Histologia/Krew szpik kostny i odnowa komórek krwi

Z Brain-wiki
Wersja z dnia 12:57, 21 maj 2015 autorstwa Annach (dyskusja | edycje) (Utworzono nową stronę "==KREW== Krew jest płynem ustrojowym, który pełni funkcję transportową i zapewnia komunikację pomiędzy poszczególnymi układami organizmu. Krew należy do płynn...")
(różn.) ← poprzednia wersja | przejdź do aktualnej wersji (różn.) | następna wersja → (różn.)

KREW

Krew jest płynem ustrojowym, który pełni funkcję transportową i zapewnia komunikację pomiędzy poszczególnymi układami organizmu. Krew należy do płynnej tkanki łącznej. Krąży w naczyniach krwionośnych (układ krwionośny zamknięty) lub w jamie ciała (układ krwionośny otwarty). Zawiera 4 główne składniki:

  • erytrocyty
  • leukocyty
  • trombocyty
  • osocze

Komórki krwi stanowią 45%, zaś osocze 55% krwi. Rozmaz krwi sporządza się mieszając ja uprzednio z substancją, która zapobiega jej krzepnięciu (antykoagulant).

Erytrocyty (krwinki czerwone)

Erytrocyty
  • czerwone (różowe) ciałko krwi
  • kolor różowy (kwasochłonność) wynika z obecności w nich związku przenoszącego tlen - hemoglobiny (wiąże ona eozynę --> kwaśny barwnik)
  • okrągła, dwuwklęsła w środku komórka - taki kształt zwiększa do maksimum wymianę tlenu
  • średnica 6,5 - 8,5 μm
  • są jaśniejsze w części centralnej i ciemniejsze na obrzeżu
  • nie mają jądra (jest usunięte w czasie ich powstawania)
  • nie ma organelli gdyż uległy one degradacji podczas różnicowania się komórek
  • czerpią energię z beztlenowego rozkładu glukozy i wytwarzając ATP (przez szlak heksozomonofosforanowy)
  • mają dużą zdolność do odkształcania się (przeciskają się przez cienkie naczynia włosowate --> o średnicy do 3 - 4 μm)
  • mają wzmocnioną siecią cytoszkieletu błonę komórkową - dzięki temu zachowują swój kształt
Od lewej do prawej: erytrocyt, trombocyt, leukocyt
  • prawidłowy erytrocyt - normocyt
  • krwinki większe od prawidłowych - makrocyty
  • krwinki mniejsze od prawidłowych - mikrocyty
  • liczba erytrocytów w organizmie:
    • u mężczyzn około 5,4 mln/mm³ w krwi obwodowej
    • u kobiet około 4,5 mln/mm³
    • u noworodka około 7 mln/mm³
  • nie posiadają mechanizmu, który mógłby naprawiać powstające w nich z czasem uszkodzenia
  • czas życia - około 120 dni (ulegają zniszczeniu głównie w śledzionie); organizm nieustannie produkuje nowe erytrocyty; w pewnym momencie komórki przestają być podatne na odkształcenia i nie mogą przecisnąć się przez układ mikrokrążenia w śledzionie (są usuwane poprzez fagocytozę)
  • wytwarzane są w szpiku kostnym (po 4 roku życia; wcześniej w śledzionie)
  • ich główną czynnością jest przenoszenie tlenu - obecna w erytrocytach hemoglobina łączy się z tlenem --> powstaje oksyhemoglobina. Cząsteczka hemoglobiny jest tzw. tetramerem, czyli składa się z czterech połączonych ze sobą łańcuchów białkowych. Każda z podjednostek posiada wbudowany hem, wewnątrz którego znajduje się atom żelaza dwu wartościowego Fe2+, który ma możliwość przyłączania jednej cząsteczki tlenu; połączenie to jest nietrwałe --> tlen może być uwalniany do tkanek

Leukocyty (krwinki białe)

  • podstawowy element układu odpornościowego
  • liczba: od 4×109 do 10×109 w litrze krwi
  • w ich komórkach występuje jądro (mają swój własny metabolizm i możliwość podziału)
  • u dużej części krwinek białych (granulocyty) w cytoplazmie występuje charakterystyczna ziarnistość (są to lizosomy, które zawierają enzymy)
  • podział:
    • granulocyty (limfocyty, monocyty)
    • agranulocyty (neutrofile, eozynofile, bazofile)
  • funkcje:
    • fagocytoza (pochłanianie, trawienie komórek drobnoustrojów oraz martwych krwinek czerwonych przez część krwinek białych)
    • odporność swoista (przeciwciała)
  • zmniejszona liczba leukocytów we krwi - leukopenia
  • zwiększona liczba leukocytów we krwi - hiperleukocytoza (lub potocznie leukocytoza)

