Anatomy and Physiology

Przypomnieć, że krew jest tkanką łączną. Jak wszystkie tkanki łączne, składa się ona z elementów komórkowych i macierzy pozakomórkowej. Elementy komórkowe – określane jako elementy formowane (żywe komórki krwi) – obejmują krwinki czerwone (RBC), krwinki białe (WBC) i fragmenty komórek zwane płytkami krwi, i stanowią one 45% składu naszej krwi. Nieżyciowy składnik naszej krwi znany jest jako macierz zewnątrzkomórkowa, zwana osoczem, i stanowi 55% składu naszej krwi i sprawia, że krew jest wyjątkowa wśród tkanek łącznych, ponieważ jest płynna. Płyn ten, który jest w większości wodą, wiecznie zawiesza powstałe elementy i umożliwia im krążenie w całym organizmie w obrębie układu krążenia.

Powstałe elementy składają się z erytrocytów (czerwonych krwinek, które funkcjonują w transporcie tlenu), leukocytów (białych krwinek, które funkcjonują w odporności) i płytek krwi (fragmentów komórek, które funkcjonują w krzepnięciu krwi).

Około 8% masy ciała osoby dorosłej składa się z krwi. Krew jest połączeniem osocza (cieczy wodnistej) i komórek, które w niej pływają. Krew dostarcza niezbędne substancje i składniki odżywcze, takie jak cukier, tlen i hormony do naszych komórek i odprowadza odpady z tych komórek, odpady te są ostatecznie wypłukiwane z organizmu w moczu, kale, pocie i płucach (CO2).

Funkcje krwi

Podstawową funkcją krwi jest dostarczanie tlenu i składników odżywczych do komórek ciała i usuwanie z nich odpadów, ale to dopiero początek historii. Specyficzne funkcje krwi obejmują również obronę (zwalczanie infekcji), dystrybucję ciepła, utrzymanie homeostazy (regulacja pH) i zapobieganie nadmiernej utracie krwi w wyniku krwotoku

Transport

Składniki odżywcze z pokarmów, które spożywasz, są wchłaniane w przewodzie pokarmowym. Większość z nich podróżuje w krwiobiegu bezpośrednio do wątroby, gdzie są przetwarzane i uwalniane z powrotem do krwiobiegu w celu dostarczenia ich do komórek ciała. Tlen z powietrza, którym oddychasz, dyfunduje do krwi, która przemieszcza się z płuc do serca, które następnie pompuje go do reszty ciała. Ponadto gruczoły dokrewne rozsiane po całym organizmie uwalniają swoje produkty, zwane hormonami, do krwiobiegu, który przenosi je do odległych komórek docelowych. Krew zbiera również odpady komórkowe i produkty uboczne i transportuje je do różnych narządów w celu usunięcia. Na przykład, krew przenosi dwutlenek węgla do płuc w celu wydalenia go z organizmu, a różne produkty odpadowe są transportowane do nerek i wątroby w celu wydalenia ich z organizmu w postaci moczu lub żółci.

Obrona

Wiele typów WBC chroni organizm przed zagrożeniami zewnętrznymi, takimi jak bakterie wywołujące choroby, które dostały się do krwiobiegu w ranie. Inne WBC poszukują i niszczą zagrożenia wewnętrzne, takie jak komórki ze zmutowanym DNA, które mogłyby się namnażać, aby stać się nowotworowymi, lub komórki ciała zainfekowane wirusami.

Gdy uszkodzenie naczyń powoduje krwawienie, płytki krwi i pewne białka rozpuszczone w osoczu, płynnej części krwi, współdziałają w celu zablokowania pękniętych obszarów naczyń krwionośnych, których to dotyczy. To chroni ciało przed dalszą utratą krwi.

Utrzymanie homeostazy

Przypomnij sobie, że temperatura ciała jest regulowana przez klasyczną pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego. Jeśli ćwiczyłeś w ciepły dzień, twoja rosnąca temperatura ciała uruchomiłaby kilka mechanizmów homeostatycznych, w tym zwiększony transport krwi z rdzenia do peryferii ciała, które są zazwyczaj chłodniejsze. W trakcie przepływu krwi przez naczynia krwionośne skóry, ciepło jest rozpraszane do otoczenia, a krew powracająca do rdzenia ciała jest chłodniejsza. W przeciwieństwie do tego, w zimny dzień krew jest kierowana z dala od skóry w celu utrzymania cieplejszego rdzenia ciała. W skrajnych przypadkach może to doprowadzić do odmrożeń.

Krew pomaga również w utrzymaniu równowagi chemicznej organizmu. Białka i inne związki we krwi działają jak bufory, które w ten sposób pomagają regulować pH tkanek ciała. Krew pomaga również regulować zawartość wody w komórkach ciała.

Skład krwi

Krew można podzielić na 3 warstwy:

Dół: erytrocyty (RBC), które składają się z hematokrytu (objętość erytrocytów).

