Definicja krwi
Krew jest płynem ustrojowym u ludzi i innych zwierząt, który dostarcza niezbędne materiały do życia do komórek ciała. Czasami nazywana jest płynną „tkanką”, ponieważ podobnie jak tkanki stałe zawiera kilka rodzajów komórek, które pełnią złożone funkcje w organizmie człowieka.
Składniki krwi są produkowane głównie w szpiku kostnym, gdzie specjalne komórki wytwarzają krwinki czerwone, krwinki białe i płytki krwi. Tak zwane „nowotwory krwi”, takie jak białaczka, są w rzeczywistości nowotworami szpiku kostnego. Ponieważ tkanka nowotworowa zastępuje zdrową tkankę szpiku kostnego, zdrowe czerwone krwinki, białe krwinki i płytki krwi nie mogą być wytwarzane.
Pomimo tego, że wygląda jak prosty czerwony płyn, krew jest tak samo złożona jak każda tkanka w organizmie. Tutaj omówimy jej funkcje, składniki i niektóre klinicznie ważne cechy krwi.
Funkcje krwi
Ważne funkcje krwi obejmują:
Dostarczanie substancji witalnych do komórek
Złożone organizmy wielokomórkowe potrzebują złożonych układów krążenia; to dlatego, że mamy wiele komórek, a te komórki mają wysoki metabolizm.
Bez wysoce wydajnych środków dostarczania substancji witalnych, takich jak tlen, woda i składniki odżywcze, złożone i aktywne formy życia, takie jak my, nie mogłyby istnieć.
Niektóre z substancji witalnych, które krew dostarcza do naszych komórek, obejmują:
- Tlen – Prawie ciągła dostawa potrzebna do oddychania komórkowego.
- Woda – Prawidłowa równowaga niezbędna do sprawnego przebiegu aktywności enzymatycznej.
- Składniki odżywcze – Paliwo dla oddychania komórkowego i materiały niezbędne do utrzymania komórek.
- Biologiczne składniki budulcowe – Cząsteczki, z których mogą być tworzone części zamienne i komórki potomne.
- Wiadomości chemiczne od innych komórek – Umożliwiają komórkom ciała odpowiednią zmianę ich aktywności w odpowiedzi na zmiany środowiskowe.
Krew spełnia również inne ważne funkcje dla naszych ciał, w tym…
Usuwanie niebezpiecznych odpadów
Większość istot żywych wytwarza produkty odpadowe, które w pewnym stężeniu stają się toksyczne dla ich własnych komórek. Organizmy wielokomórkowe o wysokim metabolizmie, takie jak my, musiały znaleźć sposób radzenia sobie z tymi wszystkimi odpadami, aby umożliwić wielu komórkom życie razem w jednym organizmie.
Mamy wątrobę i nerki, które rozkładają substancje toksyczne na substancje nieszkodliwe i wydalają je z organizmu w postaci moczu. Nasza krew przenosi toksyny ze wszystkich naszych tkanek do tych narządów, gdzie są one przetwarzane i usuwane.
Nasza krew uwalnia również niepożądane gazy w płucach, gdzie są one wymieniane na świeży tlen.
Krew utrzymuje nasze komórki w bezpieczeństwie, przenosząc wszystkie te produkty odpadowe z naszych tkanek i do właściwych narządów przetwarzania i eliminacji. Niektóre produkty odpadowe, których nasza krew pomaga nam się pozbyć, obejmują:
- Gazowy dwutlenek węgla – Produkt uboczny oddychania komórkowego, zatrzymuje oddychanie komórkowe i powoduje zakwaszenie krwi, jeśli nie zostanie usunięty.
- Nadmiar wody, soli i innych substancji – Zbyt wiele dobrej rzeczy może być szkodliwe.
- Odpadki z martwych komórek – Komórki umierają regularnie, zwłaszcza czerwone krwinki, które nie są stworzone do życia dłuższego niż dwa tygodnie. Martwe komórki uwalniają substancje toksyczne, gdy się rozpadają.
- Toksyczne produkty odpadowe metabolizmu – Niektóre formy rutynowego metabolizmu komórkowego wytwarzają wysoce toksyczne substancje, które mogą być bezpiecznie usunięte przez krew do wątroby i nerek.
