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, zsírsa-vak) 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: 9-12 óra, lymphocyták, macrophagok: hosszabb ideig) * thrombocyták: 250-300 ezer (~10 nap) naponta kb. 400 milliárd új vérsejt képzése = konstitutív haematopoesis Tengerszint feletti magasság ↑ => vvt-szám ↑ + fertőzés => leucocytaszám ↑ = stressz-haematopoesis

Képződés helye: - vvt, thr, granulocyták, monocyták, B-lymphoid sejtek: VÖRÖS CSONTVELŐ; - T-lymphocyták: THYMUS Felnőtt vörös csv. ~1500g; axiális csont-vázban: bordák, szegycsont, medence-csontok, 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 recepto-rok szintézise fokozatosan leáll, másoké felerősödik (multi-, oligo-, unipotens őssejtek keletkeznek) => egyre kevesebb féle szabá-lyozófaktorra, egyre érzékenyebb reagálás stromasejtek: vörös csv-ben a vérsejtek mellett: normális vérképzéshez szükségesek az őssejtek / korai progenitorsejtek műkö-dését több, egymást helyettesíteni képes faktor szabályozza => 1-1 hiánya nem okoz zavart

Későbbi fázisokban: fontosak a szabályo-zófaktorok [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), vérvesz-tés, vashiányos anaemia, légzési elégte-lenség => eritropoetin ↑ => Andok: krónikus hypoxia => vvt magas

B) Vérlemezkeképzés őssejtjeik (promegakaryoblastok): nem osztód-nak, de sorozatos endoreduplikáció (maga-nyag kétszereződik) => polipliod sejtek (n = 4–32) megakaryocyta: óriási sejt (60 μm): pseudo-podiumokból 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 => osztódóképes-séget 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, élet-működéseikhez nélkülözhetetlen, kevéssé változékony részleteit ismeri fel mintázatfelismerő receptorokkal: fagocitáló sejteken, de egyéb sejteken is (májsejtek, hámsejtek) + keringő receptorok + intracelluláris receptorok

kivitelezői: fagociták + komplementrend-szer fertőzések kezdeti szakaszában a speci-fikus 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, mikroorganiz-musok 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 (/ immunglo-blulinok) felismernek (néhány aminosav-, v. cukoregység) a felismerés és lebontás mellett immunme-mória jön létre => első találkozás (primer immunválasz): pár hét; újbóli találkozás (szekunder iv.) rövidebb: pár nap alatt

az immunválaszban sok folyamat össze-hangoltsága → ha károsodik: immunhiányos állapot => fertőzések, daganatok → ha sajátot idegennek ismer fel: auto-immun folyamatok → túlzott mértékű reakció: allergia, hiper-szenzitivitás

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, B-lymphocyta) az exogén antigént felveszi, enzimeivel lebontja → MHC II.-es moleku-lák (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 hordo-zók): antigénreceptoruk az MHC II.-vel kapcsolódik => jelzőmolekulálkat termel-nek (citokinszekréció) => macrophag- és B-sejt-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 membrán-pórust 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 komplement-rendszer, 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 immuni- tás (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 fago-citák az érendothel felszínéhez kapcsolód-nak 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.: cyto-skeleton átalakulása => állábas mozgás: 20mm / perc) antigénfelismerő receptoraik: bacisejtfalat, flagellint (ostorfehérje), bakt. DNS-t, vírus-RNS-t → megkötött patogén bekebelezése (eleinte lassú – Ig-k és komplementrendszer erősíti fel) A bekebelezés csak elkülönítés: ezt köve-tően több baktérium sokáig megőrizheti élet-képességét => toxikus oxigénmetabolitokat termel (O2-ből szuperoxidgyök → nem mitokondriális O2-fogyasztás: 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, bronchus-izomzat kontrakcióját idézik elő

Basophil granulocyták, szöveti hízósejtek (a ba-sophil gr Basophil granulocyták, szöveti hízósejtek (a ba-sophil 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 kiegé-szítő 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: helyi érszűkület (← szerotonin, adrena-lin) Vérlemezkék kitapadása (adhézió), akti-válódása és összecsapzódása (aggregá-ció) Véralvadás (koaguláció): fibrin + thr.-k Helyreállítás: fibrinolízis, sejtproliferáció → érfal helyreáll → érlumen újra meg-nyílik

2) kitapadás: sérült érfalra → aktiválódás: kül. molekulák szekréciója és exocytosisa: (kiváltó jel: Ca2+-felszabadulás a belső tubulusrendszerből + extracellularis beá-ramlás) → 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, szívbil-lentyűszűkület) → thrombus → további szűkítés, elzárás!

