Transcript 4. A vr lettana

A vér élettana
• 70 kg-os emberben ~ 5–5,5 l
Összetétel:
• ~ 55%: vérplazma
- 9/10 része víz
- ionok (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-,
PO43-, SO43-)
- fehérjék: albuminok (4–5%), globulinok (2–
3%), fibrinogén (0,3%)
- tápanyagok (glükóz, aminosavak, zsírsavak) és salakanyagok (húgysav, karbamid)
• ~ 45%: sejtes frakció: vörösvértestek,
fehérvérsejtek, vérlemezkék
I. A vérsejtek kialakulása és
fejlődése – haematopoesis
* erythrocyták: 5 millió/μl (életidő:~120 nap)
* leucocyták: 5000-8000 (granulocyták: 912 óra, lymphocyták, macrophagok:
hosszabb ideig)
* thrombocyták: 250-300 ezer (~10 nap)
• naponta kb. 400 milliárd új vérsejt képzése
= konstitutív haematopoesis
• Tengerszint feletti magasság ↑ => vvtszám ↑ + fertőzés => leucocytaszám ↑ =
stressz-haematopoesis
• Képződés helye:
- vvt, thr, granulocyták, monocyták, Blymphoid sejtek: VÖRÖS CSONTVELŐ;
- T-lymphocyták: THYMUS
• Felnőtt vörös csv. ~1500g; axiális csontvázban: bordák, szegycsont, medencecsontok, csigolyák + humerus, tibia prox.
epiphysisében
• Az összes vérsejtféle 1 őssejttípusból:
haematopoeticus őssejt (HSC): végtelen
önreprodukciós képesség + multipotencia
- egyetlen ilyen sejt bejuttatása: teljes
vérképzést biztosítja hosszú távon (egér)
→ majd differenciálódnak: egyes receptorok szintézise fokozatosan leáll, másoké
felerősödik (multi-, oligo-, unipotens őssejtek
keletkeznek) => egyre kevesebb féle szabályozófaktorra, egyre érzékenyebb reagálás
• stromasejtek: vörös csv-ben a vérsejtek mellett: normális
vérképzéshez szükségesek
• az őssejtek / korai progenitorsejtek működését több, egymást helyettesíteni képes
faktor szabályozza => 1-1 hiánya nem
okoz zavart
• Későbbi fázisokban: fontosak a szabályozófaktorok [G-CSF (granulocyta stimuláló faktor;
neutrophil-gr.), M-CSF (monocyta, macrophag),
eritropoetin (vvt), trombopoetin (megakaryocyta-thr), IL-7
(T-lymph.)]
A) Vörösvértestképzés
• Érett vvt: hemoglobintartalom ↑; nincs
sejtorganellum, mag => E-ellátásukat a
vérplazma glükóza fedezi (csak glikolízis)
• fontos a vas-, B12-, folsavellátottság!
• termelődésének szabályozója: eritropoetin
hormon; főként (85-90%) a vesében, kisebb
rész a májban termelődik
- vese szöveti O2-ellátottsága szabályozza
- kis légköri p (magaslati levegő), vérvesztés, vashiányos anaemia, légzési elégtelenség => eritropoetin ↑
=> Andok: krónikus hypoxia => vvt magas
B) Vérlemezkeképzés
• őssejtjeik (promegakaryoblastok): nem osztódnak, de sorozatos endoreduplikáció (maganyag kétszereződik) => polipliod sejtek (n =
4–32)
• megakaryocyta: óriási sejt (60 μm): pseudopodiumokból átlag 10 000 vérlemezke fűz. le
• ~1/3-uk a lépben hely. el; de a csv-ben nem
raktározódnak => folyamatos csv-i utánpótlás
szüks. => sugárártalom első jele: spontán
vérzések (elégtelen vérzéscsillapodás)
• Képződésüket a trombopoetin szabályozza
(máj > vese)
C) Granulocytaképzés
• Neutrophil granulocyták – monocyták
közös őssejtből jönnek létre
• baso-, eosinophil: fejlődés kevéssé ismert
• (érett n. granulocyta: lebenyezett/szegmentált mag)
• megoszlásuk:
– csontvelői készlet: vérbe kerülés előtt napokig
a csv-ben
– kitapadt/adherens k.: időszakosan az erek
endothelsejtjeihez tapadva
– keringő k.: szabadon kering a vérben
(keringő-kitapadt folyamatosan cserélődik)
• kitapadt sejtjek egy része elhagyja az
érpályát → interstitialis térbe, vissza nem
térnek → pusztulásuk után macrophagok
bontják le
D) Monocytaképzés
• Másik ágból → monocyták: éretten az
erekből → interstitialis térbe → tovább
differenciálódnak macrophagokká
(osteoclastokkal közös ős)
E) Lymphocytaképzés
• B-sejtek érése: csontvelő → kivándorlás
perifériás nyirokszervekbe (nyirokcsomók,
lép, mandulák, stb.)
