A szervezet folyadékterei, Homeostasis

A szervezet folyadékterei, Homeostasis

Bányász Tamás

Az emberi test mint nyílt rendszer

1. Nyílt rendszerek: A szervezet anyag- és energiaforgalmat bonyolít a környezettel 2. Belsı környezet (“milieu intérieur”, Claude Bernard 1813-1878) 3. Homeostasis (Walter Bradford Cannon, 1926): A folyamat, mely a szervezet (belsı környezet) egyensúlyát biztosítja 1. Folyadékterek összetétele 2. Hımérséklet 3. Ph 4. …..

1

Napi vízfelvétel és leadás (vízforgalom)

Napi vízleadás: 2300 ml

Napi vízfelvétel: 2300 ml

62%

91%

15% 9%

Vízfogyasztás: 2100 ml Metabolikus termék: 200 ml

4%

4%

15%

Insensibilis, Bır: 350 ml Insensibilis, Tüdı: 350 ml Izzadás: 100 ml Széklet: 100 ml Vizelet: 1400 ml

Patológiás veszteség: vérzés hányás hasmenés...etc

A szervezet folyadékainak összetétele

1. Electrolitok: A vízhez hasonlóan a táplálékkal felvett elektrolitoknak kell pótolniuk a veszteséget - Források: - Élettani viszonyok között: táplálék - Klinikai viszonyok között: parenteralis adagolás - Veszteségek - Élettani viszonyok között : vizelet, széklet, izzadság - Klinikai viszonyok között: hányás, hasmenés 2. Metabolizálódó komponensek: a szervezetben kémiai átalakuláson mennek kersztül. Pótlásuk a felhasználással kell, hogy egyensúlyt tartson. Források: megegyezik az elektrolitokéval

2

Koncentrációk mérésekor alkalmazott mértékegységek 1. Molalitás: Mol oldott anyag egy kg oldószerben 2. Molaritás (M): Mol oldott anyag egy liter oldatban (M=mol/liter). 3. Elektrokémiai Ekvivalens (Eq): A sók mint a NaCl vagy CaCl2 pozitív és negatív ionokra disszociálnak (katio/anion). Egy “ekvivalens” az az ionizált anyagmennyiség amely egy molnyi protont (H+) helyettesít vagy azzal asszociál. - Monovalens ionokra egy ekvivalens egyenlı a moláris mennyiséggel - Divalens kationok esetén egy ekvivalens fél molnyinak felel meg - ………

A plazmakoncentrációk esetén figyelembe kell venni: - Az anyagok egy része nem disszociál maradéktalanul vagy fehérjékhez és egyéb plazmakomponensekhez kötıdhet (Ca2+, billirubin…etc) - A plazmatérfogatnak csupán 93% víz, a maradék 7% fehérje és lipid. is protein and lipid. Ezt a plazmavízre vonatkoztatott ionkoncentrációknál figyelembe kell venni, bár a jelentkezı hiba nem jelentıs.

A Compartment fogalma Diffúziós barrier

C1

C2

C3

↔ ↔

3

Multicompartment rendszerek

↔

↔

↔

↔

↔ ↔ ↔

↔

↔

A szervezet víztereinek kompartmentjei 1. Intracelularis tér (sejtvíz): A testtömeg mintegy 36%-a 2. Extracellularis tér: A testtömeg mintegy 24%-a sok szubkompartmenttel - Plazmavíz: 3 L, a testtömeg ~ 4.5%-a. Az elsıdlegesen hozzáférhetı kompartment. - Interstitialis tér: 8 L, a testtömeg ~ 11.5%-a. A sejtek közvetlen környezete. - A maradék 6 L extracellularis tér több kistérfogatú szubkompartmentre oszlik, pl csontvíztér, transcelluláris tér, stb. - Patológiás kompartmentek (kóros folyadéktermelés) - Transsudatum: megemelkedett lokális vérnyomás - Átlátszó (víztiszta) folyadék - Nem tartalmaz proteint (Negativ Rivalta teszt) - Alacsony sőrőség - Exsudatum: fokozott membránpermeabilitás - Zavaros - Proteint tartalmaz (Positiv Rivalta teszt) - Magas sőrőség

4

A festékhígításos technika

+ A

= B

A

A Térfogat = (B Térfogat * B Koncentráció) / A Koncentráció Ha az A térfogat >> B térfogat

Indicator concentration (Arbitrary unit)

Festékhígításos technika egy kompartment esetén

1.0

Compartment 1

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 0

10

20

30

Time

5

Indicator concentration (Arbitrary unit)

Festékhígításos technika két kompartment esetén

1.0 C1 C2 C1 with one compartment

0.8

Compartment 1 Semipermeable membrane

0.6

0.4

Compartment 2

0.2

0.0 0

10

20

30

Time

Indicator concentration (Arbitrary unit)

Festékhígításos technika három kompartment esetén

1.0

Compartment 1

C1 C2 C3 C1 with one compartment C1 with two compartment

0.8

0.6

Semipermeable membrane

Compartment 2

0.4

Semipermeable membrane

0.2

Compartment 3

0.0 0

10

20

30

Time

6

A víz megoszlása a szervezet folyadéktereiben Sejtvíz: 25 L Interstitialis víz: 8 L Tömöttrostos kötıszövet víztere: 3 L Plazmavíz: 3 L Csontvíztér: 2 L Transcellularis víztér: 1 L 60% 19%

