R1Z7iuZ6ShaVS
Zdjęcie mikroskopowe przedstawia komórki krwi, erytrocyty. Mają one owalne, spłaszczone w środku kształty. Są koloru czerwonego.

Układ krążenia

Zabarwienie krwi zależy od stopnia jej natlenowania. Krew dobrze natlenowana ma barwę jasnoczerwoną, a uboga w tlen jest ciemnoczerwona.
Źródło: ZEISS Microscopy, Flickr, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.

Skład i funkcje krwi

Twoje cele
  • Omówisz rolę erytrocytów, leukocytów i trombocytów oraz składników osocza.

  • Przedstawisz rolę krwi w transporcie gazów oddechowych.

  • Określisz znaczenie krzepnięcia krwi dla zachowania homeostazy organizmu.

Funkcje krwi

W ciele zwierząt krążą różne płyny. Pełnią one określone funkcje, np. odżywcze, transportowe czy odpornościowe. Jednym z nich jest krew, która 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.

Skład krwi

Krew jest tkanką łączną składającą się z płynnego osocza (substancja międzykomórkowa) oraz zawieszonych w nim elementów morfotycznych (komórek krwi).

Osocze - płynna część krwi

Osocze stanowi ok. 55% objętości. 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 onkotycznegociśnienie onkotyczneciśnienia onkotycznego krwi, immunoglobuliny (przeciwciała)immunoglobuliny (przeciwciała)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.

ciśnienie onkotyczne
immunoglobuliny (przeciwciała)
bg‑blue

Zapoznaj się z filmem, a później wykonaj polecenia.

R14UHsJsPEvpN1
Film przedstawiający charakterystykę osocza i funkcji jego białek.
Polecenie 1
RwtwJE2iCwes7
Wymień funkcje białek występujących w osoczu. (Uzupełnij).
Polecenie 2
R1AILdDnpmygb
Scharakteryzuj białka występujące w osoczu. (Uzupełnij).
bg‑blue
R15V3AAD23NBS
Zdjęcie przedstawia żółtawą, półprzezroczystą substancję znajdującą się w worku na kroplówkę.
Świeżo pobrane osocze od zdrowego człowieka.
Źródło: DiverDave, wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Elementy morfotyczne krwi

Elementy morfotyczne stanowią ok. 45% objętości krwi. Zalicza się do nich: erytrocyty (krwinki czerwone), leukocyty (krwinki białe) oraz trombocyty (płytki krwi). Do leukocytów zalicza się: neutrofile, eozynofile, bazofile, limfocytymonocyty.

Dla zainteresowanych

Elementy morfotyczne

Liczba w mul (mmIndeks górny 3) krwi

Erytrocyty

4,5–5,5 mln

Leukocyty

% leukocytów

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

RCJP8NLLFNST3
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.

Poszczególne elementy morfotyczne krwi pełnią wyspecjalizowane funkcje. 

R14ZHRTC5PDSC1
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.
Funkcje elementów morfotycznych krwi.
Źródło: BruceBlaus, Englishsquare.pl Sp. z o.o., http://commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

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

Układ krwiotwórczy człowieka odpowiada za produkcję komórek krwi. Wszystkie elementy morfotyczne powstają z komórek pochodzących od jednej embrionalnej, niezróżnicowanej komórki macierzystej. Elementy krwi powstają przede wszystkim w czerwonym szpiku kostnymczerwony szpik kostnyczerwonym szpiku kostnym.

Aktywność tego układu zależy od wielu czynników i zmienia się wraz ze zmianą stanu organizmu, np. w przypadku niedotlenienia szpik kostny produkuje więcej erytrocytów, a w infekcjach tworzy więcej leukocytów. Z kolei w niektórych stanach patologicznych (po napromieniowaniu, po przyjmowaniu niektórych toksycznych leków) szpik kostny zanika, przez co zostaje osłabiona produkcja wszystkich tych komórek.

czerwony szpik kostny

Krzepnięcie krwi

Krzepnięcie krwi to prawidłowy, naturalny proces fizjologiczny organizmu, chroniący go przed utratą krwi w wyniku uszkodzenia naczyń krwionośnych. 

W kaskadzie krzepnięcia wyróżniamy dwie drogi: uszkodzenie tkanek prowadzi do aktywacji tzw. drogi zewnątrzpochodnej, a uszkodzenie ściany naczynia krwionośnego aktywuje drogę wewnątrzpochodną. Każda z tych dróg wykorzystuje inne czynniki krzepnięcia do momentu połączenia w tzw. drogę wspólną. Droga wspólna kończy się przekształceniem rozpuszczalnego fibrynogenu (czynnika I) w nierozpuszczalne włókna fibryny.