• T-sejteké: thymus (csecsemőmirigy)
• Mindkét csoport
- 1 része: perifériás nyirokszervekben
- más részük: folyamatos vándorlás:
„lymphocyta őrjárat”
• antigén aktiváló hatása => osztódóképességet visszanyerik → proliferáció; egy r.:
memóriasejtekké alakul (hosszú élet)
II. A szervezet védekező
mechanizmusai: az
immunrendszer
• Sajáttól eltérő = idegen anyagok (antigén)
felismerése és eltávolítása
Természetes immunreakció:
• idegen ágens első behatolásakor készen
állnak, azonnali működés
• főként a mikroorganizmusok felszíni, életműködéseikhez nélkülözhetetlen, kevéssé
változékony részleteit ismeri fel
mintázatfelismerő receptorokkal: fagocitáló
sejteken, de egyéb sejteken is (májsejtek,
hámsejtek) + keringő receptorok +
intracelluláris receptorok
• kivitelezői: fagociták + komplementrendszer
• fertőzések kezdeti szakaszában a specifikus reakció megjelenéséig korlátozzák a
mikroorganizmusok szaporodását
• nem alakít ki immunmemóriát
• gerincesek „alatti” szinteken csak ez a
rendszer működik
A komplementrendszer:
• ~ 20 inaktív fehérje kering a vérplazmában
(= komplementrendszer) → gyors
aktiválódás: biz. felületen történik:
• pl. antigénen megkötött Ig, mikroorganizmusok felszínén lévő molekulák, stb. =>
aktiválás → aktiváló felülethez kötődés →
pórusmolekula (ioncsatorna) épül a
membránba => a sejt lízise
• → fagociták kebelezik be a törmelékeket
Szerzett immunválasz:
• gerincesekben
• antigén: sejtfelszíni / oldott
• kivitelezők: lymphocyták (felszínükön
antigénfelismerő receptorok)
• epitóp: az antigénnek (makromolekula) az a
része, melyet a receptorok (/ immungloblulinok) felismernek (néhány aminosav-, v.
cukoregység)
• a felismerés és lebontás mellett immunmemória jön létre => első találkozás (primer
immunválasz): pár hét; újbóli találkozás
(szekunder iv.) rövidebb: pár nap alatt
• az immunválaszban sok folyamat összehangoltsága
→ ha károsodik: immunhiányos állapot =>
fertőzések, daganatok
→ ha sajátot idegennek ismer fel: autoimmun folyamatok
→ túlzott mértékű reakció: allergia, hiperszenzitivitás
A lymphocyták működése
• Az érés folyamán: „génátrendeződés” →
érett lymphocyta: egyetlen antigént ismer
fel → ~1000 milliárdnyi antigénspecifikus
receptorból álló készlet a szervezetben
• B-sejtek: oldott antigén felismerése
• T-lymphocyták: csak „előkészített” antigént
Az előkészítés:
• Antigénprezentáló sejt (monocyta, Blymphocyta) az exogén antigént felveszi,
enzimeivel lebontja → MHC II.-es molekulák (glikoproteidek) társaságában kihelyezi a
felszínére
• saját fehérjéket lebontás után (pár aminosav)
MHC I. társaságában → felszínre:
így a vírus / onkogén indukálta fehérjéket
(= idegen anyag) is
- MHC I.-et minden magvas sejt hordoz =>
minden sejt lehet prezentáló
T-sejtek:
• segítő T-sejtek (T helper; TH; CD4 markert hordozók): antigénreceptoruk az MHC II.-vel
kapcsolódik => jelzőmolekulálkat termelnek (citokinszekréció) => macrophag- és Bsejt-aktiválás
=> immunglobulintermelés = humorális
immunválasz
• citotoxikus / effektor T-sejtek (Teff; CD8
marker): MHC I.-hez kötött antigénjelre
reagál → sejt-sejt kapcsolattal elpusztítják
a hordozó sejtet = sejtes immunválasz
T-sejt-válasz:
• Az antigén által stimulált T-lymphocyta
lymphoblasttá alakul → osztódás → azonos
antigénspecificitású klóntömeg jön létre
• citotoxikus T-sejtek: granulumaikban
raktározott molekulák felszabadulnak:
perforinok (nagy átjárhatóságú membránpórust képeznek), proteolitikus enzimek, +
a célsejt felszínén apoptózist indukáló, ún.
