Ciele prednášky: 1. Funkcie, zloženie a vlastnosti krvi, homeostáza. 2. Krvná plazma, jej zloženie, osmotický a onkotický tlak

Transcript

1 Ciele prednášky: 1. Funkcie, zloženie a vlastnosti krvi, homeostáza 2. Krvná plazma, jej zloženie, osmotický a onkotický tlak 3. Acidobázická rovnováha, ph krvi

2 Krv Charakteristika: -červená, nepriehľadná, viskózna tekutina cirkulujúca v krvných cievach - spojivové tkanivo - suspenzia krvných elementov v krvnej plazme Zložky krvi: - krvná plazma - formované elementy: - erytrocyty - leukocyty - trombocyty Funkcie krvi: Funkcie krvi: 1. Transport - O 2 a živín do buniek - CO 2 a produktov metabolizmu do vylučovacích orgánov - hormónov a fyziologicky účinných látok (zrážacie faktory, - tepla - úloha v termoregulácií - bunky a molekuly imunitného systému - účasť na obranyschopnosti

3 2. Účasť na riadení homeostázy Homeostáza - dynamická rovnováha vnútorného prostredia napriek fluktuáciám vo vonkajšom prostredí (teplota, prísun tekutín, potravy a pod.) - podmienka normálnej funkcie tela - striktne udržiavaná rozličnými regulačnými mechanizmami s účasťou krvi - participuje na udržiavaní stálosti - teploty (izotermia) - ph (izohydria) - osmotického tlaku (izoosmia) - objemu krvi (izovolémia) 3. Hemostatická funkcia - hemostáza = zástava krvácania - zložky aktívne v hemostáze - súčasť krvi - nadmerná strata krvi nezlúčiteľná so životom 4. Účasť na udržiavaní krvného tlaku - normálny objem krvi základný faktor pre udržanie normálneho krvného tlaku

4 CELKOVÝ OBJEM % telesnej hmotnosti - muž 6 l Všeobecné vlastnosti krvi = normovolémia hypovolémia - krvácanie - vracanie, hnačka - dehydratácia - žena 4,5 l hypervolémia MERNÁ HMOTNOSŤ (krvinky > plazma) -informuje o hmotnosti určitého objemu krvi krv 1,052 1,063 g.cm -3 (ml) krv kg.m --3 krvinky kg.m -3 krvná plazma kg.m -3 -gravidita -intenzívny šport -vysoké nadmorské výšky -nadmerný príjem tekutín -infúzie -patologická (zlyhanie obl.)

5 HEMATOKRIT - podiel Ery na celkovom objeme krvi Htk= objem erytrocytov objem krvi krvná plazma Fyziologické hodnoty muži 0,44 ± 0,05 (44 ± 5 %) ženy 0,39 ± 0,04 (39 ± 4 %) biele krvinky a krvné doštičky červené krvinky centrifugácia Odchýlky od fyziologických hodnôt erytrocyty objem krvi - krvná plazma znížený Htk - znížený počet Ery - menšie Ery - gravidita - po infúzií zvýšený Htk - zvýšený počet Er (vysoká nadmorská výška, polycytémia) - dehydratácia

6 SUSPENZNÁ STABILITA KRVI A SEDIMENTÁCIA ERYTROCYTOV Krv - suspenzia = heterogénny roztok s obsahom častíc, ktoré podliehajú sedimentácii Cirkulujúca krv - (ťažšie) krvné elementy rovnomerne rozptýlené v (ľahšej) krvnej plazme Stojaca vzorka krvi (nezrážavá) zložky krvi sa oddeľujú podľa mernej hmotnosti Ery ťažšie, klesajú ku dnu = sedimentácia Ery rýchlosť sedimentácie erytrocytov je mierou suspenznej stability krvi (nepriamy vzťah) udržiavanie suspenznej stability podporujú elektrické sily prítomné v krvi, ktoré pôsobia proti gravitačnej sile bielkoviny krvnej plazmy: (globulíny, fibrinogén: + náboj erytrocyty: - náboj (Helmholtzova elektrická dvojvrstva)