Tabela pochodzi z polskiej wikipedii, lecz została częściowo rozszerzona

Typ Zdjęcia Schemat Udział % w krwi dorosłego człowieka Opis
Neutrofil GranulocytObojętnochłonny.jpg Neutrophil.png 54–62% Najliczniejsze krwinki białe we krwi. Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne) zapewniają ochronę przed drobnoustrojami na drodze fagocytozy (po właściwej stymulacji przechodzą z krwi do tkanek i stają się "żerne"), są wytwarzane intensywnie podczas stanów zapalnych. Fagocytują bakterie i martwe komórki. Po dotarciu do tkanki podporowej reagują na substancje chemiczne (np. uwalniane z martwych komórek) - poruszają się wkierunku ich największych stężeń. Posiadają jądra podzielone na segmenty (2-5) połączone ze sobą delikatnym pasmem materiału jądrowego. Cytoplazma zawiera 3 rodzaje pęcherzyków:
  • pierwotne - pojawiają się jako pierwsze lecz w miarę dojrzewania komórki jest ich stosunkowo mniej od wtórnych; zawierają m.inn. substancje antybakteryjne
  • wtórne - dwukrotnie mniejsze niż ziarenka pierwotne, biorą udział w mobilizacji mediatorów zapalenia i aktywacji dopełniacza
  • trzeciorzędowe - wbudowują do błony komórkowej niektóre glikoproteiny (co może nasilać adhezję komórkową)

Poruszają się ruchem pełzakowatym. Są odpowiedzialne za wytwarzanie ropy. Żyją 2-4 dni, umierają zaraz po przeprowadzeniu fagocytozy, która wymaga dużej ilości energii.

Eozynofil GranulocytKwasochłonny.jpg Eosinophil2.png 1–6% Eozynofile (granulocyty kwasochłonne) są odpowiedzialne za niszczenie obcych białek np. alergenów. Są intensywnie wytwarzane podczas zarażenia pasożytem. Poruszają się ruchem pełzakowatym i fagocytują, ale są mniej aktywne niż neutrofile. Są odpowiedzialne za niszczenie larw i jaj pasożytów. Mają jądro okularowe (dwupłatowe). Eozynofile regulują procesy alergiczne – powodują, że alergia jest łagodniejsza. We krwi przebywają od 3 do 8 godzin, a następnie przechodzą (głównie) do skóry, płuc i przewodu pokarmowego. Najwięcej jest ich rano. Nie wiadomo dokładnie jak długo żyją.
Bazofil GranulocytZasadochłonny.jpg Basophil.png <1% Bazofile (granulocyty zasadochłonne) nie posiadają zdolności do fagocytozy oraz nie poruszają się ruchem pełzakowatym. Posiadają duże zasadochłonne ziarenka cytoplazmatyczne. Produkują interleukinę 4, która pobudza limfocyty B oraz heparynę i serotoninę. Kontakt z alergenem prowadzi do egzocytozy, która powoduje uwolnienie histaminy.
Limfocyt Lymphocyte2.jpg Lymphocyte.png 25–33% Limfocyty należą do agranulocytów. Mają kuliste jądra i okrągły kształt. ich liczba wzrasta w odpowiedzi na infekcję wirusową. Małe limfocyty, które krążą we krwi wędrują do tkanek i wyspecjalizowanych narządów układu odpornościowego. Odpowiedzialne są za nadzór immunologiczny --> wykrywaja pojawienie się obcych antygenów. Dzielą się na:
  • Limfocyty B – dojrzewają w węzłach chłonnych lub grudkach limfatycznych
  • Limfocyty T:
    • Limfocyty Th – powodują odpowiedź immunologiczną organizmu
    • Limfocyty Tc – są odpowiedzialne za niszczenie wirusów
    • Limfocyty Ts – powodują zmniejszenie reakcji odpornościowej organizmu. Ich niedobór wzmaga alergię.
Monocyt Monocyte.png 2–10% Monocyty są największymi z leukocytów. Posiadają duże zniekształcone jądro oraz wytwarzają interferon. Cytoplazma zawiera liczne niewielkie lizosomy i wakuole. Mają średnicę do 20 mikrometrów. Wykazują chemotaksję w stosunku do obumarłej tkanki, wnikających drobnoustrojów i mediatorów zapalenia. Monocyty mają dużą zdolność do fagocytozy. Gdy dojrzeją przekształcają się w makrofagi.
Makrofag Macrophage.jpg Macrophage.png Są to dojrzałe monocyty. Mają zdolność do przedostawania się poza światło naczyń.