Fazy krzepnięcia krwi:

R1W1hIPLCLmwC
Kaskada krzepnięcia krwi. Kolorem pomarańczowym zaznaczono aktywne czynniki krzepnięcia, a czarnym – nieaktywne.
Źródło: EnglishSquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1. Utworzenie czopu płytkowego z trombocytów

Płytki krwi (trombocyty) nieustannie krążą we krwi. Po otwarciu naczynia krwionośnego natychmiast przyklejają się do miejsca uszkodzenia. Zlepione ze sobą tworzą czop płytkowy, który wstępnie hamuje wypływ krwi. Za zlepianie płytek krwi odpowiada białko obecne w osoczu oraz na samych płytkach. Dzięki niemu czop nie jest zrywany z powierzchni naczynia krwionośnego przez prąd płynącej nim krwi. Taki czop jest jednak jeszcze zbyt delikatny i niestabilny, by powstrzymać krwawienie, zwłaszcza intensywniejsze.

2. Aktywacja płytek krwi

Po utworzeniu czopu płytkowego trombocyty wydzielają szereg substancji, zmieniających ich budowę oraz wtórnie aktywizujących białka na ich powierzchni (np. kolagen). Te procesy wzmacniają czop. Uwolniona zostaje także serotonina (neuroprzekaźnik). Jedną z jej funkcji jest zwężanie naczyń krwionośnych w obrębie zranienia, co przekłada się na dodatkowe hamowanie krwawienia.

3. Aktywacja kaskady krzepnięcia i powstanie trombiny

Czop płytkowy czasowo hamuje krwawienie. Właściwy skrzep powstaje jednak dopiero przez utworzenie sieci włóknika (fibryny), która wzmacnia i stabilizuje czop płytkowy. Razem tworzą skrzep

Dochodzi do tego przez aktywację kaskady krzepnięcia: krążące w osoczu krwi nieaktywne czynniki krzepnięcia zaczynają się wzajemnie aktywować. W procesie tym ważne są jony wapnia oraz białkowe czynniki osocza. W wyniku ich oddziaływania powstaje kompleks przekształcający protrombinę (glikoproteinę wytwarzaną w wątrobie i krążącą w osoczu krwi) w trombinętrombinatrombinę.

Większość czynników krzepnięcia oznacza się umownie liczbami rzymskimi. Do ich uwolnienia dochodzi w momencie przerwania ciągłości tkanek w procesie nazywanym kaskadą krzepnięcia. Uczestniczy w niej ok. 30 czynników. Choć mają indywidualne nazwy, często określa się je za pomocą numerów, np.: czynnik I – fibrynogen, czynnik II –protrombina,  itd.

4. Przekształcenie fibrynogenu w fibrynę

Trombina powoduje przekształcenie rozpuszczalnego fibrynogenu (osoczowego białka krążącego we krwi) w nierozpuszczalną fibrynęfibryna (wlóknik)fibrynę. Ma ona postać sieci mocnych, twardniejących włókien, które wzmacniają skrzep i tworzą jego szkielet. W miejscu zranienia powstaje skrzep, który po obkurczeniu potocznie nazywany „strupem”. Na tym kończy się proces krzepnięcia, a skrzep pozostaje w miejscu zranienia do momentu, w którym tkanki zregenerują się i ich ciągłość zostanie przywrócona.

Powstały skrzep hamuje krwawienie, a po spełnieniu swojej roli jest usuwany na drodze fibrynolizy. Jest to enzymatyczny proces degradacji fibrynyfibryna (wlóknik)fibryny przez plazminęplazminaplazminę.

RYfaIiYLGmcaY
Fibrynoliza – plazmina rozkłada fibrynę, co powoduje uwolnienie erytrocytów i płytek krwi, a w konsekwencji rozpad skrzepu.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
fibryna (wlóknik)
plazmina
trombina

Grupy krwi

U ludzi występują 4 główne grupy krwi: A, B, AB, 0. O rodzaju każdej z nich decyduje obecność na powierzchni błon erytrocytów specjalnych białek – antygenów. Osoba z grupą krwi A posiada erytrocyty z antygenami A. Krwinki grupy B na powierzchni erytrocytów mają antygeny B, a krwinki grupy AB – oba rodzaje antygenów (A i B). Erytrocyty pozbawione antygenów warunkują grupę 0.

Dodatkowo w osoczu krwi występują 2 rodzaje białek – przeciwciał: anty‑A oraz anty‑B. Powodują one zlepianie się, czyli aglutynacjęaglutynacjaaglutynację krwinek: przeciwciała anty‑A zlepiają erytrocyty posiadające antygen A, przeciwciała anty‑B zlepiają erytrocyty posiadajace antygen B. Osocze krwi grupy 0 zawiera oba rodzaje przeciwciał, a w osoczu krwi grupy AB nie ma ich w ogóle.

aglutynacja
R1K6elIW88Cma
Antygeny i przeciwciała
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY-SA 3.0.

W białkach błonowych erytrocytów człowieka występuje grupa około ośmiu antygenów nazywanych czynnikiem Rh. Wśród nich najbardziej immunogennym, czyli najłatwiej wywołującym pojawianie się przeciwciał skierowanych przeciw niemu, jest antygen D. Jest on obecny u blisko 84% Europejczyków.

