Krew i jej funkcje

W ciele zwierząt krążą różne płyny. Pełnią one określone funkcje, np. odżywcze, transportowe czy odpornościowe. Jednym z nich jest krew, która – krążąc w organizmie – zapewnia łączność między poszczególnymi częściami ciała. Najważniejsze funkcje krwi przedstawia poniższa ilustracja interaktywna.

RzUQWYaq3jdWo1
Ilustracja przedstawia komórki krwi, erytrocyty. Mają one owalne, spłaszczone w środku kształty. Są koloru czerwonego. Na schemacie opisano w punktach funkcje krwi. Należy do nich: 1. Transport substancji odżywczych pobranych z przewodu pokarmowego oraz tlenu z płuc do wszystkich narządów i tkanek, 2. Transport zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii, przede wszystkim dwutlenku węgla i związków azotowych, z tkanek do płuc, nerek i skóry, 3. Rozprowadzanie po organizmie hormonów i innych substancji fizjologicznie czynnych (np. enzymów), wpływających na pracę tkanek i narządów, 4. Wspomaganie reakcji odpornościowych, 5. Udział w termoregulacji (rozprowadzanie ciepła po całym organizmie), 6. Regulacja ciśnienia osmotycznego komórek i tkanek oraz utrzymywanie równowagi kwasowo-zasadowej płynów ustrojowych, dzięki udziałowi w gospodarce wodno-mineralnej.
Funkcje krwi.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., ZEISS Microscopy, www.flickr.com, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.

Składniki krwi

Z morfologicznego punktu widzenia krew jest tkanką łączną. Jak każdy rodzaj tkanki tego rodzaju krew składa się z komórek zawieszonych w płynnej substancji międzykomórkowej (macierzy). Ową płynną częścią krwi jest osocze. Stanowi ono ok. 55% objętości krwi, zaś komórki (i ich fragmenty), określane mianem elementów morfotycznych krwi, odpowiednio ok. 45%.

Wśród komórek wyróżnia się krwinki czerwone (erytrocyty)krwinki białe (leukocyty).

Krwinki czerwone są bardzo liczne – stanowią ok. 99,7% wszystkich elementów morfotycznych krwi. Ich podstawową funkcją jest transport tlenu i dwutlenku węgla.

Krwinki białe to komórki wyspecjalizowane w obronie organizmu przed szkodliwymi drobnoustrojami. Mogą przemieszczać się ruchem pełzakowatym w naczyniach krwionośnych, a nawet przedostawać przez ich ściany do tkanek. Niektóre z nich są fagocytami, które pochłaniają i trawią drobnoustroje oraz szczątki obumarłych komórek. Leukocyty stanowią zaledwie ok. 0,1% elementów morfotycznych krwi, ale są ich najbardziej zróżnicowaną grupą. Różnią się między sobą wielkością, kształtem jądra komórkowego oraz obecnością rozmaitych ziarnistości w cytoplazmie. We krwi człowieka występują leukocyty niezawierające ziarnistości – agranulocytyagranulocytyagranulocyty (monocyty i limfocyty) oraz leukocyty zawierające ziarnistości, czyli granulocytygranulocytygranulocyty (neutrofile, bazofile i eozynofile). Granulocyty mają charakterystyczne, płatowate jądra komórkowe.

Krew zawiera również fragmenty komórek – płytki krwi (trombocyty), które biorą udział w procesie krzepnięcia krwi. Stanowią one 0,2% elementów morfotycznych krwi.