halál-receptorokhoz kapcsolódik
• szervátültetés – gazda támadhat
csv-transzplantáció – donor támadhat
T-sejtek
B-sejt-válasz:
• 1. lépés: antigénmegkötés a receptoron,
2.: TH-kapcsolódás és citokinjel
=> klonális oszlás → (plazmasejtekké)
immunglobulintermelés (5 osztály: IgA,
IgD, IgE, IgG, IgM)
• az antitest a vérplazmában felismeri az
antigént → kötődés: ez ált. NEM pusztítja
el, nem szünteti meg biológiai hatását,
csupán megjelöli → ezután komplementrendszer, fagocitaaktiválás
A természetes ölősejtek (NK-sejtek):
• csv-i sejtvonal: perforinokkal, apoptotikus
receptorok stimulációjával ölnek
• gátló receptoraik MHC I.-t ismerik fel →
minden sejtet megtámad, aki az MHC I.-el
nem „azonosítja magát”
• Előzetes serkentés nélkül is aktívak →
természetes immunitás (nem a szerzett);
vírusfertőzések
kezdeti szakaszában
fontosak
A fagociták működése
• sejtes válasz maradékai + antitesttel
megjelölt antigén bekebelezése, lebontása
• macrophagok (monocytákból), neutro-,
eosinophil granulocyták
• Mikroorganizmus megtelepedésének
közelében (kapillárisok) a keringő fagociták az érendothel felszínéhez kapcsolódnak és lassan sodródnak
→ kémiai jelzések hatására szétterülnek,
majd átpréselődnek az érfalon (víz, oldott
anyagok átjárhatósági viszonyai nem vált.)
→ kemotaxis (idegen anyagok + szöveti
jelzőmolekulák): vándorlás a szövetben
(mechanizmus.: receptorkötődés után pár sec.: cytoskeleton átalakulása => állábas mozgás: 20mm / perc)
• antigénfelismerő receptoraik: bacisejtfalat,
flagellint (ostorfehérje), bakt. DNS-t, vírusRNS-t → megkötött patogén bekebelezése
(eleinte lassú – Ig-k és komplementrendszer erősíti fel)
• A bekebelezés csak elkülönítés: ezt követően több baktérium sokáig megőrizheti életképességét => toxikus oxigénmetabolitokat
termel (O2-ből szuperoxidgyök → nem mitokondriális O2fogyasztás: oxidatív robbanás – respiratory burst) →
H2O2 , majd
halogénekkel egyre toxikusabb vegyületek
+ a granulumok fehérjéi: lizozim, laktoferrin,
hidrolázok, stb.
