić z utlenianiem. Przy zadziałaniu na krew w organizmie bądź poza nim środków utleniających dwuwartościowy jon Fe2+ zamienia się na jon trójwartościowy Fe3+ i taka hemoglobina, zwana methemoglobiną, nie może już pełnić funkcji przenośnika tlenu.
Związana z tlenem hemoglobina, ma kolor żywoczerwony nadający zabarwienie krwi tętniczej.
Przeciętna zawartość hemoglobiny we krwi wynosi około 16g w 100 ml
u mężczyzny i około 14g na 100 ml u kobiety. Zatem mężczyzna ważący 70 kg ma we krwi około 900g hemoglobiny. Ponieważ za okres życia krwinki czerwonej można przyjąć 120 dni, każdego dnia ulega rozpadowi około 7,5g hemoglobiny i tyleż musi na nowo powstać.
„Wysłużone” krwinki czerwone są niszczone głównie w śledzionie. Następuje przy tym odłączenie od hemoglobiny części zwanej hemem
i rozerwanie pierścienia hemowego, który zamienia się na biliwerdynę.
U człowieka większa część biliwerdyny ulega przekształceniu na bilirubinę, która w wątrobie zostaje sprzężona z kwasem glukuronowym
i wydalona z żółcią. Wyzwolone przy rozpadzie hemu żelazo zostaje zatrzymane w ustroju i zużyte do ponownej syntezy hemu. Przy dużych startach krwi dochodzi równocześnie do strat żelaza i niedokrwistości niedobarwliwej. Brak żelaza uniemożliwia wyprodukowanie dostatecznej ilości barwnika krwi –hemoglobiny.
W warunkach prawidłowych stężenie bilirubiny całkowitej we krwi nie przekracza 1,5 mg w 100ml. Przy większym jej stężeniu (ponad 34 µmol/l) następuje odkładanie tego barwnika w tkankach i skórze powodujące żółtaczkę. Przyczyną żółtaczki może być nadmierne wytwarzanie bilirubiny lub utrudnione jej wydalanie przez wątrobę lub drogi żółciowe. W żółtaczce spowodowanej hemolizą krwinek czerwonych wzrasta stężenie bilirubiny pośredniej.

Krwinki płytowe (płytki krwi, trombocyty)

Płytki krwi to małe (o średnicy 2-4µm) fragmenty cytoplazmy oderwane od olbrzymich komórek szpiku. Krwinki płytkowe biorą udział w procesie krzepnięcia krwi, zawierają one dużą ilość substancji obkurczającej naczynia krwionośne - serotoniny. Krwinki płytkowe gromadzą się w miejscach uszkodzenia naczyń, gdzie przylegają do uszkodzonej ściany naczyniowej
i uwalniają serotoninę, która powoduje miejscowy skurcz ściany naczyniowej, zmieniając krwawienie. 1 mm3 krwi zawiera około 300 000 płytek.

Krwinki białe

Duże ich zapasy są stale zgromadzone w szpiku kostnym, śledzionie
i węzłach chłonnych, skąd pod wpływem odpowiedniego bodźca mogą być natychmiast wrzucone do krwi, gdzie ich liczba może się zwiększyć dziesięciokrotnie. Pod wpływem odpowiednich bodźców może się zwiększyć wytwarzanie leukocytów.
W zależności od wyglądu i budowy dzielimy leukocyty na kilka rodzajów. Największą grupę stanowią granulocyty, zwane tak dlatego, że zawierają
w cytoplazmie liczne ziarnistości. Zależnie od sposobu, w jaki owe ziarnistości się barwią, odróżniamy granulocyty:
- obojętnochłonne
- kwasochłonne
- zasadochłonne
Najwięcej jest granulocytów obojętnochłonnych, które stanowią 50 – 70% całkowitej liczby krwinek białych. Granulocyty kwasochłonne stanowią 1 – 4%, zasadochłonne zaś tylko około 0,4% całkowitej liczby krwinek białych. Młode granulocyty mają jedno jądro w kształcie pałeczki lub podkowy. W miarę dojrzewania jądra granulocytów stają się wielopłatowe (segmentowane).
Oprócz granulocytów we krwi obwodowej znajdują się jeszcze dwa rodzaje krwinek białych jednojądrzastych. Są to:
1. limfocyty – komórki o dużym okrągłym jądrze i małej ilości cytoplazmy.
2. monocyty – komórki o dużej ilości bezziarnistej cytoplazmy i jądrze okrągłym lub owalnym, podobnym do kłębka jedwabiu.
Granulocyty są wytwarzane w szpiku kostnym. Komórki obojętnochłonne wchodzą do układu krążenia i przebywają we krwi ok. 7h. Ich całkowity okres przeżycia wynosi ok. 30h. Duża liczba tych krwinek przenika do przewodu pokarmowego i opuszcza ta drogą ustrój. Granulocyty obojętnochłonne mogą się przedostawać przez ścianę naczyń włosowatych do tkanek. Proces ten jest samoistny, następuje zwykle pod wpływem pewnych związków chemicznych powstających w zakażonych tkankach.