7 Stanovovanie - Westergrenove pipety, skúmavky Sedivette - odčítava sa výška stĺpca krvnej plazmy Fyziologické hodnoty 1. hodina muži 2 5 mm (do 15 mm) ženy 3 8 mm (do 20 mm) 2. hodina max dvojnásobok hodnoty za 1. hodinu štart 1 hod 2 hod Sedimentačná rýchlosť - je ovplyvnená: počtom, tvarom a veľkosťou Ery množstvom a druhom bielkovín krvnej plazmy ph krvi, lipidémia a pod. - narušenie fyziologickej rovnováhy zloženia krvi (najmä erytrocyty, bielkoviny krvnej plazmy) porucha sedimentačnej rýchlosti Er

8 Odchýlky od fyziologických hodnôt zvýšená znížená zmena normálneho zastúpenia bielkovín krvnej plazmy, a to: - globulínov - fibrinogénu - albumínov Er Er hypoproteinémia dysproteinémia zápalové ochorenia anémia zhubné nádory menštruácia gravidita polyglobúlia poruchy tvaru erytrocytov hypofibrinogenémia Ženy nižší počet erytrocytov, vyššia koncentrácia fibrinogénu => vyššia sedimentačná rýchlosť - sedimentácia - nešpecifický ukazovateľ zápalu - sedimentačná rýchlosť sa najčastejšie vyšetruje pri podozrení na zápalové choroby

9 VISKOZITA - odpor ktorý krv (tekutina) kladie pri pohybe (vnútorné trenie jednotlivých vrstiev tekutiny pri laminárnom prúdení, trenie o cievny stenu) - uvádza sa vo vzťahu k viskozite destilovanej vody (bez jednotiek) - viskozita destilovanej vody = 1 krv 4 5,3 krvná plazma 1,5 2 - závisí od: erytrocytov počet, tvar, veľkosť koncentrácie bielkovín krvnej plazmy rýchlosti prúdenia krvi prierezu cievy (väčšie cievy nižšia, menšie cievy vyššia, kapiláry nižšia) hyperviskozita - agregácia erytrocytov v malých cievach - hypoxia tkanív, zvýšená záťaž pre srdcový sval

10 Krvná plazma Oddiely telových tekutín (ako % telesnej hmotnosti) - tekutá zložka krvi svetložltá priehľadná tekutina, Celková telová tekutina 60% % telesnej hmotnosti 1. intracelulárna (ICT) 40% 2. extracelulárna (ECT) 20% - intravaskulárna 4-5% - intersticiálna 15% - transcelulárna 1 % ICT 4 % 40 % ECT 15 % sušina 1% 40 % (produkt sekrečnej činnosti buniek - sekrét žliaz v GIT, peritoneálna, perikardiálna, vnútroočná tekutina, likvor, atď.) Hlavné ióny v - extracelulárnej tekutine: Na +, Cl -, HCO intracelulárnej tekutine: K +, PO 4 -

11 Krvná plazma - žltá transparentná tekutina, suspenzné prostredie pre krvné elementy - aktívna zložka krvi Zloženie: 1. voda 90 % - voľná - rozpúšťadlo - hydratačná viazaná na bielkoviny 2. rozpustné látky 10 % - organické - bielkoviny krvnej plazmy - iné organické látky - anorganické BIELKOVINY KRVNEJ PLAZMY Zloženie a množstvo celkové bielkoviny frakcie proteinémia g.l -1 albumíny g.l -1 globulíny (α 1 2,β, γ) g.l-1 fibrinogén 1,5-3,5 g.l -1 albumínovo-globulínový index,5-2 - mnohé druhy bielkovín v stálych množstvách : -transferín, antitrombín, transkortín,... - syntéza: pečeň, okrem gama-globulínov (tvorba v lymfocytoch)

