A vér élettana
1./14
Erythrocyta
Somogyi Magdolna
(vörösvértest)
A vér alakos összetevői közé tartozik Alapvető szerepe a hemoglobin szállítása révén megvalósított oxigéntranszport Tulajdonságai:
száma:
4,5-5,5 . 1012/l 4,5-5,5 millió db/mikroliter koncentrációjának csökkenése az anaemia
vastagsága: 1-2 um átmérője: 6-8 um Price-Jones görbével írható le térfogata: 90 femtoliter (1 fl=10-15 l) számítások szerint a lehető legjobb a felszín-térfogat aránya maximális felülettel képes körülölelni minimális térfogatot fajsúlya 1090 g/l magasabb a vér többi összetevőjénél ezért centrifugálás és véralvadás során az alsófrakció egyik összetevője életideje: 120-130 nap naponta kb. 1%-ot vesztünk el kb. 25 grammot 120 nap után öregedni kezdenek csökken a rugalmasságuk vastagabbak lesznek már nem képesek átjutni a lép érzékeny szűrőjén a makrophag rendszer kebelezi be őket alakja:
(vörös pulpa)
farsangi fánk véráramban rugalmasan változik az áramlás miatt saját méretüknél kisebb résen is átférnek elnyúlt, puskagolyó-szerű alak jön létre ha (kórosan) a lassú áramlás miatt ez nem alakul ki, elakadnak a vér (mint nem Newton-i folyadék) áramlása során elég szúk kapillárisokban elválnak a plazmától a kapilláris fala mellett a plazma halad míg a vvt-k ennek belsejében
õ
õ
A vér élettana
2./14
Somogyi Magdolna
metabolizmusuk speciális energiát glükolízis révén nyernek terminális oxidáció nem játszódik le a mitokondrium hiányából következően így a glükózon kívül más tápanyagot nem képes hasznosítani hiányos, nem tipikus sejtnek tekinthető hiányzik: sejtmag nincs szaporodás, fehérjeszintézis mitokondrium nincs terminális oxidáció Golgi-apparátus, ER nincs fehérjeszintézis megmaradt: sejtmembrán képes fenntartani az egyenlőtlen ioneloszlást elválasztja az ext. és int. teret receptorfelszín oldott hemoglobin a vvt gyakorlatilag membránba csomagolt hemoglobinnak tekinthető a rendszer azért életképes, mert a hemoglobin nagy viszkozitása miatt önmagában keringésre képtelen lenne a vvt tökéletesen megoldja ezt a problémát kontraktilis apparátus csúszó filamentum modell alapján elemei: spektrin rugalmasan elcsúszik aktin rögzített elem integráns membránfehérjék: Na+-K+ ATP-áz ioncsere, sejttérfogat fenntartása Ca2+ ATP-áz ioncsere, sejttérfogat fenntartása Glükóztranszporter (GLUT1) facilitált diffúzió révén passzív glükóztranszportot valósít meg Anioinkicserélő fehérje (kapnoforin) szén-dioxid felvételében, transzportjában van jelentősége Összesen 20 enzimet tartalmaz pl. szénsavanhidráz
õ
õ
A vér élettana
3./14
Somogyi Magdolna
Képződésük, fejlődésük = erythropoesis képződési hely: embrionálisan: posztembironálisan:
máj, lép vörös csontvelő születéskor az összes csontban vörös csontvelőt találunk később visszahúzódik a csöves csontok extremitasaib lapos csontokba csípőcsontban akár 1 lit. koponya lapos csontjai szegycsont súlyos vérképzési problémák esetén az embrionális vérképző területek újból aktiválódhatnak
a képződés folyamatosan zajlik szabályozása: elvileg végtelen számú szaporodási ciklus játszódatna le korlátozása: hormonális szabályozás útján csak egy bizonyos faktor megléte esetén mehet végbe a folyamat szöveti növekedési hormonok adnak jelet a növekedésre erythropoesis esetében ezek: 1. IL-4 2. Colonia Stimuláló Faktorok 3. erythropoetin thermolabilis glycoprotein MW: 30400 165 AS-ból áll 40%-a cukor stimulálja a differenciációt és poliferációt a csontvelőben ha csökken a szövetek O2 ellátása, termelődését stimulálhatja: 1. máj 5-10%-ban 2. vese 80-90%-ban renalis erythropoetikus faktort bocsát ki fokozza a vérképzést egyéb hormonok androgén: serkentően hat ezért (is) magasabb a férfiak vvt és hemoglobinszáma ösztrogén: gátolja az erythropoesist alkalmat ad a terhessége anémia kialakulására tyroxin: serkent növekedési hormon: serkent õ õ
