Krev je součástí mimobuněčné (extracelulární) tekutiny, a to tekutiny, která protéká cévami, tzv. intravasální. Je to suspenze buněčných elementů ( červené krvinky, bílé krvinky a krevní destičky) v krevní plazmě. Krev je tedy tekutá tkáň složená z buněčných elementů a z plazmy. Celkový objem krve je 4.5 až 6 litrů a tvoří 6 až 8 % celkové tělesné hmotnosti; přitom je jí relativně více u mužů. Větší krevní objem je u obyvatel vyšších nadmořských výšek, dále u trénovaných osob a u osob s patologickými změnami. Důležitý je podíl tzv. formovaných elementů, to znamená červených a bílých krvinek a krevních destiček v plazmě. Tento podíl – především erytrocytů – se nazývá hematokrit a jeho hodnota je u mužů 39 – 49, u žen 36 – 46. Vyšší je u novorozenců, kde má hodnotu 60. Tyto čísla se mohou měnit dle jednotek laboratoře, kde je krev zpracovávána. Proto se můžete setkat s hodnotami např. u mužů 0,39 – 0,49.
Funkce krve
Základní funkcí krve je transport (přenos) různých látek, především dýchacích plynů, kyslíku a oxidu uhličitého (O2 a CO2), mezi tkáněmi a plícemi. Plyny se přenášejí jednak ve formě rozpustné a jednak ve formě vázané na krevní barvivo červených krvinek – hemoglobin. Krev přenáší látky důležité pro výživu, tuky, cukry a bílkoviny a různé biokatalyzátory jako vitamíny, hormony a enzymy. Krev se účastní i na vylučování některých látek tím, že je přenáší do míst kde jsou vylučovány, především do ledvin, do jater a do plic.
Významnou funkcí krve je udržovaní acidobazické rovnováhy. Acidobazická rovnováha znamená, že si krev uchovává co možná nejstabilnější pH, tedy svou kyselost. Toho dosahuje tzv. pufry, především bikarbonáty, dále hemoglobinem, fosfáty a bílkovinami. Tyto látky mají schopnost na sebe vázat nebo uvolňovat vodíkové ionty a tím měnit kyselost (pH) krve.
Krev má i funkci obrannou, protože v ní kolují látky, které jsou důležité pro imunitní funkci krve, především gamaglobuliny, dále interleukiny, C-protein a další látky. Krev se účastní i na termoregulaci (udržování tělesné teploty).
Krevní plasma
Krev obsahuje organické i anorganické součásti. Z organických součástí jsou to především bílkoviny krevní plazmy, jejichž celkový objem tvoří 7 až 8% celkového objemu krve. Z anorganických součástí jsou to různé ionty, zejména sodík, draslík, chlór a dále uhličitan sodný – Na2CO3+ tvoří 1% všech látek v plazmě. Obsah ostatních organických látek je rovněž stálý, nejdůležitější je stálá hladina vápníku, významného iontu pro mnoho pochodů v organizmu.
Krevní plazma je tekutou složkou krve a je složena z vody, která tvoří 90% krevní plazmy. Voda je buď vázána na bílkoviny a nebo je volná a slouží jako rozpustné medium pro další látky.
V krvi kolují další nezbytné ionty důležité pro metabolizmus, především vápník a hořčík, z anorganických látek kromě chloridů a bikarbonátů ještě fosfáty a sulfáty.
Z neelektrolytů je kromě bílkovin důležitý obsah glukózy (3.3 – 5.5 mmol/l). Hladina glukózy v krvi má stálou hodnotu a nazývá se glykémie. Glykémie je udržována účinkem dvou hormonů z Langerhansových ostrůvků v pankreatu a to insulinem, který zvyšuje přijímání glukózy do buněk a glukagonem, který snižuje přijímání glukózy do buněk. Jestliže je příliš vysoká hladina glykémie, cukr se ukládá v játrech ve formě jaterního glykogenu a ve svalech ve formě glykogenu svalového. Z organických látek kromě glukózy je významná močovina, která koluje v krvi a odvádí se do jater a ledvin, kde je zpracována a vylučována.