2%

7%

5%

7%

A szervezet folyadéktereinek mérése

Víztér

Indikátor

Teljes víztér

3H

Extracellularis tér

22Na, 125I-iothalamat,

Intracellularis tér

Számítható: Teljes víztér – Extracelluláris tér

Plazma víztér

125I-albumin,

Vértérfogat

51Cr-jelölt

Interstitialis víztér

Számítható: Extracelluláris tér – Plazma víztér

2O,

2H

2O,

antipyrine thisulphate, inulin

Evans kék

vörösvértestek

7

Az ozmózis jelensége

C1

víz

C2

Semipermeable membrane C1 < C2 1. Ozmotikus erık: Ha két kompartmentet amelye eltérı konecntrációjú oldott anyagot tartalmaznak féligáteresztı membrán választ el egymástól amely gátolja az oldott anyagok mozgásást de lehetıvé teszi a víz diffúzióját, akkor a koncentrációk kiegyenlítıdéséig vízmozgás jön létre a membránon keresztül. 2. Osmozis: Koncentrációkülönbség által kiváltott vízmozgás. 3. Ozmotikus koncentráció - ozmolaritás: az oldat egy literében lévı részecskék száma / moláris mennyisége (Osmol/l) - ozmolalitás: egy kilogramm oldószerben lévı részecskék száma / moláris mennyisége 4. Ozmotic nyomás: Az a nyomásérték amely képes meggátolni az ozmózist. - van’t Hoff törvény: π = CRT

Folyadékok ozmolaritása a plazma ozmolaritásához viszonyítva 1. A plazma ozmolaritásának élettani értéke: 286 mOsmol/L (280-290) - Isotóniás (izozmotikus) oldat: ozmotikus koncentrációja az plazma élettani ozmotikus koncentrációs tartományában van 2. Nem élettani ozmolaritású oldatok - Hypotóniás (hypozmotikus): π < 280 mOsmol/L - Hipertóniás (hyperozmotikus): π > 280 mOsmol/L 3. A szervezet különbözı folyadektereinek ozmolaritása kismértékben eltér. - A plazma ozmolaritása mgasabb mint az interstitium ozmolaritása (Starling erık) - A bır alatt a szubatmoszferikus nyomás a folyadékok felszívódásást okozza. Kevesebb mint 1 Hgmm pozitív nyomás elegendı nagy térfogatok injektálására a subcutisba. - A szervezet legtobb természetes üregében ahol fennáll a folyadékegyensúly a környezı szövetekkel szubatmoszferikus hidrosztatikai nyomást mérhetünk (Epiduralis tér: -4 to -6, Izületi terek: -4 to -6, Intrapleuralis tér: -8 Hgmm)

Nem izotóniás oldatok s.c., i.m. (de nem i.v.!) injekciója fájdalmas

8

A szervezet víztereinek patológiás változásai

1.: A teljes víztér

1. Hypervolaemia: a keringı vértérfogat megnövekedése 2. Hypovolaemia: a keringı vértérfogat csökkenése 3. Megnövekedett ECF tér: Víz vagy oldatok nagymértékő felvételét követıen jön létre (Vízmérgezés). A plazma ozmolaritása lehet normális, magas, vagy alacsony. Amíg az extracelluláris tér ozmolaritása normális, a sejttérfogat sem változik. 4. Csökkent ECF tér: Hányás, hasmenés, égés akut következménye lehet. Serkenti az ADH termelést, szomjúságot okoz, tünetei hasonlóak a dehidráció tüneteihez. 5. Dehydráció (exiccosis): Csökkent ECF térfogat jelentıs vízvesztés következményében. A plazma ozmolaritása fokozott. Hypovolemiat okozhat.

A szervezet víztereinek patológiás változásai

2.: Elektrolitok

1. Hypernatraemia: Általában csökkent intracelluláris térfogat jele (a sejtek zsugorodnak, funkciójuk károsodik, idegsejtek fokozottan érzékenyek) 2. Hyponatraemia: Általában megemelkedett intracelluláris térfogat jele (sejtduzzadás) 3. Hyperglycaemia: vízretencióra vezethet következetes hyponatraemiával 4. A K, Ca2+ és Mg2+ koncentráció változásai nem vezetnek a vízterek tárfogatának megváltozására (de számos egyéb veszélyük van!!!).

9

A szervezet víztereinek patológiás változásai

3.: Ozmolaritás

1. Megemelkedett extracellularis ozmolaritás: 1. Fokozott vízvesztés (perspirátio insensibilis!!!!) 2. Fokozott izzadás. Normális viszonyok között az izzadság csak kevés nátriumot tartalmaz. 3. Diabetes insipidus (centralis vagy nephrogen). 2. Csökkent extracellularis ozmolaritás: 1. Fokozott vízfelvétel 2. Inappropriate ADH Secretion (SIADH) szindróma. A fokozott ADH termelés vízretencióra vezet hyponatraemiaval és koncentrált vizelet ürítésével.