Granulocyty te w dużej ilości otaczają bakterie lub inne ciała obce usiłując je zniszczyć. W ognisku zakażenia i wokół niego wytwarza się płyn złożony
z milionów fagocytów – w większości krwinek białych obojętnochłonnych, bakterii i produktów ich rozpadu, zwany ropą.
W przebiegu zakażenia ustroju bakteriami zwiększa się liczba granulocytów krążących we krwi, co spowodowane jest mobilizacją ich do krwi przez czynnik zakaźny.

Limfocyty i monocyty

Większa część limfocytów wytwarzana jest w węzłach chłonnych
i śledzionach; stosukowo niewielka cześć – w szpiku kostnym. Limfocyty należą do komórek immunokompetentnych – tj. zdolnych do wytwarzania przeciwciał. Odróżnia się limfocyty małe i duże. Limfocyty małe wyglądają prawie jak jądra komórkowe otoczone znikomą ilością cytoplazmy. Limfocyty mają jądro jajowate i nieco większą ilość przejrzystej cytoplazmy.
Monocyty są czynnymi fagocytami, podobnie jak granulocyty obojętnochłonne.

MECHANIZMY OBRONNE KRWI

Niektóre składniki krwi odgrywają bardzo ważną rolę w reakcjach obronnych ustroju, chroniących go przed inwazją i działaniem drobnoustrojów chorobotwórczych oraz innych ciał obcych dostających się do ustroju, a być może także przed rozwojem komórek nowotworowych. Te obronne reakcje polegają na wytwarzaniu substancji, które reagują z wtargniętym do ustroju ciałem obcym, tak by je unieszkodliwić i wydalić.

Przeciwciała

Wtargnięcie do ustroju antygenu powoduje wytwarzanie swoistego przeciwciała, którym jest białko o budowie chemicznej dopasowanej do danego antygenu.
Prze długi czas sadzono, że przeciwciała rozwijają swe działanie dopiero wtedy, kiedy zostaną wydzielone do krwi lub do innych płynów ustrojowych. Przeciwciała te nazywano humoralnymi.
Okazało się, że oprócz odpornościowego mechanizmu humoralnego istnieje jeszcze inny – odporność komórkowa, polegająca na tym, że przeciwciała pozostają związane z powierzchnią komórki, która je wytwarza. Antygeny mające postać wolnych białek, a także wirusy najczęściej wywołują reakcje humoralne, natomiast żywe komórki jako antygeny – a więc bakterie lub przeszczepione tkanki – wywołują raczej reakcje immunologiczne typu komórkowego. Przyczyna tej różnicy pozostaje nieznana.
Połączenie się antygenu z przeciwciałem humoralnym jest pierwszym etapem całego łańcucha reakcji skierowanych na zniszczenie i usunięcie
z ustroju antygenu. Taki kompleks antygen – przeciwciało ulega bądź to fagocytozie przez odpowiednie komórki krwi, bądź enzymatycznemu rozkładowi przez układ tzw. dopełniacza, który składa się z dziewięciu różnych białek obdarzonych właściwościami enzymatycznymi.
Wszystkie przeciwciała są białkami i należą do klasy tzw. immunoglobulin. W ustroju człowieka odróżnia się pięć rodzajów immunoglobulin humoralnych oznaczonych symbolami: IgG, IgM, IgA, IgD i IgE. Najlepiej poznana jest klasa immunoglobulin G (IgG), która jest głównym przedstawicielem ciał odpornościowych we krwi i odgrywa rolę czynnika zwalczającego zakażenie drobnoustrojami.
W wytwarzaniu immunoglobulin kluczową rolę odgrywają limfocyty małe. Odróżnia się dwie populację tych komórek – limfocyty T i B. Pod mikroskopem wyglądają one identycznie, różnią się jednak pochodzeniem i rodzajem reakcji immunologicznych, w których biorą udział. Pierwsze pochodzą z grasicy, drugie u ptaków są wytwarzane w narządzie, zwanym torebką Fabrycjusza, który nie ma odpowiednika w organizmie w ssaków. Przypuszcza się, że limfocyty B
u ssaków powstają w wątrobie, w okresie płodowym.
Pod wpływem zetknięcia się z antygenem limfocyty pozostające dotychczas w stanie „spoczynku” zaczynają intensywnie rosnąć i szybko rozmnażać, przy czym limfocyty T ulegają przemianie na limfoblasty, limfocyty B zaś na komórki plazmatyczne. Te ostatnie wytwarzają swoiste przeciwciała skierowane przeciwko antygenowi, który zadziałał na komórkę. Każda komórka plazmatyczna wytwarza tylko jeden rodzaj przeciwciała. Pobudzone przez antygen limfocyty T nie produkują przeciwciał humoralnych, lecz pełnią ważną funkcję w reakcjach immunologicznych typu komórkowego, m. in.
w odrzucaniu przeszczepów narządów gatunkowo obcych.
Często reakcja antygen – przeciwciało wywołuje w ustroju duże zaburzenia, dające znane objawy chorób uczuleniowych, czyli alergicznych. Dzieje się to zwłaszcza wtedy, kiedy przeciwciała są związane z komórkami w naczyniach krwionośnych lub drogach oddechowych. W wyniku reakcji antygen – przeciwciało następuje uszkodzenie komórek gospodarza. Wydzielają się przy tym pewne substancje, które powodują np. skurcz oskrzeli, rozszerzenie naczyń błony śluzowej nosa, uszkodzenie naczyń włosowatych skóry.
Pomimo tych niekiedy niekorzystnych zjawisk ubocznych reakcji antygen – przeciwciało odpowiedź immunologiczna ustroju jako podstawowy mechanizm obronny jest niezwykle ważna dla życia. Młode zwierzęta, którym usunięto grasicę, pozostają niezdolne do wytwarzania przeciwciał i szybko giną
z powodu inwazji drobnoustrojów. Przed śmiercią może je uchronić tylko hodowla w warunkach całkowicie jałowych.
GRUPY KRWI I PRZETACZANIE KRWI