- Toksyny, które spożywamy w żywności i wodzie – Nasza wątroba i nerki nie są niezawodne, ale radzą sobie z niektórymi toksynami, które możemy napotkać w środowisku.
Oprócz transportowania substancji do i z komórek w innych narządach, krew zawiera również własne komórki i wykonuje swoje unikalne funkcje. Należą do nich:
Zawiera i transportuje czynniki odpornościowe
Nasza krew zawiera przeciwciała i białe krwinki, które zwalczają wirusy, bakterie i innych najeźdźców. Bez tych ważnych komórek szybko ulegalibyśmy infekcjom i umierali.
Nasze białe krwinki zwalczają nawet nowotwory, które powstają w naszych ciałach. Uważa się, że u większości ludzi w pewnym momencie ich życia rozwijają się komórki rakowe, ale u większości zdrowych ludzi układ odpornościowy niszczy je, zanim zostaną zauważone. To dlatego osoby z zaburzeniami odporności mają większe szanse na rozwój niektórych nowotworów niż osoby ze zdrowym układem odpornościowym.
Układ limfatyczny jest również ważny dla przemieszczania, przechowywania i tworzenia czynników odpornościowych.
Zawiera i transportuje czynniki krzepnięcia
Jednym z najpoważniejszych zagrożeń związanych z urazami naszego ciała jest ryzyko utraty krwi. Ponieważ wszystkie nasze narządy, w tym nasz mózg, polegają na stałym przepływie krwi, aby pozostać przy życiu, utrata dużej ilości krwi może być druzgocąca. Jest to najczęstsza przyczyna śmierci w wyniku urazu.
Na szczęście nasza krew ma system odpowiedzi na miejscu, gdy jesteśmy ranni. Kombinacja fragmentów komórek zwanych płytkami krwi, substancji chemicznych zwanych czynnikami krzepnięcia i innych składników krwi pracuje razem, aby uformować krew w stałe skrzepy i strupy, aby zatrzymać krwawienie.
Nasz system krzepnięcia krwi nie może nas uratować przed dużymi urazami, takimi jak te, które powodują pęknięcia naszych tętnic. Ale ich moc można zobaczyć w przypadkach ludzi, którzy nie mają prawidłowo działającego układu krzepnięcia krwi.
Ludzie z pewnymi nowotworami, niedoborami witamin i innymi chorobami mają krew, która nie krzepnie normalnie. Ci ludzie mogą siniaki i krwawić bez widocznej przyczyny, a czasami umierają z powodu drobnych urazów lub pozornie spontanicznego krwawienia.
Tak się dzieje, ponieważ ich układy krzepnięcia nie funkcjonują prawidłowo. Możemy być wdzięczni, że większość naszych układów krzepnięcia działa!
Składniki krwi
Istnieje kilka głównych składników pozornie jednolitej cieczy, jaką jest nasza krew. Po odwirowaniu składniki o różnej gęstości rozdzielają się, aby wyglądać mniej więcej tak:
Tutaj omówimy najważniejsze składniki krwi, w tym surowicę, białe krwinki lub „leukocyty”, czerwone krwinki i płytki krwi.
Plazma
Plazma jest płynem, który przenosi czerwone krwinki, białe krwinki, płytki krwi i inne substancje znajdujące się we krwi. Ponad połowa objętości naszej krwi składa się z tego płynu.
Osocze naszej krwi jest w większości wodą, ale zawiera również sole, białka i inne substancje, które mogą sprawić, że wydaje się ona gęsta i syropowata, nawet gdy czerwone i białe krwinki zostały odfiltrowane.
Jedno ważne białko, albumina, istnieje częściowo po to, aby krew była gęsta i syropowata. To zapewnia, że krew nie wycieka z naszych naczyń i do tkanek, i spowalnia krwawienie, gdy jesteśmy ranni.