A szervezet víztereinek patológiás változásai 4.: Terápia

1. A terápiás célból alkalmazott folyadékok ozmolaritását illeszteni kell a plazma aktuális ozmolaritásához 1. Isotóniás oldat: a sejttérfogatot nem változtatja meg. 2. Hypertoniás oldat: csökkenti a sejttérfogatot. 3. Hypotoniás oldat: növeli a sejttérfogatot. 2. Leggyakrabban használt i.v. oldatok: 1. Dextrose oldat: gyorsan metabolizálódik, növeli az extracelluláris teret és csökkenti az ozmolaritást. 2. Krisztalloidok / Ringer: különbözı koncentrációban kerülnek felhasználásra az igénytıl függıen (0.2%, 0.9% and 5%) 3. Dextrose / Ringer: változó konentráció-kombinációk térfogat és kalória pótlásra 4. Plazma expanderek: Hipertóniás, nem membránpermeábilis makromolekulákat (Dextran, mannitol, inulin) tartalmazó oldatok. A makromolekulák a vérpályában maradnak és vizet vesznek fel az extracelluláris térbıl.

10

A vér – Fizikai jellemzık

- Térfogat (80 ml/Testsúlykg) - Férfiben: 5-6 l. - Nıben: 4-5 l. - A víznél 5x viszkózusabb - pH 7.35-7.45 között (enyhén lúgos) - A színe élénkpirostól (oxigenált) mélyvörösig (deoigenált) terjed

A vér összetevıi

1. Alakos elemek (37-54 %) - Vörösvértest (erythrocita): 99.9% - Fehérvérsejt (leucocita): <0.1% - Vérlemezke (thrombocita): <0.1% 2. Plasma (46-63%) - Víz: 93% - Oldott anyag: 7%

11

A vér funkciói

1. Transzport funkció (belsı környezet) • Oxigén & széndioxid
Vörösvértest (Haemoglobin)
Plasma (víz - bikarbonát) • Tápanyagok (GI tractus – Raktárak - Sejtek)
Raktározás
Puffer • Salakanyagok (anyagcsere végtermékek, fölös víz és ionok) • Hormonok (A belsı elválasztású mirigyek termékei) • Hı
Magas fajlagos hıkapacitás
A szöveti véráramláson keresztül a hıtranszport is regulálódik 2. Védı funkció • Immun funkció • Fehérvérsejtek • Antitestek • Véralvadás

A plasma összetétele

Plasma • Víz (93%) • Plasma Proteinek (6%) • Albumin (60%): Fenntartja az oncoticus nyomást, transport funkció • Globulin (35%): Immun funckció & transport • Fibrinogen (4%) (Serum!!!!) • Regulatorikus proteinek, hormonok • Egyéb oldott anyagok (1%) • Electrolytok (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, HPO42-, SO42-) • Organikus tápanyagok (lipidek, szénhidrátok, aminosavak) • Organic végtermékek (urea, húgysav, creatinin, bilirubin, ammonium ion)

12

A vörösvértestek életciklusa

13

14

15

16

17

18

19

Haemostasis

Bányász Tamás

20

Haemostasis

1. A sérült érfalon keresztüli vérvesztés megakadályozása 2. A szöveti regeneráció lehetıvé tétele 3. Három fı fázisa: 1. Vascularis fázis 2. Vérlemezke (Thrombocyta) fázis / Fehér thrombus képzıdés 3. Koagulációs fázis

1. fázis: Vascularis fázis

Érsérülés

Simaizom kontrakció az erek falában (vascularis spasm)

Érátmérı ↓

Vérzés csökken

21

A vascularis fázis jellemzıi

-

Legrövidebb reakció idı (A sérült érfal azonnali reakciója) Idıtartama ~ 30 perc Endothel reakció indítja el Az endothel sejtek reakciói: - Az endothel sejtek kontrakciója szabaddá teszi a basalis membránt (koagulációs fázis) - Az endothel sejtek tapadóssá válása (kapillárisok-kiserek záródhatnak) - Humoralis faktorok felszabadulása facilitálja a várlemezke és koagulációs fázist (ADP, prostacyclin és szöveti faktorok) - A kapillárisok, vénák és arteriák reakciója eltérı lehet - A vascularis fázis hatékonysága függ a sérülés jellegétıl (kiterjedés, orientáció,anatómiai helyzet ...stb)

2. fázis: Thrombocyta fázis / fehérthrombus képzıdés Thrombocyta adhesio a subendotheliumhoz érsérülést követıen

Thromocyták Aktiváció & kitapadás

Aggregáció Rögzülés

Endothelium

Sub-endothelial matrix

22

A thrombocyták élettani jellemzıi

- Thrombocyta szám: 350,000/mm3 (150,000-500,000) - Csontvelıi megacaryocyták termelik - Átlagos élettartam a vérben: 8-12 nap - Hemostasysban vesznek részt

A thrombocyták morfológiája • Lapos, korong alakú képzıdmények 1-4 µm átmérıvel • Nincs mag, vagy más sejtszervecske, de van: nagyszámú “granulum” – Alfa granulumok • Thrombocytánként 50-60 nagymérető (200-400 nm) granulum • Nagyszámú alvadási faktort, (von Willebrand factor, fibrinogen, Factor V-XIXIII), gyulladási faktort, növekedési faktort és chemokineket…stb tartalmaznak • Aktiváció során kiválasztódnak