Na pierwszym filmie krwawy dramat - biała krwinka goni bakterię i ją pożera! Drugi film przedstawia śmierć neutrofila.

Trombocyty (płytki krwi, płytki Bizzozera) i megakariocyty

Megakariocyty:

  • duże komórki szpiku kostnego (o średnicy 50-100 μm)
  • wytwarzają płytki krwi
Trombocyty

Trombocyty:

  • podłużna komórka pozbawiona jądra
  • mniejszy od pozostałych komórkowych składników krwi człowieka
  • powstają w wyniku oderwania się fragmentów cytoplazmy megakariocytów
  • zawierają mitochondria, mikrotubule, ziarna glikogenu
  • czasem zawierają elementy aparatu Golgiego i rybosomy
  • na powierzchni błony komórkowej znajdują się cząsteczki adhezji międzykomórkowej umożliwiające adhezję płytek
  • od strony cytoplazmy błona komórkowa związana jest z filamentami aktynowymi
  • posiadają układ kanalików, poprzez które wydzielane są zawartości ziaren
  • zawierają 4 rodzaje ziarenek:
    • alfa - zawierają różne białka (m. inn. czynniki krzepnięcia)
    • gęste - zawierają serotoninę
    • lizosomy - zawierające np. kwaśne hydrolazy absorbowaną z osocza
    • peroksysomy - prawdopodobnie zawierające enzym katalizujący proces rozkładu nadtlenku wodoru do wody i tlenu
  • odgrywa istotną rolę w procesach krzepnięcia krwi - po uszkodzeniu śródbłonka naczyń krwionośnych przylegają do kolagenu; aktyna, miozyna i mikrotubule umożliwiają im odwracalna zmianę kształtu (dzięki temu mogą przylegnąć do miejsca uszkodzenia); przez układ kanalików uwalniane są zawartości ziaren; aktywowany jest proces krzepnięcia krwi i wytwarza się fibryna - o długich, nitkowatych cząsteczkach tworzących włókna
  • zawierają ziarnistości odpowiedzialne za proces inicjacji krzepnięcia, fibrynolizy i skurczu naczyń krwionośnych
  • norma u dorosłego człowieka: 200–400 tys/mm³
  • żyją od 1 do 2 tygodni
  • tzw. małopłytkowość powoduje samoistne krwawienie - płytki nie są w stanie zasklepiać mikroskopijnych przecieków (niewielkich uszkodzeń naczyń krwionośnych)

Osocze krwi

Osocze krwi (patrz lewa probówka)
  • płynny składnik krwi o słomkowej barwie
  • w nim zawieszone są komórki
  • transportuje cząsteczki niezbędne komórkom (elektrolity, białka, składniki odżywcze)
  • transportuje produkty ich przemiany materii
  • ma zdolność krzepnięcia
  • skład:
    • woda (90%)
    • białka
      • albuminy - główne białko występujące w osoczu, stanowi 60% wszystkich zawartych w nim białek; posiadają ładunek ujemny co zapobiega przedostawaniu się tego białka z krwi do moczu; pełnią istotną rolę w utrzymaniu ciśnienia onkotycznego (niezbędnego do zachowania prawidłowych proporcji między ilością wody zawartą we krwi, a ilością wody w płynach tkankowych); białko to także transportuje niektóre hormony, leki, kwasy tłuszczowe i barwniki żółciowych; wiąże również i transportuje dwutlenek węgla
      • globuliny - odpowiedzialne za mechanizmy odpornościowe; wiążą tłuszcze i glukozę
      • fibrynogen - angażowane w końcowej fazie procesu krzepnięcia i przekształcane w białko fibrylarne – fibrynę, która współtworzy skrzep krwi
    • kwasy tłuszczowe
    • glukoza
    • cholesterol
    • trójglicerydy
    • witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K)
    • dwutlenek węgla
    • produkty metabolizmu białek (mocznik, aminokwasy)
    • produkty metabolizmu hemu (bilirubina oraz urobilinogen)
    • sole mineralne (Cl-,K+,Na+)