Neutrophil granulocyták
baktériumokat (Shigella)
zsákmányolnak
Neutrophil
granulocyta
Anthrax
baktériumokat
kebelez be
Eosinophil granulocyták:
• féregfertőzéskor
• granulumokban (bázikus) fehérjék: toxikusak
a féreglárvákra, többsejtű parazitákra
• + a környező testi sejtekre is! => légúti
epithelsejtekre => leválásukat, bronchusizomzat kontrakcióját idézik elő
Basophil granulocyták, szöveti hízósejtek (a basophil gr.-hoz hasonló, szövetekben tartózkodó sejtek):
• granulumokban enzimfehérjék + hisztamin
• immunreakciók amplifikálása: fiziológiásan a
kül. faktorok kijuttatása az erekből,
koncentrálásuk az érintett területre)
• allergén => túlműködés: anaphylaxiás
reakció / sokk:
- antigén / IgE kötődése => degranuláció =>
simaizom-összehúzódás: légutakban,
gyomor-bélben görcs
+ érfalsimaizmok ellazulása => szisztémás
vérnyomásesés
+ érátjárhatóság fokozása => interstitialis
folyadékgyülem (pl. gégeödéma)
III. Vérzéscsillapodás –
haemostasis
•
Párhuzamosan működő, egymást kiegészítő mechanizmusok, beépített inaktiváló
lépések => biztonságos rendszer.
Kiegyensúlyozatlanság esetén azonban
súlyos kórképek:
• túlzott vagy felesleges thr.- aktiválódás,
érsérülés nélkül is meginduló véralvadás,
alvadást korlátozó mechanizmusok =>
intravasalis (éren belüli) alvadás: thrombosis
• hiányos alvadás: vérzékenység (hemofília)
Thrombocyták:
• nincs sejtmag, korlátozott fehérjeszintézis
• belső tubulusrendszer: Ca2+-raktár
Fázisai:
1) helyi érszűkület (← szerotonin, adrenalin)
2) Vérlemezkék kitapadása (adhézió), aktiválódása és összecsapzódása (aggregáció)
3) Véralvadás (koaguláció): fibrin + thr.-k
4) Helyreállítás: fibrinolízis, sejtproliferáció
→ érfal helyreáll → érlumen újra megnyílik
2) kitapadás: sérült érfalra → aktiválódás:
• kül. molekulák szekréciója és exocytosisa:
(kiváltó jel: Ca2+-felszabadulás a belső
tubulusrendszerből + extracellularis beáramlás)
• → többi keringő thr. aktiválása → egyre
többen rögzülnek a sérült érfalra:
aggregálódás → thrombocytadugó: csak
időleges zárás → alvadék szükséges
* Kedvezőtlen áramlási viszonyok esetén →
spontán thr.-aktiválás (érszűkület, szívbillentyűszűkület) → thrombus → további
szűkítés, elzárás!
3) Véralvadás:
• proteolitikus „kaszkád” (proenzimek →
enzimmé aktiváltatnak → aktiválják a köv.
enzimet → …): sérülés helyén szabaddá
váló szöveti faktor indítja meg, kulcsenzime: TROMBIN
• alvadási fehérjék nagy r.: májban képződik
• párhuzamosan antikoaguláns és fibrinolitikus folyamatok is megindulnak → fékezés
(hiányukban: thrombosiskészség)
• Ca2+: kaszkád több pontján fontos szerep
• K-vitamin fontos az alvadásban!
(felszívása: epesavas sók segítségével →
epetermelés, -elvezetés zavara → alvadási zavarok)
• Trombin → fibrinogénbontás → fibrinmolekulák egymáshoz kapcs. → háló kialakul
→ vérlemezkék → stabil alvadék
- hirudin: trombin kötődését (thr.-n) gátolja
• → összehúzódik (in vitro: vörös vérlepény
+ tiszta vérsavó) <= thr. aktomiozinszálainak folyamatos összehúzódása
- in vivo a retrakció: sérült érszélek összehúzása
4) Helyreállító folyamatok:
• Fibrinolízis: plazmin (enzim) oldja fel
(keringő plazminogénből)
IV. Vércsoportrendszerek
• Vörösvértestmembrán (és más sejtek is!)
felszínén lévő makromolekulák epitópokat
tartalmaznak → antigénként viselkednek
• Kémiai szerkezet alapján kül. csoportokba
sorolhatók → vércsoportrendszerek
• Emberben: több mint 15 vércsoportrendszer (Lewis, Lutheran, MN, Kell, Duffy…)
függetlenek, független öröklődés =>
egyedi vércsoportantigén-mintázat
Az AB0-vércsoportrendszer
• Membrán glikolipidjeinek szénhidrátmolekulái → a molekula terminális cukoregységei határozzák meg a vércsoportot (Nacetil-galaktózamin → A; galaktóz → B; nincs újabb
cukortoldalék → 0)
• A és B gén kodomináns öröklődésű, 0
recesszív → genetikailag AA/A0: A vércsoportú;
- BB/B0: B;
- AB: AB;
- 00: 0.