Odczyny immunologiczne mające na celu obronę organizmu przed inwazją ciał obcych, jak już wspomniano, stoją na przeszkodzie w przeszczepianiu tkanek od jednego osobnika do drugiego. Pierwszą taką tkanką, która spróbowano przeszczepić w większej ilości z jednego organizmu do drugiego, była krew. Powstałe przy tym problemy immunologiczne przyczyniły się do rozwoju immunologii. Krwinki czerwone, podobnie jak inne żywe komórki, mają właściwości antygenowe. O tych właściwościach decydują pewne substancje, które znajdują się na powierzchni krwinek czerwonych. Pod względem chemicznym są to glikoproteiny. Obecnie odróżnia się do najmniej 14 układów grupowych krwinek czerwonych zdeterminowanych przez te antygeny. Nie wszystkie one mają znaczenia praktyczne. W praktyce klinicznej, głównie przy przetaczaniu krwi i przeszczepianiu narządów, znaczenie mają układy A, B, O, Rhesus (Rh), Kell, Duffy, li i HLA.
Najwcześniej, bo w 1901 roku, został wykryty przez Landsteinera układ grupowy ABO, który przez długi czas służył za podstawę w praktyce przetaczania krwi.
Jest rzeczą oczywistą, że przeciwciała anty-A nie mogą występować
w grupie krwi A i AB, a przeciwciała anty-B w grupach B i AB, gdyż prowadziłoby to do niszczenia własnych krwinek. Przez długi czas nazywano przeciwciała anty-A i anty-B „naturalnymi”, gdyż uważano, iż powstają one samoistnie. Obecnie uważa się, że powstają one wskutek ekspozycji na podobne antygeny w okresie płodowym i noworodkowym. Na powierzchni krwinek znajduje się ponadto tzw. substancja H, która jest prekursorem antygenów A i B, najwięcej jej zawierają krwinki grupy 0, najmniej krwinki grupy AB.
Inny ważny układ antygenowy, wykryty pierwotnie w krwinkach małpy Rhesus i dlatego określony mianem Rh, jest także złożoną mieszaniną antygenów, wśród których najważniejszy jest antygen D. Występuje on nie
u wszystkich ludzi, w związku z czym rozróżnia się grupy Rh+ i Rh-, co jest równoznaczne z obecnością lub brakiem antygenu D w krwinkach czerwonych.
Inne wspomniane układy antygenowe mają znaczenie w powstaniu niektórych chorób hemolitycznych i reakcji po przetoczeniu krwi.
Współczesna transfuzjologia musi uwzględnić wszystkie ważniejsze właściwości antygenowe krwinek, aby zapewnić całkowite bezpieczeństwo transfuzji krwi. Obecnie dąży się do tego, aby przy leczeniu krwią podawać tylko ten składnik, którego brak jest przyczyną choroby. Większość przetoczeń krwi stosuje się w leczeniu niedokrwistości. Pełną krew stosuje się na ogół
w ostrych krwotokach. Przed przetoczeniem krwi, poza oznaczeniem odpowiednich układów grupowych, stosuje się zawsze próbę krzyżową, która polega na zmieszaniu krwinek dawcy z surowicą biorcy i odwrotnie.