Środek: cienka biała warstwa – leukocyty i płytki krwi

Góra: osocze

Prawdopodobnie pobrano Państwu krew z powierzchownej żyły w ramieniu, która następnie została wysłana do laboratorium w celu analizy. Niektóre z najbardziej powszechnych badań krwi – na przykład te mierzące poziom lipidów lub glukozy w osoczu – określają, jakie substancje są obecne we krwi i w jakich ilościach. Inne badania krwi sprawdzają skład samej krwi, w tym ilości i rodzaje uformowanych elementów.

Jeden z takich testów, zwany hematokrytem, mierzy procentową zawartość krwinek czerwonych, klinicznie znanych jako erytrocyty, w próbce krwi. Wykonuje się go poprzez odwirowanie próbki krwi w specjalistycznej wirówce, proces, który powoduje oddzielenie cięższych pierwiastków zawieszonych w próbce krwi od lekkiego, płynnego osocza (rysunek 1). Ponieważ najcięższymi elementami we krwi są erytrocyty, osadzają się one na samym dnie probówki z hematokrytem. Powyżej erytrocytów znajduje się blada, cienka warstwa złożona z pozostałych uformowanych elementów krwi. Są to WBC, klinicznie znane jako leukocyty, oraz płytki krwi, fragmenty komórek zwane również trombocytami. Warstwa ta, ze względu na swój kolor, nazywana jest kożuszkiem; zwykle stanowi ona mniej niż 1 procent próbki krwi. Powyżej powłoki zbuforowanej znajduje się osocze krwi, zwykle blady, słomkowy płyn, który stanowi pozostałą część próbki.

Ryc. 1. Do elementów komórkowych krwi należy ogromna liczba erytrocytów i stosunkowo mniejsza liczba leukocytów i płytek krwi. Osocze jest płynem, w którym zawieszone są powstałe elementy. Próbka krwi odwirowana w wirówce ujawnia, że osocze jest najlżejszym składnikiem. Unosi się ono u góry probówki, oddzielone od najcięższych elementów, erytrocytów, przez buforowy płaszcz leukocytów i płytek krwi. Hematokryt to odsetek całej próbki składający się z erytrocytów. Depresja i podwyższone poziomy hematokrytu są pokazane dla porównania.

Objętość erytrocytów po odwirowaniu jest również powszechnie określana jako objętość komórek upakowanych (PCV). W normalnej krwi, około 45 procent próbki stanowią erytrocyty. Hematokryt w każdej próbce może się znacznie różnić, jednak około 36-50 procent, w zależności od płci i innych czynników. Normalne wartości hematokrytu dla kobiet wahają się od 37 do 47, ze średnią wartością 41; dla mężczyzn, hematokryt waha się od 42 do 52, ze średnią 47. Odsetek innych uformowanych elementów, WBC i płytek krwi, jest bardzo mały, więc nie jest zwykle brany pod uwagę przy określaniu hematokrytu. Tak więc średni procent osocza jest procentem krwi, który nie jest erytrocytami: dla kobiet, to około 59 (lub 100 minus 41), a dla mężczyzn, to około 53 (lub 100 minus 47).

Charakterystyka krwi

Gdy myślisz o krwi, pierwszą cechą, która prawdopodobnie przychodzi do głowy jest jej kolor. Krew, która właśnie pobrała tlen w płucach jest jasnoczerwona, a krew, która uwolniła tlen w tkankach jest bardziej ciemnoczerwona. To dlatego, że hemoglobina jest pigmentem, który zmienia kolor, w zależności od stopnia nasycenia tlenem.

Krew jest lepka i nieco lepka w dotyku. Ma lepkość około pięć razy większą niż woda. Lepkość jest miarą grubości płynu lub oporu dla przepływu, i jest pod wpływem obecności białek osocza i elementów uformowanych we krwi. Lepkość krwi ma dramatyczny wpływ na ciśnienie i przepływ krwi. Rozważmy różnicę w przepływie między wodą a miodem. Bardziej lepki miód wykazywałby większy opór przy przepływie niż mniej lepka woda. Ta sama zasada dotyczy krwi.

Normalna temperatura krwi jest nieco wyższa niż normalna temperatura ciała – około 38 °C (lub 100,4 °F), w porównaniu do 37 °C (lub 98,6 °F) dla odczytu wewnętrznej temperatury ciała, chociaż dzienne wahania o 0,5 °C są normalne. Chociaż powierzchnia naczyń krwionośnych jest stosunkowo gładka, krew przepływając przez nie napotyka na pewne tarcie i opór, zwłaszcza gdy naczynia się starzeją i tracą elastyczność, wytwarzając tym samym ciepło. To odpowiada za jej nieco wyższą temperaturę.

PH krwi wynosi średnio około 7,4; może jednak wahać się od 7,35 do 7,45 u zdrowej osoby. Krew jest zatem nieco bardziej zasadowa (alkaliczna) w skali chemicznej niż czysta woda, której pH wynosi 7,0. Krew zawiera liczne bufory, które faktycznie pomagają regulować pH.