Krzepnięcie krwi

Szczegółowy przebieg procesu krzepnięcia krwi
  • mechanizm obronny organizmu w wypadku przerwania ciągłości tkanek
  • proces zapobiegający utracie krwi
  • przebieg procesu:
    • osłonięcie za pomocą czopu płytkowego (trombocytów) miejsca nieciągłości - czasowo doprowadza do zahamowania krwawienia
    • trombocyty ulegają aktywacji i uwalniają szereg substancji czynnych z ziarnistości α i β (dodatkowo nasilają one ich aktywację)
    • uwolniona serotonina powoduje zwężenie naczyń krwionośnych w obrębie zranienia
    • aktywacja kaskady krzepnięcia --> krążące w osoczu krwi nieaktywne czynniki krzepnięcia zaczynają się wzajemnie aktywować
    • właściwy skrzep powstaje poprzez utworzenie sieci włóknika, która powoduje jego wzmocnienie i stabilizację
    • płytki krwi wydzielają trombokinazę
    • trombokinaza uruchamia szereg procesów prowadzących do powstania właściwego czynnika inicjującego krzepnięcie krwi
    • w procesie tym istotne są: jony wapnia (Ca2+) oraz białkowe czynniki osocza
    • czynnik X + czynnika Va + fosfolipidy powierzchniowe tworzą kompleks, który przekształca II czynnik krzepnięcia (protrombinę) do trombiny
    • trombina przekształca fibrynogen do fibryny --> sieć włókien (szkielet skrzepu)
  • osoczowe czynniki krzepnięcia krwi
    • czynnik I – fibrynogen
    • czynnik II – protrombina
    • czynnik III – tromboplastyna tkankowa
    • czynnik IV – zjonizowany wapń (Ca2+)
    • czynnik V – proakceleryna (czynnik chwiejny, ac-globulina)
    • czynnik VI – akceleryna (aktywny czynnik V)
    • czynnik VII – prokonwertyna (czynnik stabilny)
    • czynnik VIII – globulina przeciwkrwawiączkowa (czynnik przeciwhemofilowy A, AHG)
    • czynnik IX – zwany czynnikiem Christmasa (czynnik przeciwhemofilowy B, PTC)
    • czynnik X – czynnik Stuarta–Prowera
    • czynnik XI – PTA (czynnik przeciwhemofilowy C, czynnik Rosenthala)
    • czynnik XII – czynnik Hagemana (czynnik kontaktowy)
    • czynnik XIII – stabilizujący włóknik (fibrynaza, FSF czynik Laki–Loranda, transglutamidaza osoczowa)
    • prekalikreina – czynnik Fletchera
    • kininogen – czynnik Fitzgeralda

SZPIK KOSTNY

Szpik kostny to tkanka o gąbczastej konsystencji znajdująca się wewnątrz jam szpikowych kości długich oraz w małych jamkach w obrębie istoty gąbczastej kości. Główne funkcje:

  • czynność krwiotwórcza
  • rola w działaniu układu odpornościowego - dojrzewaja w nim limfocyty B zawierające przeciwciała


<videoflash>4uuyRhN04sM&feature=channel</videoflash>

Budowa

  • stanowi około 5% masy ciała
  • miejsce odnowy komórek i płytek krwi
  • miąższ szpiku kostnego – komórki pośrednie i końcowe procesu wytwarzania erytrocytów, leukocytów i płytek krwi; zawiera także makrofagi i komórki tuczne
  • funkcje:
    • wytwarzanie komórek krwi, komórek tucznych i komórek dendrycznych
    • odnowa komórek macierzystych
    • niszczenie zużytych i wadliwych erytrocytów (pochodzi z nich żelazo, które jest w szpiku kostnym przechowywane w cytoplazmie makrofagów w formie związanej z ferrytyną – ziarna o średnicy 12 nm)

Podstawowe jednostki budulcowe:

  • tkanka siateczkowata
    • rodzaj tkanki łącznej
    • charakteryzuje się dużą ilością gwiaździstych komórek (przede wszystkim fibroblastów), które łączą się między sobą wypustkami cytoplazmatycznymi --> tworzą w ten sposób przestrzenną sieć
    • zawiera włókna retikulinowe
  • naczynia włosowate - sieć naczyń włosowatych uchodzi do szeregu naczyń zatokowych (sinusoidów), które z kolei łączą się z dużą zatoką środkową, z której krew odpływa przez żyłę wpustową; dojrzałe krwinki (zanim zostaną dopuszczone do krążenia) najprawdopodobniej przylegają przez pewien okres czasu do śródbłonka sinusoidów

Szpik kostny czerwony

  • miejsce aktywnego wytwarzania komórek krwi

Szpik kostny żółty

  • składa się głównie z tkanki tłuszczowej żółtej
  • nie wytwarza komórek krwi
  • brak go u noworodków

Hemocytopoeza

  • komórki krwi powstają w szpiku kostnym z pluripotencjalnych komórek macierzystych, które w szpiku są nieliczne (1:10000 w stosunku do innych komórek jądrowych)