RCJGcogCseCjw1
Ilustracja przedstawia przekrój przez naczynie krwionośne. Opisane zostały wszelkie elementy znajdujące się wewnątrz naczyń krwionośnych. 1. Osocze wypełnia naczynie krwionośne. To żółtawy płyn zawierający ok. 90% wody. Resztę stanowią białka (ok. 7%) oraz inne związki organiczne i nieorganiczne (3%). Wśród białek osocza można wyróżnić albuminy biorące udział w regulacji ciśnienia osmotycznego krwi, immunoglobuliny (przeciwciała) uczestniczące w reakcjach odpornościowych i fibrynogen odgrywający ważną rolę w procesie krzepnięcia krwi. Osocze pozbawione fibrynogenu nosi nazwę surowicy krwi. Oprócz białek osocze zawiera także inne związki organiczne: substancje odżywcze (glukozę, aminokwasy, witaminy, wolne kwasy tłuszczowe) oraz zbędne produkty przemiany materii (mocznik, kwas moczowy, kreatyninę). Ponadto w osoczu występują hormony i liczne enzymy, które biorą udział w procesach przemiany materii. Blisko 1% składu osocza stanowią jony sodu, chloru, potasu, wapnia, magnezu i żelaza. W osoczu są również rozpuszczone gazy: tlen, dwutlenek węgla i azot. 2. Krwinki czerwone (erytrocyty). Na zdjęciu owalne komórki, spłaszczone w środkowej części o kolorze czerwonym. Ludzkie krwinki czerwone (erytrocyty) są dwuwklęsłymi dyskami, cieńszymi w środku niż na brzegach. Taki kształt zwiększa szybkość dyfuzji gazów przez błonę komórkową. Brak jądra komórkowego oraz innych organelli powiększa przestrzeń, w której mieści się hemoglobina – białko transportujące gazy oddechowe. Erytrocyty nie mają mitochondriów i oddychają beztlenowo, nie zużywając przenoszonego tlenu. Dzięki temu jego transport jest bardzo wydajny. Pojedynczy erytrocyt zawiera ok. 250 tysięcy cząsteczek hemoglobiny. Jedna cząsteczka hemoglobiny wiąże cztery cząsteczki tlenu, a zatem jeden erytrocyt może transportować około mln cząsteczek tlenu. Żyją ok. 120 dni. 3. Płytki krwi (trombocyty). Na zdjęciu komórki o biało-żółtej barwie. Mają nieregularne kształty eliptyczne. Część komórek pokryta jest licznymi wypustkami. Podpisano je jako aktywne płytki krwi. U większości kręgowców są wrzecionowatymi komórkami z dużym, owalnym jądrem. Trombocyty ssaków, nazywane płytkami krwi, są drobnymi, różnokształtnymi fragmentami cytoplazmy komórek szpikowych, bez jądra komórkowego, otoczonymi błoną komórkową. Płytki krwi odgrywają ważną rolę w procesie krzepnięcia krwi. Żyją tylko 8–10 dni. Te, które w tym czasie nie zostaną wykorzystane, są niszczone w śledzionie. 4. Limfocyty. Na zdjęciu komórka o kulistym kształcie i niebieskozielonym zabarwieniu. Wokół komórki widoczna jest półprzezroczysta, nitkowata otoczka. Komórki o dużych jądrach komórkowych i małej ilości cytoplazmy. Są bezbarwne, dlatego można je zobaczyć w obrazie mikroskopowym dopiero po odpowiednim wybarwieniu. Niektóre z nich są komórkami specjalizującymi się w rozpoznawaniu antygenów (limfocyty T) i wytwarzaniu przeciwciał (limfocyty B), inne mają zdolność do bezpośredniego niszczenia bakterii lub komórek organizmu zmienionych nowotworowo czy zainfekowanych wirusem (komórki NK). Limfocyty B żyją 5–10 dni, zaś limfocyty T – średnio 4–10 lat. 5. Bazofile (granulocyty zasadochłonne). Na zdjęciu kulista forma o półprzezroczystej ścianie. Wewnątrz widoczne są mniejsze, niebieskie formy kuliste oraz większe, fioletowe. Odgrywają ważną rolę w reakcjach alergicznych. Mają zdolność fagocytozy. Wydzielają histaminę i heparynę– substancje pobudzające do działania inne typy leukocytów. Żyją kilka dni. 6. Eozynofile (granulocyty kwasochłonne). Na zdjęciu kulista forma o półprzezroczystej ścianie. Wewnątrz widoczne są mniejsze, czerwone formy kuliste oraz większe, fioletowe. Niszczą obce białka, które dostały się do organizmu jako alergeny lub podczas zakażenia pasożytami. Mają właściwości żerne. Żyją około dobę. 7. Monocyty. Na zdjęciu kulista forma o półprzezroczystej ścianie. Wewnątrz widoczna jest forma o nieregularnym kształcie i czerwonym kolorze. Są największe spośród krwinek białych. Powstają w szpiku kostnym, skąd przemieszczają się do krwi. Po upływie ok. 24 godzin dostają się do tkanek, gdzie dojrzewają i stają się makrofagami – ogromnymi komórkami, które na drodze fagocytozy pochłaniają bakterie, martwe komórki i ich pozostałości. Makrofagi żyją około 2 miesięcy. 8. Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne). Na zdjęciu kulista forma o półprzezroczystej ścianie. Wewnątrz widoczne są mniejsze, żółte formy kuliste oraz większe, fioletowe. Poruszają się ruchem pełzakowatym, wykrywają i pochłaniają na drodze fagocytozy bakterie oraz resztki komórek w uszkodzonych lub zainfekowanych tkankach. Żyją około 2-4 dni.
Krew jest płynem ustrojowym krążącym w zamkniętym układzie naczyń krwionośnych.
Źródło: BruceBlaus, Englishsquare.pl Sp. z o.o., http://commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Klasyfikacja i prawidłowe wartości liczbowe elementów morfotycznych krwi człowieka