12 Funkcie bielkovín krvnej plazmy: transportná funkcia viažu a transportujú látky (tuky, Fe, hormóny, lieky, atď.) - význam pre látky nerozpustné vo vode - ochrana látok s malou molekulou pred glomerulárnou filtráciou - vplyv na rýchlosť účinku látky napr. hormóny udržiavanie suspenznej stability krvi podiel na viskozite krvnej plazmy účasť na udržiavaní stálej hodnoty ph krvi nutričný význam rýchly zdroj aminokyselín a energie udržiavanie stáleho objemu plazmy - koloidno-osmotický tlak účasť na procesoch zrážania krvi - plazmatické faktory zrážania účasť na imunitných reakciách imunoglobulíny, zložky komplementu

13 ĎALŠIE ORGANICKÉ LÁTKY V KRVNEJ PLAZME - skupina mnohých látok l s rôznym chemickým zložen ením - glukóza (glykémia) - lipémia, cholesterol, triacylglyceroly - kreatín, kreatinín, močovina, kyselina močová - bilirubín, hormóny, vitamíny, atď. - stála koncentrácia cia v plazme, napr. - glykémia 3,05 5,6 mmol.l -1 - cholesterol 2,8 5,0 mmol.l -1 - hladina v plazme ukazovateľ kinetiky látok l v organizme, naznačuje funkciu rôznych systémov (endokrinný systém, pečeň, atď.) napr. glukóza pankreas bilirubín pečeň cholesterol riziko srdcovo-cievnych chorôb, atď. - iba v malej miere ovplyvňuj ujú vlastnosti krvnej plazmy

14 ANORGANICKÉ LÁTKY V KRVNEJ PLAZME- ELEKTROLYTY Hlavné katióny: sodík, vápnik, draslík, železo, horčík, meď, jód Hlavné anióny: chloridy, hydrogénuhličitany, fosfáty Význam - ovplyvňujú fyzikálno-chemické vlastnosti krvnej plazmy (ph, osmotický tlak, stály objem krvi atď.) - využitie v biologických procesoch (tlmivé systémy, dráždivosť, priepustnosť membrán, zrážanie krvi, atď.) Krvné sérum zloženie ako plazma, iba neobsahuje niektoré koagulačné faktory

15 Osmotický tlak krvnej plazmy -krvná plazma (ale aj všetky telové tekutiny) obsahuje rozpustené látky, ktoré sú osmoticky aktívne a vyvolávajú vznik osmózy Osmóza difúzia molekúl rozpúšťadla (vody) cez polopriepustnú membránu z miesta s nižšou koncentráciou rozpustenej látky na miesto s jej vyššou koncentráciou - polopriepustná membrána prepúšťa rozpúšťadlo, neprepúšťa rozpustené látky Osmotický tlak (p) tlak, pod akým preniká rozpúšťadlo cez polopriepustnú membránu do roztoku pri osmóze - čím je rozdiel koncentrácií roztokov väčší, tým je osmotický tlak vyšší membrána priepustná pre rozpúšťadlo(vodu) voda p

16 Osmotický tlak krvnej plazmy - tlak, aký by vyvíjala krvná plazma oddelená semipermeabilnou membránou od vody - normálna hodnota 690 kpa - závisí od počtu osmoticky aktívnych častíc (glukóza, albumín, Na +, Cl - ) - osmolarita krvnej plazmy: mmol.l -1 - na vzniku osmotického tlaku sa podieľajú 96 % elektrolyty (minerálne látky v krvnej plazme, najmä Na +, Cl - ) 4% neelektrolyty Vo funkcii niektorých orgánov sa uplatňujú osmotické procesy hypotalamus (monitorovanie osmotického tlaku krvi, regulácia vodného hospodárstva) oblička (tubulárna resorpcia) gastrointestinálny trakt (vstrebávanie) voda - krvná plazma a krvné elementy izoosmotické prostredie 690 kpa plazma

17 A/ Izotonické roztoky majú rovnaký osmotický tlak ako krvná plazma (fyziologický roztok 0,9% vodný roztok Na Cl, 5% roztok glukózy) B/ Hypertonické roztoky vyšší osmotický tlak ak bunku ( izotonický roztok ) vložíme do hypertonického roztoku, z bunky uniká voda, zvrašťuje sa porucha funkcie až zánik C/ Hypotonické roztoky nižší osmotický tlak voda prúdi do bunky bunka expanduje deštrukcia membrány poruchy funkcie až zánik bunky 0,9 % NaCl hypertonický hypotonický Osmotická rovnováha môže byť v organizme porušená napr. pri dehydratácii, hyperglykémii, po infúzií hyper/hypotonického roztoku