Inne substancje, które można znaleźć w osoczu obejmują:
- Przeciwciała, które są białkami atakującymi inwazyjne patogeny
- Czynniki krzepnięcia, które zapobiegają krwawieniu
- Hormony, które są komunikatami chemicznymi wysyłanymi między różnymi tkankami w organizmie
- Elektrolity, takie jak sól
- Składniki odżywcze, takie jak cukier, witaminy i minerały
- lipidy, w tym cholesterol
Więc nawet ten pozornie prosty płyn jest istnym gulaszem składników potrzebnych do życia! Ale nie mógłby wykonywać swojej pracy bez…
Czerwonych krwinek
Czerwone krwinki można uważać za statki towarowe organizmu. Są to małe, liczne komórki, które zostały specjalnie zaprojektowane do przenoszenia tlenu z płuc do komórek i przenoszenia dwutlenku węgla z powrotem do płuc, aby został wydalony podczas wydechu.
Czerwone krwinki zawierają hemoglobinę – białko, które jest pięknie dostosowane do agresywnego wiązania się z tlenem w płucach, a następnie uwalniania go i odbierania dwutlenku węgla w powolnym, stałym tempie, gdy przechodzi przez ciało.
Hemoglobina jest pigmentem, który nieznacznie zmienia kolor, w zależności od tego, czy jest związany z cząsteczką tlenu, czy nie. To dlatego krew pobrana z żył, które przenoszą krew pozbawioną tlenu z powrotem w kierunku płuc, jest ciemnoczerwona, która może wydawać się prawie brązowa. Krew pobrana z tętnic, które przenoszą bogatą w tlen krew z płuc do tkanek, jest jasnoczerwona.
Białe krwinki
Białe krwinki pełnią w organizmie zarówno funkcje odpornościowe, jak i oczyszczające. Podobnie jak krwinki czerwone, są one wytwarzane przez komórki macierzyste w szpiku kostnym.
Istnieje wiele rodzajów krwinek białych, które odgrywają wiele różnych ról w odpowiedzi immunologicznej na infekcje i urazy. Niektóre typy krwinek białych obejmują:
- Neutrofile – zwalczają bakterie i grzyby.
- Eozynofile – zwalczają większe pasożyty, takie jak te, które powodują malarię. Odgrywają również rolę w alergicznych reakcjach zapalnych.
- Bazofile – Uwalniają substancje chemiczne, które wzmacniają reakcje zapalne.
- Limfocyty B – Uwalniają przeciwciała i pomagają w aktywacji limfocytów T.
- Limfocyty T – Różne podtypy pomagają układowi odpornościowemu nauczyć się „rozpoznawać” nowe zakażenia, aby mógł je zwalczać; pomagają układowi odpornościowemu aktywować się w odpowiedzi na zakażenie, a następnie powrócić do normalnego stanu po ustąpieniu zakażenia; zwalczają komórki zakażone wirusem i komórki nowotworowe.
- Limfocyty Natural Killer – Celują w komórki zainfekowane wirusem i komórki nowotworowe w celu ich zniszczenia.
- Monocyty – Migrują do tkanek i dojrzewają do makrofagów, dosłownie „wielkich pożeraczy”, które pochłaniają szkodliwe komórki i resztki komórkowe i niszczą je; niektóre dojrzewają do komórek Kupffera, które żyją w wątrobie i rozbijają oraz utylizują umierające czerwone krwinki.
Płatki krwi
Płatki krwi to fragmenty komórek – kawałki cytoplazmy związanej z błoną – które zatrzymują krwawienie poprzez zlepianie się w celu utworzenia skrzepów i strupów uszczelniających rany. Podobnie jak czerwone i białe krwinki, są one wytwarzane w szpiku kostnym. Rak szpiku kostnego może zapobiec produkcji prawidłowo funkcjonujących płytek krwi.
Płytki krwi mają dwa stany: płytki aktywne, które są przygotowane do tworzenia skrzepów krwi, oraz płytki nieaktywne, które nie krzepną. W normalnych warunkach, śródbłonek wyściełający zdrowe naczynia krwionośne wytwarza sygnały chemiczne, które nakazują płytkom krwi pozostać w ich nieaktywnej formie, tak aby nie tworzyły skrzepów wewnątrz zdrowych naczyń krwionośnych.