Bílkoviny krevní plazmy tvoří především tři látky . Albuminy 48 g/l, globulinů 28 g/l a fibrinogen 3 g/l. Každá z těchto tří látek má svojí specifickou funkci:
Albuminy mají nejmenší molekulární hmotnost a dobře váží vodu. Udržují koncentraci plazmatické vody a podílejí se na onkotickém tlaku, což je osmotický tlak bílkovin. Tvoří se především v játrech. Když se ztrácejí dochází ke ztrátám vody z cév a vznikají otoky ve tkáních. To je především patrné u hladovění, jsou to typická nafouklá bříška u dětí s podvýživou, zejména v afrických, asijských a jihoamerických zemích. Albuminy jsou přenašeči některých enzymů, dále hormonů, na albuminovou frakci se váží pohlavní hormony a hormony štítné žlázy. Bílkoviný krevní plazmy můžeme rozdělit elektroforeticky nebo ultraelektroforeticky. Jsou to metody, kdy elektricky nabité částice putují v poli stejsmosměrného elektrického proudu. Imunoelektroforéza využívá imunitních reakcí. Za normálních podmínek se v játrech vytvoří 17 g albuminů za den.
Další elektroforetickou složkou jsou globuliny. Můžeme je rozdělit na alfa, beta a gama, přičemž frakce alfa se dělí ještě na frakci a1 a a2. Globuliny mají dvojnásobnou molekulární hmotnost než albuminy(15000). Jsou významné pro obranu organizmu, zvláště gama-globuliny, které se tvoří v lymfatických uzlinách z B-buněk. Vytváří tzv. imunoglobuliny, což jsou globuliny důležité pro imunitu. Globuliny na sebe rovněž váží některé enzymy a hormony (např. hormony štítné žlázy jako je tyreoglobulin). Denně se vytvoří asi 5 g globulinů. a1 globuliny jsou důležité pro transport tuků, a2 globuliny váží měď a hemoglobin. Beta-globuliny mají význam pro transport železa a tuků, zejména cholesterolu; gama globuliny mají význam pro obranu organismu
Formované krevní elementy.
Formované krevní elementy jsou červené krvinky – erytrocyty, dále bílé krvinky – leukocyty a krevní destičky – trombocyty. Červených krvinek je u mužů 4.5 – 6 mil. v 1 µl, u žen 4-5.2 mil. v 1 µl. Bílých krvinek je 4-10 000 v l µl, trombocytů 150-400 000 µl. Každá skupina z těchto tří formovaných elementů má svůj zvláštní význam a postupně je v dalším výkladu probereme.
Červené krvinky – erytrocyty
Červené krvinky jsou bezjaderné, je to jediná bezjaderná buňka v těle; podobají se podlouhlému promáčklému piškotu, jejich velikost je 8×2 µm. Celkový objem červené krvinky je 85-95 µm3. Důležitou vlastností je jejich deformovatelnost a proto mohou dobře proudit v malých cévách. Hlavním úkolem červených krvinek je transport kyslíku a oxidu uhličitého mezi plícemi a tkáněmi. Podílí se tedy na transportu dýchacích plynů a na udržování acidobazické rovnováhy v krvi. Červené krvinky žijí průměrně 110-120 dnů, postupně se vytvářejí v různých tkáních a odumírají především ve slezině, kde podléhají tlakovému testu. Erytrocyty tvoří hematokrit, (viz výše). Můžeme u nich velmi dobře testovat sedimentaci, což je rychlost usazování erytrocytů v plazmě, erytrocyty jsou těžší než plazma a proto klesají pomalu v nesrážlivě stojící krvi. Normální hodnoty sedimentace erytrocytů za 1 hodinu jsou u muže 3-6 mm, u ženy 8-10 mm. To je měřeno podle Fahräuse a Westergreena, proto tato hodnota se udává jako FW. Je to důležitá hodnota, která se používá v praktické medicíně. Především se zvyšuje při všech zánětlivých procesech v organizmu, zejména tehdy když je změněno spektrum globulinů, dále stoupá i při zvýšené agregaci, což znamená zvýšené vaznosti červených krvinek.
Erytropoesa neboli vznik a vývoj červených krvinek. Erytropoesa se uskutečňuje v červené kostní dřeni v dospělosti, nejvýznamnějším producentem je dřeň obratlů, dále hrudní kosti, žeber a dlouhých kostí. Celková hmotnost kostní dřeně je kolem 3000 g tzn. 3 kg a méně než polovina je erytropoeticky aktivní. Během lidského vývoje se krvetvorba objevuje ještě v játrech a ve slezině. Základem je pluripotentní kmenová buňka. Z ní se přes několik mezistupňů (z nich nejdůležitější je normoblast) vyvíjí červená krvinka. Předposledním stádiem je retikulocyt, který už nemá jádro. Retikulocyt tvoří 0.5-1% všech erytrocytů. Množství erytrocytů v krvi je mírou tvorby červených krvinek – erytropoesy. Erytropoesa je regulována hormonem erytropoetinem, který je uvolňován především v ledvinách a asi z 10% v játrech. Uvolňuje se zvláště při poklesu parciálního tlaku kyslíku. Stejně tak se uvolňuje při ztrátách krve a při pobytu ve vysokých výškách, kdy se vždy zvyšuje přirozeně erytropoesa.