A vér élettana
4./14
Somogyi Magdolna
érési faktorok olyan tényezők (molekulák) melyek hiányában még a hormonális szabályozás pozitív befolyása ellenére sem zajlik le (helyesen) az erythropoesis a folyamathoz feltétlenül szükségesek hiányuk így vészes vérszegénységet okoz vvt-k megnagyobbodnak -> megalocyták számuk nagyobb mértékben csökken, mint Hb koncentrációjuk a századelőn 1,5-2 év alatt halált okozó betegség volt fiatal emberekre jellemző sápadással fulladással, nehéz légzéssel jár kezelési próbálkozás: Minot (belgyógyász) 1. lép kivétele kb. fél évvel hosszabb életidőt jelentett 2. diéta a cukorbetegek diétájának mintájára észrevette a máj áldásos hatását Castle-val kidolgozták a B-12 vitamin kristályosítását μg-os mennyiségben szedve megoldotta a problémát Murphy-val (kórboncnok) együtt Nobel-díjat kaptak
a faktorok név szerint: 1. B-12 vitamin / ciano-kobalamin alapváza 4 pirrolgyűrű középen egy kobalt-ionnal javasolt napi adagja 0,001 mg / nap kb. 7 mg raktározódik belőle a májban fehérjékhez kötve található a táplálékban az emésztés során megszűnik ez a kapcsolat ekkor kötődik az R-proteinekhez a pancreas enzimei innen is leválasztják 2. transzkorrin / intrinsic faktor glikoprotein a B-12 vitamin következő lépésként ehhez kötődik komplexük ellenáll a fehérjebontó enzimeknek együtt adnak aktív, felszívható vegyületet mely lehetővé teszi napi 25 gramm vvt képzését hangulat-és étvágyjavító hatással bírnak felszívásuk elsősorban az ileum nyh-ján zajlik az említett betegeknek itt jellemzően sorvadt volt a nyh-ja (Murphy megállapítása)
ezután a B12 vitamin transzkobalamin-II-höz kötődik ezt a komplexet veszik fel a hepatocyták receptormediált endocitózissal 3. folsav szintén feltétlenül szükséges a folyamathoz javasolt adagja 0,05 mg / nap 4. purin nukleotidok a vörös csontvelőben bírnak szereppel õ
õ
A vér élettana
5./14
Somogyi Magdolna
származási sor: 1. CFU-GEMM el nem kötelezett őssejtek =hematoblastok (=lymphohaematopoeticus sejtek) pluripotens sejtek mindenféle alakos elem kialakulhat belőlük funkcionálisan felismerhető lehetnek: LT (long term) és ST (short term) őssejtek lehetőségeik: önreprodukció, elköteleződés, apoptózis, elvándorlás 2. BFU-E elkötelezett őssejtek = hemocytoblastok képesek
szaporodni (nagy potenciállal!) differenciálódni funkcionálisan felismerhető 3. CFU-E progenitorsejtek = kolóniaképző, telepképző sejtek különböző morfológiai megjelenés, erről felismerhetők egy-egy kolóniát képeznek melyekből már csak egyfajta végsejt származhat 4. Proerythroblast 5. Erythroblast / normoblast első mikroszkóposan felismerhető alak nagy szaporodóképességű elkötelezett sejtek már nincs „választásuk” érésükből alakulnak ki a végsejtek a, Basophil normoblast a mag kondenzálódik, a mitotikus aktivitás csökken a citoplasma riboszóma-tartalma magas előkészületként az intenzív fehérjeszintézisre ez adja a basophil festődést
õ
õ
A vér élettana
6./14
Somogyi Magdolna