W normalnych warunkach, płytki krwi są aktywowane, gdy pobliski uraz uruchamia kaskadę chemiczną, która nakłania płytki krwi i inne pobliskie czynniki krzepnięcia do aktywacji. Czynniki te następnie uwalniają własne wiadomości promujące skrzep, zachęcając więcej czynników krzepnięcia do przyłączenia się do rosnącego skrzepu.
Płytki krwi mogą być czasami nieprawidłowo aktywowane, gdy śródbłonek jest uszkodzony i nie wytwarza zwykłych wiadomości hamujących dla płytek krwi. Może się to zdarzyć u osób z niektórymi zaburzeniami metabolicznymi i niektórymi formami chorób sercowo-naczyniowych.
Rodzaje krwi
W początkach historii medycyny uważano, że transfuzje krwi od jednej osoby do drugiej mogą być niemożliwe. Wynikało to z faktu, że kiedy próbowano to zrobić, większość badanych umierała.
Z czasem jednak naukowcy odkryli istnienie „grup krwi” – kilku podstawowych białek, które pokrywają powierzchnię naszych krwinek, pomagając układowi odpornościowemu odróżnić nasze własne krwinki od obcych najeźdźców.
Próba przetoczenia krwi o niezgodnej grupie u danej osoby może spowodować reakcję krzepnięcia, która może być śmiertelna. Na szczęście obecnie lekarze dysponują szybkimi testami do określania grupy krwi pacjenta i przechowują worki z krwią do transfuzji posortowane według grup, dzięki czemu pacjenci mają pewność, że otrzymają zgodne leczenie.
Trzy powszechne markery białkowe grup krwi uznane przez naukę nazywane są białkami A, B i Rh.
Grupa białek A/B może dać początek grupom krwi A, B, AB lub O. Nie istnieje białko grupy krwi „O” – zamiast tego „O” jest grupą krwi używaną do opisania osób, które nie posiadają ani białka markera A ani B.
Każda z tych grup krwi może być również dodatnia lub ujemna dla białka Rh, co prowadzi do grup krwi takich jak „AB+” lub „AB-.”
Grupa krwi „O ujemna” jest znana jako dawca uniwersalny. Ponieważ nie posiada ona białek A lub B i jest ujemna dla białka Rh, osoby o każdej grupie krwi mogą otrzymać krew O ujemną bez negatywnej reakcji immunologicznej na obce białka.
Niestety, osoby z grupą krwi „O ujemną” mają również najwęższy wybór możliwych dawców dla siebie. Osoby z grupą O ujemną nie mogą otrzymać żadnej krwi, która ma białka A, B lub Rh; mogą jedynie otrzymać krew od innych osób z grupą O ujemną.
Gdy płytki krwi są niewystarczające lub nieobecne, wyniki mogą być widoczne w zwiększonym prawdopodobieństwie katastrofalnych zdarzeń krwotocznych, w tym krwawienia samoistnego i krwawienia z drobnych urazów.
Quiz
1. Która z poniższych funkcji NIE jest funkcją krwi?
A. Transport tlenu do naszych komórek
B. Transport wody do i z naszych komórek, w zależności od potrzeb
C. Rozkłada toksyny na substancje nieszkodliwe
D. Do zwalczania infekcji
2. Którego z poniższych elementów NIE można znaleźć w próbce krwi?
A. Krwinki czerwone
B. Osocze
C. Białych krwinek
D. Komórki szpiku kostnego
3. Która z poniższych substancji prawdopodobnie NIE znajduje się w osoczu krwi?
A. Sól
B. Enzymy trawienne
C. Hormony
D. Albumina
- Laki, K. (1972). Nasze starożytne dziedzictwo w krzepnięciu krwi i niektóre z jego konsekwencjami. Annals of the New York Academy of Sciences, 202(1), 297-307. doi:10.1111/j.1749-6632.1972.tb16342.x
- Haubrich, W. S. (2004). Kupffer z komórek Kupffera. Gastroenterology, 127(1), 16. doi:10.1053/j.gastro.2004.05.041
- Wilson, J. H., & Hunt, T. (2002). Molecular biology of the cell, 4th ed. New York: Garland.
- American Society of Hematology. (2014, March 29). Retrieved July 11, 2017, from http://www.hematology.org/Patients/Basics/
.