Pro přenos krevních plynů je základní látkou hemoglobin. Hemoglobin je syntetizován v mitochondriích buněk červené řady již od začátku až po retikulocyt. Chemicky se skládá každá molekula hemoglobinu v níž hem je protoporfyrin, který váže železo a tím vzniká Hem. Dále je zde globin, což je bílkovina, která je složena ze čtyř polypeptidových řetězců. Důležité je, že erytrocyty nemají mitochondrie a proto tedy nemohou syntetizovat nové enzymy, když se jejich základní enzymatická výbava funkčně vyčerpá. Proto erytrocyt přežívá pouze 120 dní. Nasycení hemoglobinu závisí na jeho slučitelnosti – afinitě ke kyslíku. Ta je dána jednak tvarem molekuly hemoglobinu a dále aktuální hodnotou pH krve. To znamená, že po navázání první molekuly kyslíku jsou již další vazby snažší, což je vyjádřeno disociační křivkou hemoglobinu, který vyjadřuje závislost nasycení hemoglobinu kyslíkem. Na hemoglobin se váže také CO2 a vzniká látka, která se jmenuje karbaminohemoglobin – HbCO2. Jde o jakousi soutěž s kyslíkem. Tato soutěž se uplatňuje zejména při snížení pH, při zvýšení koncentrace vodíkových iontů. Z cizorodých látek má obrovskou afinitu k hemoglobinu kysličník uhelnatý – CO, jeho afinita je 200-300 vyšší než pro O2. Vytvořený komplex se nazývá HbCO neboli karboxyhemoglobin. Otravy HbCO vznikají při otravě svítiplynem, při otravě výfukovými plyny a u kuřáků. Methemoglobin se vytváří, když je hemoglobin oxidován silnými oxidanty, zejména dusitany. Methemoglobin obsahuje trojmocné železo a nemá schopnost vázat kyslík. K této situaci, dochází při zvýšeném přívodu dusitanů (ve vodě pro kojence). Nastává hypoxie proto pozor na používání studniční vody u novorozenců, kojenců a batolat.
Bílé krvinky – leukocyty
Bílé krvinky – leukocyty: je jich 4-10 000 v 1 µl krve a dělí se na dvě skupiny: granulocyty a agranulocyty. Granulocyty jsou neutrofilní, eosinofilní a basofilní podle způsobu barvení jader a podle způsobu segmentace jádra. Agranulocyty jsou lymfocyty a monocyty. Celkově je 40-70% neutrofilních leukocytů u dospělého člověka, eosinofilních leukocytů je 2-10%, basofilních 0-1%. Lymfocytů je pak 20-40%, monocytů 2-10%. Lze konstatovat, že počet leukocytů v ontogenezi klesá, novorozenec má 9-30000 leukocytů v 1 µl, dítě ve třech letech 18000, v 7 letech 15000, ve 13 letech 13000. Při zvýšení leukocytů nad 10000 v 1 µl mluvíme o leukocytóze, při snížení pod 10000 v 1 µl krve o leukopenii. Délka života leukocytů je různá, liší se od několika hodin až po 300 dní. V krvi se výskytují po dobu 1-2 hodin, vzácně 24 hodin.
Leukocyty mají významnou vlastnost, která je důležitá při obraně organizmu a to schopnost fagocytózy (pojídání cizorodých buněk). Neutrofilní leukocyty jsou důležitou součástí nespecifického obranného systému. U žen jsou v leukocytech přítomna Baarova tělíska, podle kterých se určuje přítomnost k ženskému pohlaví. V dřívějších dobách byl tento test používám pro určení pohlaví sportovkyň. V případě chybění Baarova tělíska se nejednalo o sportovkyni, ale o sportovce a její vítězství nemohlo být uznáno.
Eosinofily se zvyšují při alergických onemocněních, zejména autoimunitních a při rekonvalescenci. Basofilní leukocyty se rovněž zvyšují při alergických reakcích, ale také při srážení krve a při agregaci trombocytů. Jejich granula totiž obsahují heparin a histamin, látky významné při srážení krve. Z agranulocytů mají monocyty velkou fagocytární kapacitu; proto se nazývají také tkáňové makrofágy. Produkují některé důležité látky pro obranu organizmu zejména cytokiny a interleukiny.