b, Polychromatophil normoblast a sejt és a magméret tovább zsugorodik az intenzív riboszómális tevékenység fennmarad ám megjelenik a hemoglobin a két utóbbi hatás együttesen összetett (polichromatophil) festődést ad c, Ortochromatophil normoblast magja előbb excentrikus helyzetűvé válik majd elveszti a lép útján festődése az érett erythrocytákéhoz hasonlóan acidophil 9. Reticulocyta számuk 60000 . 106 / liter arányuk 0,5-1% a normocytákhoz képest hirtelen, gyors vérképzés esetén előfordul, hogy a lép nem tudja kivonni a normoblastok magját előfordul: pl. vérveszteség (véradás), vészes vérszegénység ilyenkor a véráramban megjelenhetnek olyan vvt-k, melyek még emlékeztetnek a normoblast formára ezek a fiatal alakok még nem vesztették el teljesen sejtes tulajdonságaikat jellemzőjük a substantia reticulofilamentosa mely az ER hálózatos állományú maradványa vitális festékekkel jól festhetők, elkülöníthetők (pl. krezilibolya) 10. Erythrocyta / normocyta feladatukat végzik ld. bővebben első oldalak
Vérsejt-képzés hierarchiája: az egyes alakok szigorúan meghatározott sorrendben követik egymást
Az emberi teljesítménynek végső soron határt szab a vvt-k limitált száma a sportolók ezt próbálják kiküszöbölni transzfúzióval, magaslati edzéssel mindkét módszerrel emelkedik a vvt-k száma, akár 10millió / µl-re
õ
õ
A vér élettana
7./14
Somogyi Magdolna
Hemoglobin kromoprotein = színes fehérje MW: 4 x 16100 = 64400 a vvt-k egyharmadát teszi ki tömegben koncentrációja a teljes vértérfogatban: 140-160 g/l a vér 1/6-od része tehát hemoglobin
tetramer négy alegysége azonos funkciójú egy alegység oxigénfelvétele stimulálja a következőét egy molekula Hb-hoz 4 molekula oxigén kötődik a kétértékű vas-ionhoz a kötés nem erős, kovalens csupán lazán, mellékvegyértéken keresztül az oxigén kötődése alapjában változtatja meg a hemoglobin fehérje-egységének konformációját „mintha lélegezne” azonos felépítésű alegységenként egy hem: 4 pirrolgyűrű álló szénhidrátlánc gyűrűjében vas-ion, egy globin: lazán kötődik a kétértékű vasionhoz globuláris fehérjelánc 4 polipeptid-alegységgel egy láncban 140 AS alegységeinek globin összetevőinek különböző ASsorrendű polipeptidláncai különböző típusú hemoglin-molekulát határoznak + a polipeptidláncok lehetnek: α, β, γ, δ, ε
õ
õ
A vér élettana
8./14
Somogyi Magdolna
az említett polipeptidláncok típusai alapján a hemoglobin főbb típusai: 1. HbA 2 α és 2 β alegységből áll egyedül ez az egy típus rugalmas (a Hb rugalmassága nem egyenlő a vvt-ével!!!)
az extrauterin élet 1. hetétől jellemző 2.HbF 2 α és 2 γ alegységből áll foetalis: intrautrin életben jellemző a váltás megterhelő a szervezetnek a nagymértékű hemoglobin-lebontás sárgaságot eredményezhet 3. HbA-1c glikolizált hemoglobin az összes hemoglobinmennyiség 4-6%-a a vércukorszint függvényében a hemoglobinmolekulák cukormolekulát vesznek fel jelentősége megnő diabetes melltus esetén 4. HbA-2
képződése: citoplazmában és mitochondriumban a folyamatok többsége itt játszódik le itt fejlődik ki a hem majd csatlakozik hozzá a vas Mitokondr. 1. glicinből és szukcinil-Coa-ból jön létre egy CO2 kilépéssel a citoplazma:2.δ-amino-lavulinát, melyből kettő vízkilépéssel egyesülve 3. porfo-bilinogént hoz létre, melyből dezaminálva (4 ammónia távozik) 4. uropofirinogén jön létre, melyet dekarboxilezve (4 CO2 távozik) 5. koproporfirinogén jön létre Mitokondr. 6. protoporfirinogén jön létre a koproporfirinogénből 2 CO2 és 4 H távoztatásával oxidációval a protoporfirinogénből további 6 H távozik (oxidáció), így 7. protoporfirin jön létre, melybe a Fe2+ ferrokeletáz révén épül be
õ
õ
A vér élettana
9./14
Somogyi Magdolna
A hemoglobin lebontása a hemoglobin lebontásához először az elöregedett vvt-k lebontására van szükség melyek hosszú életidejűek nincs megterhelő anyagcseréjük: minimális energiaforgalom nincs terminális oxidáció naponta 20g-nyi bomlik le pusztulásuk:
makrophagok útján az elöregedett vvt-k
veszítenek rugalmasságukból vastagabbá válnak felületükön immunglobulinokat kötnek meg
a megváltozott morfológiájú testek fennakadnak a lép (és más szervek) igen finom szűrőjén hemolízis útján pusztulnak el (víz jut a citoplazmába, a sejt szétdurran) a hemoglobin kiszabadul
a hemoglobin lebontása makrophagok veszik fel vagy közvetlenül, vagy haptoglobin útján a lebontás helyszíne a test egészében megtörténik nincs rá külön szerv de külön rendszer igen: makrophag-rendszer lehetővé teszi a biokémiai lebontást a lebontás lépései 1. a kiindulás a hem piros színű protoporfin váza 2. a hemoglobinból oxidoredukciós lépések során verdoglobin 3. leválik belőle a hem rész zöldes színű biliverdin formájában hemocianin is keletkezik, kékes színt adva 4. további reakciók, pl. H-felvétel során a biliverdinből
õ
õ
A vér élettana
10./14
Somogyi Magdolna
bilirubin jön létre narancssárga színt ad végtermék tovább nem bontható kiürül a széklettel-vizelettel előfordulásai formái: 1. indirekt bilirubin plazma albuminhoz kötődik lipidoldékony: képes átjutni a vér-agy-gáton ha nagy mennyiségben van jelen a vérben, így agykárosodást okozhat 2. direkt bilirubin = konjugált bilirubin albuminhoz nem kapcsolt a kiürülés ilyen állapotban biztosított az átalakítást a máj végzi bilirubin-diglükuroniddá alakítja (ld. alább!!) vízoldékony átjuthat a vese szűrőmembránján így kiválasztódhat a vizelettel konjugálása a májban a hepatocytában uridin-trifoszfátból (UTP) és glükózból UDP-glükuronsav keletkezik egy foszfát kilépésével a véráram indirekt bilirubinjából a hepatocyta csak a direkt bilirubint veszi fel glükuronil-transzferáz segítségével 2 UDP-glükuronsavból és + 1 direkt bilirubinból = bilirubin-diglükoroid / konjugált bilirubin + UDP végül a konjugált bilirubin az epecsatornákba lép a folyamat szükségletei:
enzim energia
a folyamat hibalehetőségei 1. ha túl sok a bilirubin, a máj nem képes az összeset felvenni 2. a májsejtek nem képesek kiválasztani a terméket 3. az epecsatornák nem képesek elszállítani a konjugált bilirubint õ
õ
A vér élettana
11./14
Somogyi Magdolna
a bilirubin az extrahepaticus epeutak révén a duodenumba kerül a további folyamatok 3 útra válnak el 1, vékonybélben zajló folyamatok urobilinogénné alakul vörös színű vissza is szívódhat a nagy vérkörbe vizelet útján kiválasztódik vagy továbbalakul urobilinné epefesték a vastagbélen áthaladva a széklettel ürül jellegzetes színt adva annak 2, vastagbél folyamatai szterko-bilinogén jön létre a vastagbél bélflórája révén vissza is szívódhat a nagy vérkörbe vizelet útján kiválsztódik, (kevésbé jellemző, mint az urobilinogénnél) vagy
szterko-biliinné alakul tovább ez is epefesték a széklettel ürül, jellegzetes szín 3, visszaszívódhat a nagy vérkör felé a jejunumból útja: 1. v. portae 2. máj 3. kapillárisok, (kiválasztódik) vagy 3. a vékonybélbe is visszakerülhet az epeutak elzáródása az epefestékek ürülésének képtelensége miatt teszi fakóvá a székletet hasonló mellékhatással bírnak a széles spektrumú antibiotikumok a bélflóra elpusztítása révén enterohepaticus körforgás: az epefestékek egy része felszívódik és a májba kerül. A visszaszívott festékek nagy részét hepatocyták veszik fel, amelyekben a molekulák bilirubinná alakulnak és újból kiválasztódnak az epébe részei: máj, epeutak, vékonybél, v. portae a v. portae nem fedi le az egész gastrointestinalis rendszert pl. rectum alsó 2/3-a: a végbélkúpok formájában bevitt hatóanyagok (pl. hormonok) első körben a máj méregtelenítő hatását kikekerüli õ õ