18 Intravenózne podávanie roztokov (náhradné tekutiny, živiny, lieky) koncentrácia látok musí byť upravená tak, aby bol roztok izotonický hyper alebo hypotonické roztoky sa podávajú pomaly, aby organizmus dokázal vyrovnávať osmotickú rovnováhu izotonické roztoky: 0,9 % NaCl (fyziologický roztok) 5 % glukóza môžu sa podávať bez rizika narušenia osmotickej rovnováhy

19 Onkotický tlak (koloidno - osmotický tlak bielkovín krvnej plazmy) - zložka osmotického tlaku - vytvárajú ho najmä albumíny - hodnota: 3,3 4 kpa (zo 690) voda tkanivo bielkoviny krvná kapilára Význam: - určujúci faktor viazania tekutín v kapilárach - vytvára resorpčný tlak návrat tekutín z interstícia do kapilár - zabraňuje stratám tekutín z cirkulácie - udržanie objemu intravaskulárnej tekutiny

20 Krvné kapiláry Na + Na + 1. sú priepustné pre nízkomolekulové látky Cl - Cl - - ióny voľne prechádzajú v oboch smeroch (tkanivo krvné kapiláry) - osmotický tlak nízkomolekulových látok v kapilárach = 0 - žiadne netto zmeny objemu vody HCO 3 - bielkoviny tkanivo HCO 3 - bielkoviny krvná kapilára 2. sú nepriepustné pre bielkoviny krvnej plazmy (makromolekuly) - bielk. krvnej plazmy vytvárajú onkotický (koloidno-osmotický) tlak na kapilárnej membráne - koncentrácia bielkovín v krv. plazme > koncentrácia bielkovín v interstíciu - pohyb vody z tkaniva smerom do kapiláry

21 Kapilárna filtrácia a resorpcia vplyv tlakových a osmotických pomerov arteriálny úsek kapiláry krvný tlak + onkotický tlak interstícia > onkotický tlak krvi 4 + 0,7 > 3,7 (kpa) -filtrácia - tekutina prestupuje z kapiláry do interstícia venózny úsek kapiláry krvný tlak + onkotický tlak interstícia < onkotický tlak krvi 2 + 0,7 < 3,7 (kpa) - resorpcia - tekutina prestupuje z interstícia do kapilár tkanivo filtrácia resorpcia kapilára - normálna koncentrácia bielkovín krvnej plazmy - udržanie objemu krvi - hypoproteinémia (hladovanie, choroby pečene, obličiek) - edém tkanivo edém kapilára hypoproteinémia

22 Krvná plazma a regulácia acidobázickej rovnováhy telové tekutiny a látky v nich rozpustené = vnútorné prostredie pre normálnu funkciu organizmu je nevyhnutné zachovanie stáleho zloženia telových tekutín objem, osmolarita, koncentrácia iónov, ph homeostáza stálosť vnútorného prostredia udržiavaná regulačnými mechanizmami homeost Regulácia acidobázickej rovnováhy = udržiavanie stálej hodnoty ph význam: udržanie stálej hodnoty ph v organizme nevyhnutné, pretože je významne ovplyvňuje funkcia enzýmov, metabolizmus, permeabilitu membrán ap. ph koncentrácia iónov H + - [H + ] normálna [H + ] ph = - log [H + ] 40 nmol = 0, mol/l = 4* 10 7 mol/l Fyziologická hodnota ph 7,40 arteriálna krv 7,37 venózna krv transportuje kyslé produkty metabolizmu 6,8 7,4 intracelulárna tekutina aktívny metabolizmus