Elementy morfotyczne

Liczba w mul (mmIndeks górny 3)

Erytrocyty

4,5–5,5 mln

Leukocyty

% leukcytów

5–8 tys.

Granulocyty

Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne)

55–65

Eozynofile (granulocyty kwasochłonne)

2–4

Bazofile (granulocyty zasadochłonne)

0,5–1

Agranulocyty

Limfocyty

25–35

Monocyty

4–8

Trombocyty

200–300 tys.

Indeks górny Na podstawie: Encyklopedia biologiczna, pod red. Zdzisława Otłęgi, Wydawnictwo OPRES, Kraków 1998. Indeks górny koniec

Elementy morfotyczne

Liczba w mul (mmIndeks górny 3)

Erytrocyty

4,5–5,5 mln

Leukocyty

5–8 tys.

Trombocyty

200–300 tys.

Elementy morfotyczne

% leukocytów

Granulocyty

Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne)

55–65%

Eozynofile (granulocyty kwasochłonne)

2–4%

Bazofile (granulocyty zasadochłonne)

0,5–1%

Agranulocyty

Limfocyty

25–35%

Monocyty

4–8%

Indeks dolny Na podstawie: Encyklopedia biologiczna, pod red. Zdzisława Otłęgi, Wydawnictwo OPRES, Kraków 1998. Indeks dolny koniec

Mikroskopowe zdjęcia elementów morfotycznych krwi

1
Ciekawostka

Erytrocyty żaby żyją nawet dwa lata, podczas gdy u człowieka okres ten wynosi ok. 120 dni. Obumarłe erytrocyty są rozkładane w śledzionie, a na ich miejsce w szpiku czerwonym powstają nowe komórki. Erytrocyty wszystkich kręgowców, z wyjątkiem ssaków są stosunkowo duże, owalne i zawierają jądra komórkowe. Krwinki czerwone ssaków są niewielkie i pozbawione jądra oraz innych organelli (mitochondriów i aparatu Golgiego).

RPB3Kyg9j7P9d
Rozmaz żabiej krwi. Komórki z widocznymi ciemnymi plamkami na środku to erytrocyty posiadające jądro komórkowe. Ponadto na zdjęciu mikroskopowym widoczne są jeszcze limfocyty (L), trombocyt (T) oraz centralnie położony neutrofil. Mikroskop świetlny, powiększenie 100x.
Źródło: Cornell University, eClinPath, licencja: CC BY-NC-SA 4.0.