A vér élettana
12./14
Somogyi Magdolna
A szervezet vasforgalma a vas a hemoglobin alapvető fontosságú összetevője így ha a szükségesnél kisebb mennyiségben van jelen, a vérképzést akadályozza ugyanolyan szükség van rá a vérképzéshez, mint a B12-vitaminra vagy a folsavra hiánya vashiányos anaemia kialakulására ad lehetőséget mennyisége a szervezetben: 6g, ebből 4,5 g a hemoglobinban (Fe2+-ként) 1 g a mioglobinban a maradék szöveti raktárakban felszívódása: a folyamat nem teljesen tisztázott, az apotranszferrin szerepet játszik benne korlátozható „nyálkahárty-blokk” segítségével a vastöbblet felszívása Fe2+ formájában ileum nyálkahártyáján át ideális beviteli mennyisége: 10 mg / nap (fogamzóképes nőben 20mg) tizedennyi ürül naponta a bevitt 10 mg vasból csak 1 mg szívódik fel ez a férfiak tényleges vasszükséglete 2 mg lenne a nők tényleges vasszükséglete a bevitt vas 75-94%-a végül nem szívódik fel a széklettel ürül felszívását nagyon megnehezíti, hogy vízben oldhatatlan csak elegendő gyomorsav jelenlétében szívódik fel ezért itattak korábban vashiányos vérszegény gyerekekkel sósavat az Fe2+ mind 3-as, mind 7-es pH-n felszívódik míg a Fe3+ csak pH 3-on a folyamat lépései: 1. a mukózasejtek az említett pH-értékeken felveszik a vasat 2. melyet megköt a mucosa-transzferrin, és szállít 3. az ion felszívódása még itt sem biztos, két lehetősége van: 1. apoferritinnel ferritint hoz létre felveszi egy bélhámsejt lizoszómája és lelökődik a bélhámsejttel együtt széklettel ürül 2. átkerül a véráramba, ahol egy apotranszferrinhez kapcsolódva transzferrint hoznak létre az apotranszferrin koncentrációja jól mutatja a szervezet tényleges vasszükségletét (mennyit bírna még el a véráram) õ õ
A vér élettana
13./14
Somogyi Magdolna
4. a felszívódott vas kerülhet a májba, de leggyakrabban a vörös csontvelőbe napi 380 μmol-ból (felszívott mennyiség 80%-a) hemoglobin készül, vvt-kbe csomagolódik raktározása: ferritin formájában, Fe3+-ként apoferritinhez kötve főként a májban a felesleg hemosziderin által raktározódik oldhatatlan vasvegyület, nehezen mobilizálható egészséges embernek csak a májában, lépében fordul elő szállítása: Fe3+ formájában transzferrin által az oldott hemoglobin haptoglobinhoz kötődve kering folyamatosan veszítjük a vasat: élettani veszteség: 18 μmol / nap
bőrhám vesztése bélnyálkahártya hámjának igen gyors vesztése magas turnoverű szövet mikrovérzések útján való vérveszteség mindennapos, észrevétlen vérzések kb. 7ml vérveszteség naponta menstruáció alatti veszteség 7-17 μmol / nap terhesség alatti veszteség kb. 300g
õ
õ
A vér élettana
14./14
Somogyi Magdolna
A vér oxigéntranszportja a vér legfontosabb feladata az oxigénszállítás oxigénszükséglet teljes nyugalomban: 250ml / perc (ez akár 6-8-literre is nőhet) ehhez minimum 7 liter levegőt kell belélegeznünk percenként az oxigén a vvt-kben hemoglobinhoz kötve szállítódik egy molekula hemoglobin négy molekula oxigént képes szállítani 1 liter vért vizsgálva: hemoglobin tömege a vvt-k tömegének egyharmada, így: 160g hemoglobin / liter vér 1g hemoglobin 1,38 ml oxigént szállít = Hüffner-szám egy liter artériás vérben így cca. 200 ml oxigén van egy liter vénás vér viszont csak 150 ml oxigént tartalmaz így egy liter vér 50 ml oxigént képes a szöveteknél hagyni AVO2 = 5%
(arterio-venozus oxigén-különbség)
ez alapján az egy perc alatti szükséglet (250ml) szállításához éppen 5liter vérre van szükség ezért is fontos, hogy a keringő vér térfogata a normovolémia tartományában (4-6 liter) maradjon
õ
õ