Krew stanowi około 8 procent masy ciała dorosłego człowieka. Dorosłe mężczyźni zazwyczaj średnio około 5 do 6 litrów krwi. Kobiety mają średnio 4-5 litrów.

Osocze krwi

Jak inne płyny w organizmie, osocze składa się głównie z wody: W rzeczywistości, jest to około 92 procent wody. Rozpuszczone lub zawieszone w tej wodzie jest mieszaniną substancji, z których większość to białka. Istnieją dosłownie setki substancji rozpuszczonych lub zawieszonych w osoczu, chociaż wiele z nich występuje tylko w bardzo małych ilościach.

Białka osocza

Około 7 procent objętości osocza – prawie wszystko, co nie jest wodą – jest wykonane z białek. Obejmują one kilka białek osocza (białka, które są unikalne dla osocza), plus znacznie mniejszą liczbę białek regulacyjnych, w tym enzymów i niektórych hormonów. Główne składniki osocza podsumowano w tabeli 1.

Trzy główne grupy białek osocza są następujące:

• Albumina jest najobficiej występującym z białek osocza. Wytwarzane przez wątrobę, cząsteczki albuminy służą jako białka wiążące – nośniki transportu dla kwasów tłuszczowych i hormonów steroidowych. Przypomnijmy, że lipidy są hydrofobowe; jednak ich wiązanie z albuminami umożliwia ich transport w wodnistym osoczu. Albumina jest również najważniejszym czynnikiem zwiększającym ciśnienie osmotyczne krwi, co oznacza, że jej obecność zatrzymuje wodę wewnątrz naczyń krwionośnych i wyciąga wodę z tkanek, przez ściany naczyń krwionośnych i do krwiobiegu. To z kolei pomaga utrzymać zarówno objętość krwi, jak i jej ciśnienie. Albumina stanowi zwykle około 54 procent całkowitej zawartości białek osocza, w klinicznych poziomach 3,5-5,0 g/dl krwi.
• Drugim najczęściej występującym białkiem osocza są globuliny. Jest to heterogenna grupa, istnieją trzy główne podgrupy znane jako globuliny alfa, beta i gamma. Globuliny alfa i beta transportują żelazo, lipidy i rozpuszczalne w tłuszczach witaminy A, D, E i K do komórek; podobnie jak albumina, przyczyniają się one również do ciśnienia osmotycznego. Globuliny gamma są białkami zaangażowanymi w odporność i są lepiej znane jako przeciwciała lub immunoglobuliny. Chociaż inne białka osocza są produkowane przez wątrobę, immunoglobuliny są wytwarzane przez wyspecjalizowane leukocyty znane jako komórki plazmatyczne. (Poszukaj dodatkowych treści, aby uzyskać więcej informacji na temat immunoglobulin.) Globuliny stanowią około 38 procent całkowitej objętości białek osocza, w klinicznych poziomach 1,0-1,5 g/dl krwi.
• Najmniej obfitym białkiem osocza jest fibrynogen. Podobnie jak albumina i globuliny alfa i beta, fibrynogen jest produkowany przez wątrobę. Jest on niezbędny do krzepnięcia krwi, procesu opisanego w dalszej części tego rozdziału. Fibrynogen stanowi około 7 procent całkowitej objętości białek osocza, w poziomach klinicznych 0,2-0,45 g/dl krwi.

Inne rozpuszczalniki osocza

Oprócz białek, osocze zawiera szeroką gamę innych substancji. Należą do nich różne elektrolity, takie jak jony sodu, potasu i wapnia; rozpuszczone gazy, takie jak tlen, dwutlenek węgla i azot; różne organiczne składniki odżywcze, takie jak witaminy, lipidy, glukoza i aminokwasy; oraz odpady metaboliczne. Wszystkie te rozpuszczalniki niebiałkowe łącznie przyczyniają się do około 1 procenta całkowitej objętości osocza.

Przegląd rozdziału

Krew jest płynną tkanką łączną o krytycznym znaczeniu dla transportu składników odżywczych, gazów i odpadów w całym organizmie; do obrony organizmu przed infekcjami i innymi zagrożeniami; oraz do homeostatycznej regulacji pH, temperatury i innych warunków wewnętrznych. Krew składa się z uformowanych elementów – erytrocytów, leukocytów i fragmentów komórek zwanych płytkami krwi – oraz płynnej macierzy zewnątrzkomórkowej zwanej osoczem. Ponad 90 procent osocza stanowi woda. Pozostałą część stanowią głównie białka osocza – głównie albuminy, globuliny i fibrynogen – oraz inne rozpuszczone substancje rozpuszczalne, takie jak glukoza, lipidy, elektrolity i rozpuszczone gazy. Ze względu na utworzone elementy oraz białka osocza i inne rozpuszczalniki, krew jest lepka i bardziej lepka niż woda. Jest również lekko zasadowa, a jej temperatura jest nieco wyższa niż normalna temperatura ciała.

Self Check

Odpowiedz na poniższe pytanie(a), aby sprawdzić, jak dobrze rozumiesz tematy poruszone w poprzedniej części.