Limfa

Kręgowce mają dwa rodzaje płynnej tkanki łącznej: krew i limfę. Limfa, nazywana także chłonką, tworzy się na skutek przenikania płynu tkankowego z przestrzeni międzykomórkowych do naczyń limfatycznych. Główną rolą limfy jest udział w reakcjach odpornościowych oraz transport substancji odżywczych.

RYBJXFNrXSN2i1
Limfa (chłonka) człowieka pobrana z przewodu piersiowego (głównego naczynia limfatycznego). Jednym z ważniejszych składników limfy jest osocze, które przypomina osocze krwi. Zawiera jednak nieco mniej białek, które z trudem przechodzą przez ściany naczyń limfatycznych, oraz więcej tłuszczów, od których pochodzi lekko żółtawa barwa limfy. Głównymi komórkami występującymi w chłonce są limfocyty, które migrują z tkanek przez narządy limfatyczne do naczyń chłonnych.
Źródło: Petr Adam Dohnálek, licencja: CC BY-SA 3.0.

Hemolimfa

W ciałach niektórych bezkręgowców krążą płyny o podobnych funkcjach, ale nieco innym składzie niż krew i limfa kręgowców. Takim płynem jest hemolimfa. W składzie hemolimfy nie ma krwinek czerwonych, a barwniki przenoszące tlen i dwutlenek węgla rozpuszczone są w osoczu, np. hemoglobinahemoglobinahemoglobina (czerwony barwnik) u skąposzczetów, chlorokruoryna (barwnik o zielonej barwie) u wieloszczetów lub hemocyjanina (niebieska lub bezbarwna) u mięczaków. Hemolimfa owadów nie zawiera barwników oddechowych i nie transportuje gazów oddechowych. Tę funkcję pełnią tchawki, a hemolimfa przenosi jedynie substancje odżywcze. Charakterystycznymi składnikami tego płynu są również zdolne do fagocytozyfagocytozafagocytozy komórki pełzakowate, które pełnią ważną rolę w odporności zwierząt.

Rh1VOTiYQiWHb1
Wyciekająca z gąsienicy słonecznicy orężówki (Helicoverpa armigera) zielonkawa hemolimfa jest odpowiednikiem krwi.
Źródło: Dimitǎr Boevski, http://commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 4.0.

Słownik

agranulocyty
agranulocyty

(gr. a – nie; łac. granulum – ziarnko; gr. kýtos – komórka) grupa leukocytów, które nie zawierają ziarnistości w cytoplazmie

alergen
alergen

antygen wywołujący reakcję alergiczną

antygeny
antygeny

substancje wywołujące reakcję odpornościową organizmu

fagocytoza
fagocytoza

(gr. phágos – pożeracz, kýtos – naczynie, komórka) typ endocytozy polegający na wchłanianiu przez niektóre komórki cząsteczek pokarmu, mikroorganizmów, ciał obcych

granulocyty
granulocyty

(łac. granulum – ziarnko; gr. kýtos – komórka) rodzaj leukocytów, które zawierają liczne ziarnistości i podzielone na segmenty jądro komórkowe

hemoglobina
hemoglobina

czerwony, zawierający żelazo barwnik białkowy rozpuszczony w osoczu krwi (np. u pijawek) lub znajdujący się w erytrocytach (u kręgowców), zdolny do przenoszenia tlenu i dwutlenku węgla w organizmie dzięki nietrwałemu łączeniu się z tymi substancjami

immunoglobuliny (przeciwciała)
immunoglobuliny (przeciwciała)

rodzaj białek wydzielanych przez limfocyty w przebiegu reakcji odpornościowej. Immunoglobuliny charakteryzują się zdolnością do swoistego rozpoznawania antygenów

surowica krwi
surowica krwi

osocze krwi pozbawione fibrynogenu (białka biorącego udział w procesie krzepnięcia krwi)