RHHMy1FdMsSqe
Krew, której erytrocyty posiadają antygen D, zaliczana jest do grupy Rh+, a krew, której erytrocyty nie mają tego antygenu to krew grupy Rh−.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W układzie grupowym Rh nie ma naturalnych przeciwciał skierowanych przeciwko antygenowi D. Jednak jeśli osobie o grupie Rh- zostanie podana krew grupy Rh+, to jej układ odpornościowy rozpocznie wytwarzanie przeciwciał anty‑D.

ReZLAluwuYcwp
Animacja przedstawia oznaczanie grup krwi.

Transfuzja krwi

Krew to życiodajny płyn podawany chorym, którzy stracili go w wyniku wypadku lub operacji. Przetoczenia krwi – transfuzji potrzebują czasem również osoby mające za małą ilość erytrocytów, spowodowaną na przykład anemią. Warunkiem bezpiecznej transfuzji jest zgodność grupy krwi biorcy i dawcy.

R1AqJelBHmdfB
Zgodność grupy krwi biorcy i dawcy stanowi warunek przetoczenia krwi
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY-SA 3.0.

Podsumowanie

  • Krew składa się z osocza i elementów morfotycznych.

  • Osocze to płynna część krwi (ok. 55%), w większości woda z rozpuszczonymi białkami, solami mineralnymi, hormonami, składnikami odżywczymi i produktami przemiany materii,

  • Elementy morfotyczne:
    - erytrocyty (krwinki czerwone) – zawierają hemoglobinę i transportują tlen oraz częściowo dwutlenek węgla;
    - leukocyty (krwinki białe) – uczestniczą w obronie organizmu przed drobnoustrojami i w reakcjach odpornościowych, dzieli się je na agranulocyty (monocyty i limfocyty) oraz granulocyty (neutrofile, bazofile, eozynofile);
    - trombocyty (płytki krwi) – biorą udział w procesie krzepnięcia.

  • Funkcje krwi:
    - transportowa – przenosi gazy oddechowe, składniki odżywcze, produkty przemiany materii i hormony,
    - regulacyjna – pomaga utrzymywać stałą temperaturę i pH organizmu,
    - obronna – uczestniczy w reakcjach odpornościowych i zwalczaniu drobnoustrojów,
    - hemostatyczna – dzięki płytkom krwi i czynnikom krzepnięcia zapobiega utracie krwi.

  • Komórki krwi powstają w czerwonym szpiku kostnym, grasicy i śledzionie.

  • Proces krzepnięcia krwi to złożona reakcja enzymatyczna z udziałem płytek krwi i osoczowych czynników krzepnięcia; prowadzi do przekształcenia fibrynogenu w fibrynę, która tworzy sieć zatrzymującą krwinki i zamyka uszkodzone naczynie.

  • Grupy krwi wynikają z obecności określonych antygenów na powierzchni erytrocytów oraz odpowiednich przeciwciał w osoczu; w układzie AB0 wyróżnia się grupy A, B, AB i 0, a dodatkowym czynnikiem różnicującym jest obecność (Rh+) lub brak (Rh–) antygenu D.

Ćwiczenia utrwalające

R7B2J845U59UB
Ćwiczenie 1
Uwzględniając liczebność składników morfotycznych krwi w 1 mm3, ułóż je od grupy najliczniejszej do grupy najmniej licznej. Elementy do uszeregowania: 1. leukocyty, 2. erytrocyty, 3. trombocyty
R1H6BJTPPZTGZ
Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
R1D67ENDFRP4V
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem abstraktu.
Źródło: www.flickr.com, licencja: CC BY 2.0.
RjukWPdzSigSo
Wskaż wszystkie elementy morfotyczne krwi. Możliwe odpowiedzi: 1. erytrocyt, 2. limfocyt, 3. trombocyt, 4. leukocyt, 5. osocze
R16XQ52TPEME1
Ćwiczenie 3
Ułóż w prawidłowej kolejności etapy procesu krzepnięcia drogi wewnątrzpochodnej. Elementy do uszeregowania: 1. Aktywacja kolejnych osoczowych czynników krzepnięcia krwi, 2. Wytworzenie skrzepu, 3. Przemiana protrombiny w trombinę, 4. Uwalnianie czynników płytkowych z uszkodzonych płytek krwi, 5. Fibrynoliza, 6. Tworzenie czopu płytkowego z nagromadzonych płytek krwi, 7. Odruchowe zwężenie uszkodzonego naczynia,
RRKVCR5FF4N9M
Ćwiczenie 3
R1J8GMRZG4B8N
Ćwiczenie 4
Zaznacz zdanie, które poprawne opisuje różnice między krwią grupy Rh+ i Rh-. Możliwe odpowiedzi: 1. Krew, w której na erytrocytach występuje antygen D, zaliczana jest do grupy Rh+, a krew pozbawiona tego antygenu to krew grupy Rh−., 2. Krew, w której na erytrocytach nie występuje antygen D, zaliczana jest do grupy Rh+, a krew zawierająca ten antygen to krew grupy Rh−., 3. Krew, w której na erytrocytach występuje antygen D, zaliczana jest do grupy Rh-, a krew pozbawiona tego antygenu to krew grupy Rh+.
Polecenie 3

Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.