Ca2+: kaszkád több pontján fontos szerep 3) Véralvadás: proteolitikus „kaszkád” (proenzimek → enzimmé aktiváltatnak → aktiválják a köv. enzimet → …): sérülés helyén szabaddá váló szöveti faktor indítja meg, kulcsen-zime: TROMBIN alvadási fehérjék nagy r.: májban képződik párhuzamosan antikoaguláns és fibrinoliti-kus folyamatok is megindulnak → fékezés (hiányukban: thrombosiskészség) Ca2+: kaszkád több pontján fontos szerep

K-vitamin fontos az alvadásban K-vitamin fontos az alvadásban! (felszívása: epesavas sók segítségével → epetermelés, -elvezetés zavara → alvadá-si zavarok) Trombin → fibrinogénbontás → fibrinmole-kulák egymáshoz kapcs. → háló kialakul → vérlemezkék → stabil alvadék - hirudin: trombin kötődését (thr.-n) gátolja → összehúzódik (in vitro: vörös vérlepény + tiszta vérsavó) <= thr. aktomiozinszálai-nak folyamatos összehúzódása - in vivo a retrakció: sérült érszélek össze-húzása

4) Helyreállító folyamatok: Fibrinolízis: plazmin (enzim) oldja fel (keringő plazminogénből)

IV. Vércsoportrendszerek

Vörösvértestmembrán (és más sejtek is Vörösvértestmembrán (és más sejtek is!) felszínén lévő makromolekulák epitópokat tartalmaznak → antigénként viselkednek Kémiai szerkezet alapján kül. csoportokba sorolhatók → vércsoportrendszerek Emberben: több mint 15 vércsoportrend-szer (Lewis, Lutheran, MN, Kell, Duffy…) függetlenek, független öröklődés => egyedi vércsoportantigén-mintázat

Az AB0-vércsoportrendszer Membrán glikolipidjeinek szénhidrátmole-kulái → a molekula terminális cukoregy-ségei határozzák meg a vércsoportot (N-acetil-galaktózamin → A; galaktóz → B; nincs újabb cukortoldalék → 0) A és B gén kodomináns öröklődésű, 0 recesszív → genetikailag AA/A0: A vér-csoportú; - BB/B0: B; - AB: AB; - 00: 0.

Ezen epitópcsoportok széleskörűen elterjed-tek: mikroorganizmusok, növények → ezek az oligoszacharid-antigének az újszülöttek bél-rendszerében 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 immun-reakció 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 egyen-súlyban 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+ + HCO3- a 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- visszacseré-lődik) → 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 Karboxi-Hb: CO (színtelen, szagtalan): a Hb CO-affinitása kb. 200x nagyobb az O2-énél → 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 folyama-tosan 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/275px-Neutrophil_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.edu/cases/case37/micro.html&usg=__7R6eHiA3L-pU6ppRZzpb_b2nDyg=&h=480&w=640&sz=66&hl=hu&start=1&um=1&tbnid=Pe0TGYrhe1LeRM:&tbnh=103&tbnw=137&prev=/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/com/abell/histo/histolab3a.htm&usg=__wVvTq-YIXiuZVixOVmnu1eP6iqw=&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/T027833A.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=51EjO3_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/T-lymphocyte.jpg&imgrefurl=http://www.daviddarling.info/encyclopedia/T/T-lymphocyte.html&usg=__T7Xq8qw6gNSubLkNfXlmccgk0rc=&h=267&w=350&sz=31&hl=hu&start=7&um=1&tbnid=LZbEDOhB6vTqLM:&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/nk-cell.jpg&imgrefurl=http://thefutureofthings.com/news/1031/innate-immunity-to-cancer.html&usg=__p4ZUOc0j-LGCkL7IeSBdRLz9Yos=&h=300&w=455&sz=12&hl=hu&start=4&um=1&tbnid=3PvCtRw564To8M:&tbnh=84&tbnw=128&prev=/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.jpg&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=CIWEFaueWGh-ZM:&tbnh=124&tbnw=106&prev=/images%3Fq%3Dheme%26gbv%3D2%26hl%3Dhu%26sa%3DG