23 Poruchy acido bázickej rovnováhy sú zapríčinené prebytkom: 1. kyselín látky, ktoré uvoľňujú H +, čím spôsobujú: - vzostup koncentrácie H + - pokles ph alebo 2. zásad látky, ktoré viažu H +, čím sôsobujú - pokles koncentrácie H + - vzostup ph fyziologická hodnota ph arteriálna krv 7,40 ± 0,04 (7,36 7,44) venózna krv 7,37 intracelulárna tekutina 6,8-7,4 - zvýšená koncentrácia H + ph < 7,36 acidóza ph < 7,0 nezlučiteľná so životom - znížená koncentrácia H + ph > 7,44 alkalóza ph > 7,8 nezlučiteľná so životom

24 -poruchy acidobázickej rovnováhy môžu byť spôsobené - metabolickými príčinami (metabolická acidóza, alkalóza) - respiračnými príčinami (respiračná acidóza, alkalóza) metabolizmus prevláda tvorba kyslých látok počas normálnych metabolických procesov vzniká v tele denne mmol/l H +, ktoré musia byť eliminované zvýšená tvorba kyslých produktov telesná záťaž, choroby zvýšená záťaž alkalickými látkami je menej častá zdroje rastlinná strava (ovocie, zelenina)

25 1. Chemické tlmivé systémy - látky prítomné v telových tekutinách (vrátane krvnej plazmy) - neutralizujú kyseliny a zásady - dočasne viažu alebo uvoľňujú ióny H +, kým sa neobnoví rovnováha - odchýlky ph korigujú okamžite (zlomky sekúnd) - neodstraňujú H + z organizmu Regulačné mechanizmy - obmedzená kapacita môžu sa vyčerpať (ale i znovu obnoviť) 2. Fyziologické mechanizmy - účinné pri väčšej záťaži - odstraňujú prebytočné kyseliny/ zásady z organizmu A/ respiračný systém B/ renálne mechanizmy - oneskorená odpoveď (hodiny, dni) - najúčinnejší systém - umožňujú regeneráciu chemických tlmivých systémov

26 Chemický tlmivý systém - tvorí dvojica látok: slabá kyselina a jej bázická soľ - pri vzostupe koncentrácie H + - bázická soľ viaže prebytok H + - pri poklese koncentrácie H + slabá kyselina uvoľňuje H + - tým sa zmierňujú výkyvy ph - celková tlmivá kapacita krvi 48 mmol/l tlmivý systém - vzostup [ H + ] - bázická soľ viaže prebytok H + prebytok H + vyčerpaný tlmivý systém H + H + H + - úbytok [ H + ] - slabá kyselina uvoľňuje H +

27 1. Hydrogénuhli nuhličitanovýitanový tlmivý systém tvoria 2 zložky (pomer 1:20) -slabá kyselina H 2 CO 3 -hydrogénuhličitanový anión Na HCO 3 Na + + HCO 3 - prebytok H + : H 2 CO 3 H + + HCO 3 - deficit H + : H 2 CO 3 H + + HCO najdôležitejší tlmivý systém - otvorený tlmivý systém: H +, HCO - 3, CO 2 vylučujú sa pľúcami, obličkami - polovica tlmivej kapacity krvi (24 mmol/l) - hlavný extracelulárny tlmivý systém - účinkuje aj v erytrocytoch

28 2. Bielkovinový tlmivý systém (kapacita 15 mmol/l) - bielkoviny - amfolyty - podľa reakcie prostredia prijímajú alebo uvoľňujú H + - kyslé prostredie (t.j. prebytok H + ) prijímajú H + - zásadité prostredie (t.j. deficit H + ) uvoľňujú H + 3. Hemoglobínový tlmivý systém (kapacita 7 mmol/l) deoxygenovaný Hb (prijíma H + ) / oxygenovaný Hb (uvoľňuje H + ) tkanivá pľúca O 2 sa uvoľňuje z oxy Hb, H + sa naviaže na deoxy Hb O 2 sa naväzuje na deoxy Hb, H + sa uvoľňuje 4. Fosfátový tlmivý systém (kapacita 2 mmol/l) - v plazme nízka koncentrácia - hlavný intracelulárny pufer - úloha pri regulácií ph moču H + + HCO - 3 H 2 CO 3 H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 - vydychuje sa pľúcami HPO H + H 2 PO 4