Erytropoeza

  • proces wytwarzania erytrocytów
  • trwa około 7 dni
  • wymaga aktywacji genu gata-1
  • w ciągu 24 h niszczonych jest około 20 mld erytrocytów (w szpiku kostnym i śledzionie), które muszą być przez szpik kostny zastąpione kolejnymi
  • przebieg: komórka macierzysta pluriopotencjalna --> powstaje hemocytoblast (komórka macierzysta mielocytopoezy) --> następnie BFU-E --> dzieli się ona kilkukrotnie dając CFU-E --> dzieli się ona kilkukrotnie dając proerytroblast --> podział mitotyczny --> erytroblasty zasadochłonne --> podział mitotyczny --> erytroblasty wielobarwliwe --> podział mitotyczny --> erytroblasty zasadochłonne --> wydzielenie jądra --> retykulocyt --> erytrocyt

Granulocytopoeza

  • trwa około 14 dni
  • to proces wytwarzania granulocytów przez podziały komórek
  • przebieg: komórka macierzysta pluriopotencjalna --> powstaje hemocytoblast (komórka macierzysta mielocytopoezy) --> wytwarza ona CFU-GM --> mieloblast --> podział mitotyczny --> pomielocyt --> podział mitotyczny --> mielocyt obojętnochłonny --> podział mitotyczny --> metamielocyt obojętnochłonny --> dojrzewanie --> niedojrzały granulocyt obojętnochłonny granulocyt obojętnochłonny
  • przebieg: komórka macierzysta pluriopotencjalna --> powstaje hemocytoblast (komórka macierzysta mielocytopoezy) --> wytwarza ona CFU-Eo --> mieloblast --> podział mitotyczny --> pomielocyt --> podział mitotyczny --> mielocyt kwasochłonny --> podział mitotyczny --> metamielocyt kwasochłonny --> dojrzewanie --> niedojrzały granulocyt kwasochłonny --> granulocyt kwasochłonny
  • przebieg: komórka macierzysta pluriopotencjalna --> powstaje hemocytoblast (komórka macierzysta mielocytopoezy) --> wytwarza ona CFU-BM --> mieloblast --> podział mitotyczny --> pomielocyt --> podział mitotyczny --> mielocyt zasadochłonny --> podział mitotyczny --> metamielocyt zasadochłonny --> dojrzewanie --> niedojrzały granulocyt zasadochłonny --> granulocyt zasadochłonny

Monocytopoeza

  • przebieg: komórka macierzysta pluriopotencjalna --> powstaje hemocytoblast (komórka macierzysta mielocytopoezy) --> wytwarza ona CFU-GM --> monoblast --> promonocyt --> monocyt --> przejście do tkanki --> makrofag

Limfocytopoeza

  • przebieg (limfocyty T): komórka macierzysta pluriopotencjalna --> progenitorowe komórki dla limfocytów T --> limfocyty T
  • przebieg (limfocyty B): komórka macierzysta pluriopotencjalna --> progenitorowe komórki dla limfocytów B --> preprolimfocyty B --> prolimfocyty B --> niedojrzałe limfocyty B --> rozmnażają się i gdy zatkną się z antygenem to powstają --> centrocyty --> które różnicują się na limfocyty B

Trombopoeza

  • przebieg: komórka macierzysta pluriopotencjalna --> powstaje hemocytoblast (komórka macierzysta mielocytopoezy) --> wytwarza ona BFU-Meg --> z niej powstają megakarioblasty --> megakariocyt --> oderwanie fragmentu cytoplazmy --> powstaje płytka krwi (trombocyt)

Pytania do wykładu

  1. Jakie są główne składniki krwi?
  2. Jak zbudowane są erytrocyty i jaka jest ich funkcja?
  3. Jak zbudowane są leukocyty i jaka jest funkcja ich poszczególnych odmian?
  4. Na czym polega zaburzenie zwane leukopenią/leukocytozą?
  5. Dlaczego neutrofile umierają po przeprowadzeniu fagocytozy?
  6. Które z leukocytów dojrzewając przekształcają się w makrofagi?
  7. Jaką funkcję pełnią trombocyty?
  8. Omów skład osocza krwi.
  9. Omów mechanizm krzepnięcia krwi.
  10. Jak zbudowany jest szpik kostny i jaką pełni rolę w organizmie?
  11. W której odmianie szpiku kostnego powstają komórki krwi?
  12. Omów przebieg erytropoezy, granulocytopoezy, monocytopoezy, limfocytopoezy i trombopoezy.
  13. Które składniki komórkowe powstają z tej samej komórki macierzystej mielocytopoezy?