– Dense granulumok • Thrombocytánként 3-8 kismérető (<150 nm) dense granulum magas Cafoszfát tartalommal • Tartalmuk ADP (nem metabolikus termék!!!!), adhéziós molekulák, serotonine…stb • Aktiváció során kiválasztódnak

– Lysosomák

23

Thrombocyta adhézió • Adhéziós molekulák a thrombocyta felszínén: P-selectin, Glycoproteinek, collagen receptorok • Adhéziós faktorok az érfalban – Collagen – von Willebrand Factor (vWF) – Egyéb subendothelialis matrix komponensek: laminin, fibronectin, vitronectin…stb

• Thrombocyta adhéziót gátló endogén tényezık – Endothelialis felszín – Endothelialis faktorok: NO, prostacyclin, Ecto-adenosine diphosphatase

Thrombocyta aktiváció 1. Az érsérülést követıen ~15 másodperccel aktiválódnak 2. Felszíni receptoraihoz nagyszámú Thrombocyta Activációs Faktor kötıdhet(Collagen, Thromboxan A2, Thrombin, Fibronectin, ADP, Laminin, cathecolaminok....) 1. PAF kötıdik a felszíni receptorokhoz 2. Többszörös intracelluláris szignalizáció: G-proteinek, Ca2+, PLC, DAG, IP3..... 3. Cytosolicus Ca2+ ↑ 4. Morfológiai és funkcionális változások 3. Az aktivált thrombocyta aktiváló faktorokat bocsájt ki → erısítés

Thrombocyta Activáció

24

Thrombocyta Aggregáció Aggregáció: thrombocyták egymáshoz kapcsolódása • Inaktív integrinek / adhéziós complexek (GPIIb/IIIa) találhatóak a nyugvó thrombocyta felszínén • A thrombocyta aktiváció konformációs változást eredményez a GPIIb/IIIa komplexban (inside out signaling) • Az aktivált GPIIb/IIIa fibrinogént köt (vWF, vitronectin) • A kötött fibrinogén ligandként hatva összekapcsolja a GPIIb/IIIa komplexet a cytoskeletonnal (outside in signaling) • A fibrinogén hidakon keresztül a thrombocyták kapcsolódnak

Hemostasis, 3. fázis: Koagulációs fázis

Általános jellemzık 1. Az érsérülést követıen ~ 30-40 másodperccel kezdıdik 2. Enzimek aktivációs kaszkádja amely végül a vízoldékony Fibrinogen-t oldhatatlan Fibrin-né alakítva egy térhálót hoz létre amely 1. ... a fehérthrombus-ra tapad, ... 2. ... növekedése közben magába zárja a sejtes elemeket, ... 3. ... majd alvadékot hozva létre zárja a sérülést.

25

Koagulációs fázis: alapelvek

- Az alábbi alvadási faktrok szükségesek: - 11 különbözı protein, legtöbbjük a májban termelıdik. - Ezek a proteinek általában proenzimek, amelyek aktiválódásuk után az alvadási folyamat kulcslépéseihez szükségesek - Egyes alvadási faktorok szintézise K vitamint igényel - Ca2+ - A koagulációs kaszkádban enzimek aktiválnak proenzimeket. A proenzim aktivációja rendszerint egy olyan enzimet eredményez amely egy újabb proenzimet fog aktiválni (láncreakció / aktivációs kaszkád). - Három kaszkád mőködik az véralvadásban: - A fı fázis: A fibrin térháló kialakítása - Intrinsic útvonal: A véráramon belül aktiválóddik - Extrinsic útvonal: Extravasalis tényezık aktiválják - A véralvadék létrejöttét követıen azonnal aktiválódnak a fibrinolyticus folyamatok (a sérült érfal regenerációjával párhuzamosan).

A három kaszkád viszonya

Intrinsic útvonal

Extrinsic útvonal

Fıfázis

26

Relationship of the three cascades

Intrinsic pathway

Extrinsic pathway

Common pathway

Extrinsic útvonal: szöveti aktiváció

VII Tissue Factor TFPI - Az extravascularis szövetekbıl vagy endothel sejtekbıl szöveti faktor szabadul fel. - Minél nagyobb a szövetkárosodás annál nagyobb mennyiségő szöveti faktro szabadul fel. - A szöveti faktor kombinálódik Ca2+-al és egy alvadási faktorral (VII faktor) és - Facilitálja a VII →VIIa átalakulást - Aktiválja a VIIa - t

VIIa X

Xa

27

Intrinsic útvonal: contact aktiváció XII

Prekallikrein

HMWK

←contact activation→

XIIa

- A sérülés helyén szabaddá váló hidrophyl közeg (pl collagen rost, aktivált thrombocyta, vagy bármilyen „idegen” felszín) aktiválja a proenzimeket (Factor XII)

Kallikrein

Primary complex XI

XIa

VIII XII, XIa, Xa, thrombin

IX

IXa

VIIIa

PL

Ca2+

Tenase complex

X

Xa

Közös útvonal: A fibrinháló kialakulása

Prothrombinase complex (Xa, Va, PL, Ca2+)