• Ezen epitópcsoportok széleskörűen elterjedtek: mikroorganizmusok, növények → ezek az
oligoszacharid-antigének az újszülöttek bélrendszerében felszívódnak → immunreakció:
antitestképzés (az első életév során) – sajáttal
szemben nem!
• A: anti-B (kaphat: A, 0-tól; adhat: A, AB)
• B: anti-A (kaphat: B, 0; adhat: B, AB)
• 0: anti-A, anti-B (kaphat: 0; adhat: A, B, AB, 0)
• AB: nem termel antitestet (kaphat: A, B, AB, 0;
adhat: AB)
• Ezek az antitestek nagy méretűek (IgM) =>
placentán nem jutnak át => nincs immunreakció a magzat ellen
Az Rh-vércsoportrendszer
• (3 gén: c/C, d/D, e/E; D erős immunogén)
• dd: Rh– vércsoportú,
DD/Dd: Rh+ vércsoportú
• Antitest: Rh– termeli: D (tehát Rh+) ellen
(Európai rassz: 85% hordozza D-t)
• Csak a vvt-ken találhatóak → csak nem
kompatibilis vérrel való érintkezés miatt
indul el az antitestképzés:
- hibás átömlesztés (ma orvosi műhiba)
- anya Rh– , magzat Rh+: 2. terhességtől:
szülés (vetélés) során immunizálódhat
• az antitestek kisebb méretűek (IgG) →
placentán átjutnak → megtámadják a
foetalis vvt-ket.
• immunizálódáshoz már 0,01 ml (!) magzati
vér is elegendő
• kezelése: anti-anti-D
V. A légzési gázok
szállítása
• Vvt és a vérplazma szállítja az O2-t, CO2-t
• Vérben oldott gázok dinamikus egyensúlyban a tüdő alveolaris terével + a
szövetekkel (interstitiummal)
• vvt membrán szabadon átjárható a O2,
CO2 számára
Oxigén- és szén-dioxid-szállítás:
• hemoglobin: 4 fehérjealegység + hem
(benne Fe2+) (4 molekula O2-t köt)
• Szövetekben: HbO2 deoxigenálódik → O2
kidiffundál a szövetekbe, CO2 bediffundál
a szövetekből
CO2 + H2O → szénsavanhidráz: H2CO3–t
→ H+ + HCO3a H+-t a Hb felveszi, HCO3- pedig Cl--ra
cserélődik: vvt. ↔ vérplazma
• Tüdőben: fordítva: O2 bediffundál → Hb
oxigenálódik → H+ disszociál → H+ +
HCO3- (közben: Cl- – HCO3- visszacserélődik) → H2CO3 → szénsavanhidráz: CO2
+ H2O → CO2 kidiffundál
Gázcsere a
szövetekben
A szénsavanhidráz
szerepe és a HCO3-Cl--csere nincs
feltüntetve!