Lymfocyty cestují z kostní dřeně, po svém vytvoření, do lymfatických orgánů a jsou nositelé specifické obranné vlastnosti krve. Při jejich nedostatku vzniká lymfopenie, jestliže poklesnou pod 5000 na 1 µl, když se jejich počet zvětší je to lymfocytóza. O lymfocytech, které se zúčastní na obranných schopnostech krve pojednáme při popisu imunitních vlastností. Jsou to zejména lymfocyty a B-lymfocyty.
Krevní destičky – trombocyty
Jejich počet je podle typu stanovení v jednotlivých laboratořích mezi 150 – 400 000 v 1 µl. Trombocyty se zúčastní na několika stupních srážení krve a to uvolněním látek, které jsou obsaženy v erytrocytech a dále uvolněním některých součástí membrány trombocytů, především destičkového faktoru III. Srážení krve je důležitý proces, který zabraňuje vykrvácení. Je součástí zástavy krvácení s tím, že nejprve po poranění se uplatňují zevní faktory srážení: zúží se cévy, uvolňují se různé látky jako serotonin, který zužuje cévy a vytvoří se destičková zátka a trombus – krevní sraženina. Vlastní srážení krve má vnější a vnitřní systém, což jsou systémy enzymatické, které se projevují v různých fázích srážení. V podstatě stále platí to, že systém trombocytů (krevních destiček) se zúčastní tak že po poranění krevní cévy kolagenní vlákna v poraněných cévách aktivují okamžitě trombocytární systém a destičky se shlukují k sobě. Tato aktivace (agregace) trombocytů vede k vytváření trombu, na kterém se podílejí ještě další dva systémy: 1) zevní systém, sekundární homeostáza – který je aktivován během několika sekund a tvoří se při něm fosfolipoprotein a ionty vápníku, které působí na přeměnu protrombinu na trombin. 2) Vnitřní systém je aktivován během několika minut, je to složitá kaskáda enzymatických změn, která probíhá v krevní plazmě a která v podstatě dodržuje schéma, které určil v roce 1905 Morawitz. V první fázi se tvoří trombokinázy neboli tromboplastinu, ve druhé fázi se přeměňuje protrombin na trombin k čemuž je zapotřebí vitamin K uvolňovaný v játrech; v další fázi se přeměňuje fibrinogen obsažený v krvi na fibrin, který je nerozpustný a tím se vytvoří trombus a nakonec nastává fibrinolýza, kdy se zase fibrin působením různých látek rozpouští. Na krevním srážení se zúčastní mnoho faktorů (13 ). Důležitou součástí, která se účastní na aktivaci většiny faktorů jsou vápníkové ionty. Při nedostatku různých faktorů vznikají také různé nemoci, z nich nejznámější je hemofilie z nedostatku faktoru VIII.( antihemofilický globulin ). Hemofilie vznikají i při nedostatku faktorů IX a XI.
Kromě látek, které působí na srážení krve působí látky proti srážení. Zejména heparin, který se vytváří v žírných buňkách působí velmi intenzivně protisrážlivě ve všech fázích srážení. Je to protihráz vápníku. Podobně jako heparin působí i kumariny, což jsou antagonisté vitaminu K v játrech a inhibují syntézu protrombinu v játrech. Antikoagulačně působí enzym urokináza, která se vyskytuje v moči a streptokináza, která vzniká v hemolytických streptokocích.
Důležité je, že krevní srážlivost můžeme určovat několika testy: především určujeme počet trombocytů, dále potom tromboplastinový čas neboli Quickův čas – jeho trvání je 14 s. Ten používáme zejména při léčbě kumarinem,(což je český preparát Pelentan nebo Peleutanetae). Dále určujeme částečný tromboplastinový čas – PTT – který je 40-50 sekund. To je test vnitřního systému, používá se opět při léčbě Pelentanem. Trombinovým časem který, má normálně hodnotu 17-25 s kontrolujeme léčbu heparinem. Důležité je, že zástava krvácení za fyziologických podmínek trvá 1-3 minuty. Kromě látek, které jsme popsali jako protisrážlivé působí protisrážlivě také citronan draselný chlorid draselný – ty se používají při odběrech krve. Šťavelan draselný se nepoužívá, protože je toxický.