Prothrombin

Fibrinogen

Thrombin Fibrin monomer XIII

- Az intrinsic és extrinsic útvonal végén létrejön a Prothrombinase komplex - Kulcslépései: A sejtfelszínhez kötött Prothrombin hasítása a lánc két különbözı pontján….. - …. majd a Thrombin átalakítja a vízoldékony Fibrinogent oldhatatlan Fibrinné.... - ... és Fibrin 3D térhálót hoz létre amely magába ágyazza a sejtes elemeket

Fibrin polymer XIIIa

Cross linked fibrin

28

A koagulációs kaszkád

Összjáték az Intrinsic és Extrinsic útvonalak között

1. A sérült véredény mindkét útvonalat aktiválja 1. Extrinsic útvonal: Szöveti Thromboplastin 2. Intrinsic útvonal: Hydrophyl felület 2. Az extrinsic útvonal gyorsabban aktiválódik (aktiváló szubsztrát az exravasalis térbıl): gyorsan képzıdı kistérfogatú alvadék 3. Az intrinsic útvonal egy hosszabb/összetetteb kaszkád nagyobb erısítési tényezıval: lassabb de erısebb válaszreakció. 4. A két kaszkád additív jelleget mutat

29

Mi történik az alvadék létrejötte után: 1. A thrombus retrakciója

- A fibrinháló létrejöttekor a fibrin hozzátapad a sérült érfalhoz, az erythrocytákhoz és thrombocytákhoz. - A thrombocyták aktiválódnak és a thrombus összehúzódik, ezzel: - Összehúzva az érsérülést ezzel csökkentve a rés nagyságát, a vérzés mértékét valamint stabilizálva a sérült szöveteket - Csökkentve a sérült terület nagyságát megkönnyítve a fibroblastok, simaizomsejtek és endothe sejtek számára a szöveti rekonstrukciót.

Mi történik az alvadék létrejötte után: 2. Fibrinolysis

- A sérült terület gyógyulásával az alvadék lebontásra kerül (fibrinolysis) - A folyamat során a Plasminogen-t két enzim aktivál(hat)ja - Thrombin: a fıfázis eleme - Szöveti plasminogen activator: a sérült szövetekbıl szabadul fel - A plasminogen plasmin-ná alakul amely lebontja a fibrinhálót ezzel fellazítva az alvadék szerkezetét

Trombin Fibrinogen

Coagulation

Alvadék, Fibrin háló

Plasmin Fibrin fragmentumok

Fibrinolysis

30

Pathologiás aspestusok

1. Hemophilia / megnyúlt alvadási idı 1. Hemophilia A: A VIII Factor hiánya okozza. A leggyakoribb veleszületett alvadási zavar (83%). X kromoszómához kötött. 2. Hemophilia B: IX Factor defektus, ugyancsak X kromoszómához kötött 2. Fokozott koagulációs tendenciák 1. Thrombus & Embolus 1. A thrombus a véredények belsı felszínén képzıdik a sérült területeken kialakuló plakkokon. 2. Embolus: A véráram által elsodort, leszakadt Thrombus. 3. Fokozott thrombocyta activáció / aggregáció : stroke, MI

31

VÖRÖS VÉRSEJTEK (ERITROCITÁK)

Benkı Szilvia

ERITROCITÁK

 Fı jellemzıik Differenciáció és érés Differenciáció és érés szabályozása  Klinikai aspektusok  vércsoportok (ABO, RhD)

32

A vörösvértestek (erytrocyták) tulajdonságai 1. Koncentrációjuk a vérben: 4-6 millió/mm3 vagy ul (4-6 T/l) 1. Nemi különbségek 2. Nagy egyedi eltérések 2. Biconkáv alak 1. Nagy felulet 2. Lehetıvé teszi a deformálódást 3. Leegyszerősített sejt 1. Nincs sejtmag → nem osztódik (átlagos élettartam: 120 nap) 2. Nincs riboszóma → nincs protein szintézis 3. Nincs mitochondrium → nincs anyagcsere 4. Haemoglobin transzport (280 millió haemoglobin molekula/sejt) 1. Magas szénsavanhydráz tartalom 2. Magas HCO3-/Cl- pumpa aktivitás

No mitochondria

GLUT1

Red blood cells

Vércukorszint!! Glycolysis: in the cytosol Tricarboxylic acid (TCA) cycle : in the mitochondria

33

A vörösvértestek (erytrocyták) tulajdonságai 1. Koncentrációjuk a vérben: 4-6 millió/mm3 (4-6 T/l) 1. Nemi különbségek 2. Nagy egyedi eltérések 2. Biconkáv alak 1. Nagy felulet 2. Lehetıvé teszi a deformálódást 3. Leegyszerősített sejt 1. Nincs sejtmag → nem osztódik (átlagos élettartam: 120 nap) 2. Nincs riboszóma → nincs protein szintézis 3. Nincs mitochondrium → nincs anyagcsere 4. Haemoglobin transzport (280 millió haemoglobin molekula/sejt) 1. Magas szénsavanhydráz tartalom 2. Magas HCO3-/Cl- pumpa aktivitás