(a vastag vonallal
jelzett egyenlet alul
a bruttó történéseket
mutatja)
A CO2 leadása a tüdőben
Párhuzamosan: Hb felveszi az O2-t: HHb → HbO2
• Karboxi-Hb: CO (színtelen, szagtalan): a
Hb CO-affinitása kb. 200x nagyobb az O2énél → nehezen disszociálódik
+ a CO megkötése egyik alegységen növeli
a többi alegység O2-affinitását => a Hb nem
tudja leadni az O2-t a szövetekben
• Methemoglobin: ha a Fe2+ oxidálódik Fe3+
ionná → a Hb nem képes oxigénkötésre
oxidálóanyag-szennyezés: nitrátos ivóvíz
(az O2 is oxidál, de ezt egy enzim folyamatosan visszaalakítja)
Ábrák forrásai:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
http://www.harmonet.hu/data/cikkek/19707/02.jpg
http://www.physorg.com/newman/gfx/news/neutrophilgr.jpg
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f2/Neutrophil_with_anthrax_
copy.jpg/275pxNeutrophil_with_anthrax_copy.jpg&imgrefurl=http://yo.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Picture_of_the_day/January_2008&usg=
__L2TCbWmklYfmCsh4jCMEwHak8c8=&h=287&w=275&sz=21&hl=hu&start=5&um=1&tbnid=rxzp3tJBEJOFEM:&tbnh=115
&tbnw=110&prev=/images%3Fq%3Dneutrophil%2Bgranulocytes%26hl%3Dhu%26sa%3DG%26um%3D1
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://path.upmc.edu/cases/case37/images/micro8.jpg&imgrefurl=http://path.upmc.ed
u/cases/case37/micro.html&usg=__7R6eHiA3LpU6ppRZzpb_b2nDyg=&h=480&w=640&sz=66&hl=hu&start=1&um=1&tbnid=Pe0TGYrhe1LeRM:&tbnh=103&tbnw=137&pr
ev=/images%3Fq%3Dmegakaryocytes%26hl%3Dhu%26sa%3DG%26um%3D1
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://faculty.une.edu/com/abell/histo/monocyte.jpg&imgrefurl=http://faculty.une.edu/c
om/abell/histo/histolab3a.htm&usg=__wVvTqYIXiuZVixOVmnu1eP6iqw=&h=252&w=324&sz=10&hl=hu&start=1&um=1&tbnid=2DBEJTTSAkGrhM:&tbnh=92&tbnw=118
&prev=/images%3Fq%3Dmonocytes%26hl%3Dhu%26sa%3DG%26um%3D1
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://images.encarta.msn.com/xrefmedia/sharemed/targets/images/pho/t027/T0278
33A.jpg&imgrefurl=http://encarta.msn.com/media_461519550_761575681_1_1/lymphocyte.html&usg=__gRTjgnaTV0nkmK83yZ1ONxhBmxE=&h=340&w=376&sz=22&hl=hu&start=1&um=1&tbnid=51
EjO3_oi9YxVM:&tbnh=110&tbnw=122&prev=/images%3Fq%3Dlymphocyte%2Bt%26hl%3Dhu%26sa%3DG%26um%3D1
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://www.daviddarling.info/images/Tlymphocyte.jpg&imgrefurl=http://www.daviddarling.info/encyclopedia/T/Tlymphocyte.html&usg=__T7Xq8qw6gNSubLkNfXlmccgk0rc=&h=267&w=350&sz=31&hl=hu&start=7&um=1&tbnid=LZbEDO
hB6vTqLM:&tbnh=92&tbnw=120&prev=/images%3Fq%3Dlymphocyte%2Bt%26hl%3Dhu%26sa%3DG%26um%3D1
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://64.202.120.86/upload/image/news/innate-immunity-to-cancer/nkcell.jpg&imgrefurl=http://thefutureofthings.com/news/1031/innate-immunity-to-cancer.html&usg=__p4ZUOc0jLGCkL7IeSBdRLz9Yos=&h=300&w=455&sz=12&hl=hu&start=4&um=1&tbnid=3PvCtRw564To8M:&tbnh=84&tbnw=128&pr
ev=/images%3Fq%3Dnk%2Bcells%26hl%3Dhu%26sa%3DG%26um%3D1
http://www.biog1105-1106.org/demos/105/unit6/media/carbondioxidetransport.jpg
http://www.acbrown.com/lung/Lectures/RsBldg/rsbldg09.gif
http://cours.cegep-st-jerome.qc.ca/101-902-m.f/bio902/Cardiovasculaire/Sang/imagessang/hemoglobine.gif
http://www.kiesbeter.nl/cms/images/medischeinformatie/kosmos/chmg0442rolblo002.gif
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://www.bio.davidson.edu/Courses/Molbio/MolStudents/spring2005/Heiner/heme.j
pg&imgrefurl=http://www.bio.davidson.edu/Courses/Molbio/MolStudents/spring2005/Heiner/hemoglobin.html&usg=__4caW9
-X-8RylXQA4p7Rg5BsowXw=&h=396&w=339&sz=21&hl=hu&start=4&tbnid=CIWEFaueWGhZM:&tbnh=124&tbnw=106&prev=/images%3Fq%3Dheme%26gbv%3D2%26hl%3Dhu%26sa%3DG