A Haemoglobin tulajdonságai 1. Szerkezet 1. Negyedleges szerkezet: α2ß2 2. Alegységek: : 1 Haem + 1 globin 3. Minden haem alegység tartalmaz 1 vas iont (2+ ↔ 3+) 2. Funkció 1. Oxigen kötés és transzport 2. CO2 kötés és transzport 3. Haemoglobin koncentráció a vérben 1. Gyermekkorban: 140-200 g/l 2. Felnıtt férfi: 140-180 g/l 3. Felnıtt nı: 120-160 g/l

34

A Haemoglobin tulajdonságai 1. Szerkezet 1. Negyedleges szerkezet: α2ß2 2. Alegységek: : 1 Haem + 1 globin 3. Minden haem alegység tartalmaz 1 vas iont (2+ ↔ 3+) 2. Funkció 1. Oxigen kötés és transzport 2. CO2 kötés és transzport 3. Haemoglobin koncentráció a vérben 1. Gyermekkorban: 140-200 g/l 2. Felnıtt férfi: 140-180 g/l 3. Felnıtt nı: 120-160 g/l

A vvt-k kialakulása

35

Vörös csontvelıi eredet

Fıként a lapos csontok (csípı, mellcsont, koponya, borda, gerinc vagy a csöves csontos proximális végének szivacsos állománya

VVT-k fejlıdése

- proliferate - self-renewal (HSC)

(CMP)

(CLP)

36

Erythropoesis Az erythrociták képzése 1. Az erythropoiesis helye: vöröscsontvelı (köbös és lapos csontok) 2. Kb. 7 nap 3. Az eythropoiesis sebessége: 2.5 millió vvt/másodperc Totipotens sejt vagy Stem cell

Multipotent Stem cell

Lymphoid sejt

Proerythroblast 1 fázis: riboszóma szintézis Korai erythroblast Késıi erythroblast 2 fázis: Haemoglobin akkumuláció Normoblast 3. fázis: A mag kilökıdése Reticulocyta Erythrocyta

MHC I eltávolítás!

37

Az erythropoiesis sebességét meghatározó tényezık

1. A szervezet általános tápláltsági állapota 2. Erythropoietin 3. Vas 4. B12 Vitamin

Az erythropoiesys sebességét meghatározó tényezık 1: Erythropoietin Az erythropoietin szekréció szabályozása Eritropoetin: vesében termelıdik Ösztrogén

- ACTH - AC szteroidok - Androgenek

-

+ Csökkent O2 igény (hypothyreosis)

-

Erythropoiesis (Hgb szintézis)

-

Anaemia Hystotoxicus hatások Csökkent véráramlás Csökkent O2 szaturáció a vérben Fokozott O2 igény (Hyperthyreosis)

+

Hypoxia (vesében)

+ Fokozott erythropoietin elválasztás (génexpressziós szinten szabályozott)

38

Az erythropoiesys sebességét meghatározó tényezık 2: Vas Teljes vas tartalom egy felnıttben: 3-4g. Ennek 2/3-a a vvt-k hemjében. 8. A vas megoszlik a szövetekben

1. A gyomorba a vas Fe2+ és Fe3+ formában kerül

Fe2+

2. Fe3+ → Fe2+ átalakulás HCl hatására

Fe2+

7. A májban a vas Apoferritinhez kötıdve mint Ferritin raktározódik

Fe2+

Fe3+ → Fe2+ Fe2+ Fe2+

Fe2+ Fe2+ Fe2+

Fe2+

Fe2+

Fe2+

Fe2+

Fe2+ Fe2+

Fe2+

Fe2+ Fe2+

Fe2+

Fe2+

3. A Fe2+ Gastroferritinhez kötıdik

Fe2+ Fe2+

6. A vas a vérben transferrinhez kötıdik

4. A gastroferritinhez kötött vas a vékonybélbe kerül

5. A vas felszívódva a véráramba kerül

Az erythropoiesys sebességét meghatározó tényezık 3: Vitamin B12 (kobalamin) • vízoldékony • korrinoid győrő • porfirinvázhoz hasonló • csak néhány baktérium és protozoa képes szintetizálni (bélbaktériumok jelentısége!)

-Növények nem tartalmazzák(VEGETÁRIÁNUSOK!) - hús, máj, tojás, tej - nikotin csökkenti a felszívódást (dohányzás!)

39

Az erythropoiesys sebességét meghatározó tényezık 3: Vitamin B12 (kobalamin) R-protein (nyálban, gyomorban) B12

Intrinsic factor (gyomorban) B12

Transcobalamine II

B12 B12

B12 B12 B12

B12 B12 B12

B12

Pancrease protease

B12 B12

B12

B12 B12 B12

distal ileum

Transports into and out of the blood stream goes through the enterocytes by endocytosis

Erythropoietic fac és folsav tors 3: Vitamin B12 és folsav

B12

5 methyl THF

B12 B12

B12

B12

Homocysteine B12 B12

B12 B12

Methionine THF

5-10 methylene THF

RNA [Uracil] {protein synthesis}

DHF

DNA (Thymine) {Cell division}

40

Vérsejtszámok • A vérben található sejtes elemek számának meghatározása • Az egyik leggyakrabban alkalmazott laboratóriumi teszt. A különbözı betegségekben jelentıs változás következik be a vérsejtek abszolút számában, vagy azok arányaiban. • Pontosan csak vénás vérbıl határozható meg. • Meghatározható manuálisan (Bürker kamra) vagy mőszeresen.

Complete Blood Count (CBC) Percentage WHITE BLOOD CELLS leukocytes

Cell number/l

4.8 – 10.8 x 109

neutrophil granulocytes

40 – 74

1.9 – 8 x 109

eosinophil granulocytes

0.1 – 5

0.01 – 0.6 x 109

basophil granulocytes

0.l – 1.5

0.01 – 0.2 x 109

19 – 41

0.9 – 4.4 x 109

3.4 – 9

0.16 – 0.9 x 109

lymphocytes monocytes RED BLOOD CELLS erithrocytes

4.2 – 6.1 x 1012

PLATELETS thrombocytes

150-400 x 109

41

Hematocrit Definíció: a sejtes elemek (~vvt) térfogataránya a teljes vérben Normál érték: - Férfiak: 46% (40-54) - Nık: 42% (37-47) Meghatározás: centrifugálással elkülönítjük az alakos elemeket a plazmától Diagnosztikus jelentısége • Alacsony Hct: anaemia • Magas Hct: Polycythemia / dehydration

throbocytes

36 mm 80 mm

x 100 = 45%

A vörösvérsejtszám változásai (pathologias aspektusok) - Emelkedett vvt szám: Polycythemia - Csökkent vvt szám: Anaemia - Csökkent erythropoiesis - Vashiány - B12 hiény - Aplasticus anaemiák / csontvelı betegségek - Fokozott erythrolysis - Haemolysis - Haepatosplenomegaly - Vérzés - Acut (sérülés) - Chronicus (GI vérzések) - Menstruáció - Terhesség / szülés

42

Polycythemia - Emelkedett haematocrit normal vértérfogattal - Pathomechanismus: - Primaer: Kontrollálatlan erythropoiesis a csontvelıben (Polycythemia Rubra Vera) vagy tumor - Secondaer: Kórósan megemelkedett erythropoietin termelés (pl localis hypoxia, tumor) - Keringésélettani hatás: Megemelkedett haematocrit és TPR - Therapia: - Hagyományos (inkább csak történeti érdekesség): Venasectio - Jelen: a pathologias stimulus megszüntetése vagy az erythropoiesis közvetlen gátlása

Anaemiak osztályozása (festékindex alapján)

1. Hypochrom (vashiányos vagy hypochrom microcytaer anaemia) 2. Hyperchrom (anaemia perniciosa) 3. Normochrom (aplasticus anemia) 4. Egyéb típusok

43

Anaemiák 1: Vashiányos vagy Hypochrom anaemiak

- Patomechanismus: Vashiány - Vasbeviteli vagy felszívódási zavar - Fokozott vasszükséglet(terhesség, szoptatás, gyermekkori gyors növekedési zavarok) - Symptomák: nem specifikusak - Laboratóriumi jelek: - Csökkent HCT, Hgb, MCV, MCH - Alacsony ferritin és vas szint a serumban - Fokozott vaskötı kapacitás (TIBC) a vérben - Therapia: Vasbevitel (Oralis, ritkán i.v.)

Anaemia 2: Hyperchrom (megaloblastos) anaemia

- Pathomechanismus: B12 (vagy extrem ritkán folsav) hiány - Valójában Intrinsic factor hiány (Primaer B12 hypovitaminosis NINCS) - Primaer - Secondaer (hypaciditas, anaciditas, alcoholism, tumor.. etc) - Symptomák: - Neurologiai: neuritis, dementia - Nem specifikusak: súlycsökkenés, sápadtság, hasmenés, stomatiotis - Laboratórium jelek: - Csökkent (néha extreme módon alacsony) vvt szám, HCT, Hgb - Fokozott MCV, MCH - Periferiás kenetben: Macrocytosis - Therapia: - Parenteralis (!!!!!!) B12 bevitel - Folsav, vas, C vitamin……

44

Anemia 3-4: Normochrom és egyéb típusok - Hemorrhagiás: Acut vagy chronicus vérvesztés (GI/urogenitális tractus ...stb) - Hemolyticus: A vvt-k életideje lecsökken - Abnormális haemoglobin szintézis - Bacterialis/viralis infectio, autoimmun betegségek - Toxinok - Aplasticus: Csökkent haemopoiesis csontvelıbetegség miatt - Tumor / immunbetegség - Csontvelıpusztulás (fertızés, ionizáló sugárzás, drogok, mérgek) - Sarlósejtes vérszegénység: A haemoglobin ß láncban bekövetkezett mutáció - A mutáció következtében a haemoglobin oldékonysága csökken hypoxiában vagy alacsony pH értéken → sickle cell formation - Fokozott malária rezisztencia - Thalassaemia - A Hgb gén regulatorikus szakaszán bekövetkezett mutació miatt az adott lánc csökkent szintézise, esetenként teljes hiánya - Mediterrán területeken magas incidencia - Fokozott malária rezisztencia

Vércsoportok

45

Terminológia

- Vércsoport: A vérminták osztályozása a vvt-k felszínén található (vagy onnan hiányzó) öröklött antigén sajátságú makromolekulák (proteinek, szénhidrátok, glycoproteinek vagy glycolipidek) alapján - Agglutináció: a vvt-k kicsapódása nem csoportazonos vérminták keveredése esetén (precipitáció, koaguláció) - Agglutinin: agglutinációt okozó anyag a plazmában(antitest=ellenanyag) - Agglutinogén: antigén sajátságú anyag amely agglutinin (ellenanyag) termelıdést vált ki - Transzfúzió: vérátömlesztés, a leggyakrabban alkalmazott szervtranszplantáció

Vércsoport rendszerek

1. ABO 2. Rh 3. 4. 5. 6.

MNS (M+ & N+) Kell (K+ & K-) Lewis (Lea & Leb) ........ etc

46

ABO vércsoport antigének

RBC Fuc - Fucose

GalNAc - N acetyl-galactosamine

Gal - Galactose Glu - Glucose

Defined by specific enzymes inherited as co-dominant genes (Mendelian rules)

AB0 rendszer -

H-gén: H-transferase enzimet kódol, ami fukózt kapcsol a galaktózra általános minden vértípúsban

-

A-gén: Specifikus transferáz enzimet kódol, ami N-acetyl-galaktózamint kapcsol a galaktózra

-

B-gén: Specifikus transferáz enzimet kódol, ami galaktózt kapcsol a galaktózra

-

0-gén: Inaktív „enzimet” kódol

Kodomináns öröklıdés

Fenotípus (genotípus) • A (AA or A0) • B (BB or B0) • AB (AB) • 0 (0)

47

Az AB0 rendszer agglutininjei

1. A születés után közvetlenül az újszülött plazmája sok esetben nem tartalmaz A/B agglutinineket. Az agglutinin-termelés a 10-ik életévben éri el maximumát majd fokozatosan csökken. 2. A táplálékkal a szervezetbe kerülı baktériumok fala A/B agglitinogeneket tartalmaz. 3. Az A/B agglutininek IgM és IgG immunoglobulinok

Vércsoportok – ABO-vércsoportrendszer

H antigén

48

Vércsoportok – ABO-vércsoportrendszer

H antigén

(zérum - ellenanyag!!)

AB0 system

ELMÉLETILEG! (vvt- antigén!!)

• hemolízis • veseelégtelenség • halál

49

Rh rendszer

Rh rendszer Két génpár többszörös allélkombinációkkal

1. RhD: erısen immunogén - D antigént határoz meg (416aa 12 membránt keresztezı szegmenssel) - Egyetlen allél, a D antigén deléció vagy mutáció eredményeként vagy jelen van (D+) vagy hiányzik (D-) 2. RhCE: nagyon gyengén immunogén 97%-ban identikus az RhD-vel Két antigén többféle kombinációját határozza meg (CE, Ce, cE, ce) Az E és e egyetlen aa-ban különbözik a negyedik EC hurkon : Pro226Ala A C és c négy aa-ban különbözik a második EC hurkon, de csak egyetlen aa található az EC oldalon: Ser103Pro

A két gén nagyon közel helyezkedik el egymáshoz ugyanazon a kromoszómán (1p34-p36) ami megnöveli az egyes génszakaszok kicserélıdésének lehetıségét nagyszámú polimorf hibridprotein megjelenését eredményezve.

50

Rh rendszer Két génpár többszörös allélkombinációkkal

PROBLÉMA: - Rh- egyénnek Rh+ vért adnak - terhesség

Rh fenotipusok, agglutinogének 1. Rh+: anti-D ellenanyaggal reakciót adó agglutinogen jelenléte jellemzi 2. Rh-: anti-D ellenanyaggal reakciót adó agglutinogen hiánya jellemzi. - C vagy E ellenanyagok Rh- negatív személyben inkompatibilis transzfúzió esetén enyhébb lefolyású transzfúziós reakciót eredményezhetnek 3. Nágyszámú nem típusos, vagy átmeneti forma ismert az Rh+ és Rhközött: - Gyenge D - Parcialis D (D mosaic) - RhCE-n expresszált D epitope - Etc.....

51

Az Rh rendszer agglutininjei (ellenanyagai)

1. Rh- egyén plazmájában mindaddig nincsenek anti-D agglutininek (ellenanyag), amíg Rh+ vvt-t nem találkozik az immunrendszere!!! 2. Az anti-D agglutinin termelıdés mértéke az inkompatibilis transzfúziók számával arányosan nı 3. Az anti-D agglutininek képesek áthatolni a placentán a magzatban agglutinációt/haemolysist okozva (Erythroblastosis fetalis)

Rh vércsoportrendszer Rh+: van D antigén / nincs anti-D antitest Rh-: nincs D antigén / eredetileg nincs anti-D antitest

52

Rh vércsoportrendszer Rh+: van D antigén / nincs anti-D antitest Rh-: nincs D antigén / eredetileg nincs anti-D antitest

- második immunválasz során termelıdik - átjut a placentán

- elsı immunválasz során termelıdik - nem jut át a placentán

53

Transfúziós szabályok

A GYAKORLATBAN!

- Teljes vér transfúziójára csak extrém ritka esetekben kerül sor - Kizárólag csoportozonos (AB0/Rh) vért transfundalunk - NINCS Univerzális donor vagy Univerzális akceptor

54