Krv - zloženie, funkcie

Krv - zloženie, funkcie
  
1. Úvod
Pod pojmom krv si každý z nás predstaví niečo iné. Niekomu sa v mysli zjaví predstava zrodu života, pre iného krv symbolizuje utrpenie či smrť. V minulosti často spájaná s démonickými silami, vzbudzovala u ľudí rešpekt, ba priam strach. V súčasnosti si  častokrát neuvedomujeme, akú významnú úlohu pre nás krv zohráva. Je živiteľkou organizmu a napomáha mu prekonávať  zdravotné ťažkosti. Faktom teda zostáva, že krv je dôležitou a nenahraditeľnou zložkou nášho tela.
 
2.  História
Už Goethe označil krv ako „zvláštnu tekutinu“, takže pre vedeckých publicistov, ktorí radi citujú, sa stal akýmsi zakladateľom hematológie ( náuky o krvi a krvných chorobách). Rozhodne však nebol prvý, kto prisudzoval krvi magické sily a symbolický obsah. Dávno pred našim letopočtom bola krv považovaná za nositeľku života. Bohom  sa prinášali krvavé obete. Krv prenášala silu telesnú i silu vôle, pečatili sa ňou zmluvy s diablom a utvrdzovali pokrvné bratstvá. Mýtus i významné miesto krvi v prísloviach a porekadlách určite súvisia s poznaním, že veľká strata krvi vedie ku smrti a jej zmeny sú príčinou alebo dôsledkom choroby.  Už pred našim letopočtom vytvorili grécki a rímski učenci na základe týchto poznatkov celé učenie o správnom pomere telesných tekutín, ktorých hlavné princípy ovplyvňovali po mnoho storočí lekárske názory  na príčiny chorôb. Dokonca aj druhy temperamentu sa vysvetľovali správnym pomerom tkanivových tekutín: SANGVINIK, ako plnokrvný človek, kypiaci silou a radosťou zo života, CHOLERIK, ako človek žlčovitý, ktorému veľmi rýchlo „prekypí žlč“, smutný MELANCHOLIK, obsahujúci príliš veľa čiernej žlče, FLEGMATIK, ako človek ľahostajný, nevšímavý, vyrovnaný.  Aj keď pozbavíme krv všetkých mystických predstáv, nemožno poprieť, že pre zachovanie normálnych životných funkcií má zásadný a nenahraditeľný význam. Napriek tomu, že už desiatky rokov vedci najrôznejších špecializácií na celom svete intenzívne skúmajú najmodernejšími metódami zloženie a funkcie tejto „zázračnej tekutiny“, zostáva ešte stále veľa nezodpovedaných otázok.
 
3.1 Čo je krv?
Krv je červená nepriehľadná ( viskózna ) tekutina prúdiaca v krvných cievach, ktorá tvorí vnútorné prostredie organizmu. U človeka tvorí krv 8 až 9% hmotnosti tela. Telo muža obsahuje 5-6 litrov krvi, telo ženy 4,5 litra. Organizmus znesie bez problémov stratu asi 0,5 L krvi.

3.2 Funkcie krvi
Krv má viacero funkcií: a) špecifické
- udržovanie homeostázy ( osmotického tlaku, pH )
- obranná funkcia
- schopnosť zrážania
 
 b) transportné
 -   prenášanie dýchacích plynov
 - rozvod živín a odvádzanie splodín
  - účasť na riadení organizmu ( prenášanie hormónov, 
  vitamínov )
   -  rozvoz tepla po tele ( vyrovnáva teplotné rozdiely medzi 
orgánmi )
 
3.3 Zloženie krvi
Krv sa skladá z krvnej plazmy a z krvných buniek.

3.3.1  Krvná plazma
Krvná plazma je tekutou zložkou krvi.  Je priehľadná a ma slabožltú farbu. Obsahuje asi  91% vody, 8% rozpustených organických látok, hlavne bielkovín :( albumíny, globulíny, protrombín,  fibrinogén ) a glukózu. 1% tvoria rozpustené anorganické látky ( najviac chlorid sodný a hydrogénuhličitan sodný ). Anorganické látky udržujú stálu hodnotu pH a stálu osmotickú hodnotu plazmy, ktorá zodpovedá 0,9% roztoku chloridu sodného ( fyziologický roztok ). Stála hodnota plazmy je 7,4. Osmotický tlak je 690 kPa.
 
3.3.2  Krvné telieska
Krvné telieska sú tvorené červenými krvinkami, bielymi krvinkami a krvnými doštičkami.

3.3.2.1  Červené krvinky
Červené krvinky ( erytrocyty ) sú malé, ploché, okrúhle, bez jadrové bunky uprostred stenšené. V 1 mm3 krvi je obsiahnutých: u mužov asi 5 až 5,5 miliónov, u žien asi  4,5 miliónov erytrocytov. Ich počet  sa však mení. S nadmorskou výškou ( so zmenšujúcim sa obsahom kyslíka vo vzduch ) sa ich  počet zvyšuje. Rovnako novorodenci majú v krvi
väčší počet erytrocytov asi 7 mil. v jednom mm3. Erytrocyty obsahujú červené krvné farbivo hemoglobín (  ktorého súčasťou je Fe II ), na ktorý sa viaže kyslík za vzniku dioxygenhemoglobínu, z ktorého sa v tkanivách kyslík opäť uvoľňuje. Červené krvinky sa tvoria a dozrievajú v kostnej dreni a asi po 120 dňoch zanikajú v slezine.  Z uvoľneného  hemoglobínu sa tvorí žlčové farbivo – bilirubín; železo je využité na tvorbu nového hemoglobínu a iba časť železa sa z tela vylučuje a musí byť doplnená potravou. Ku vzniku č. krviniek v kostnej dreni  je potrebná prítomnosť vitamínu  B12 a hormónu eritropoetín vznikajúci v obličkách.
 
3.3.2.2  Biele krvinky
Biele krvinky ( leukocyty ) sú pravé bunky, pretože obsahujú jadro. Nemajú stály tvar. V 1mm3 je priemerne 5 až 8 tis. Leukocytov, ich počet sa však mení; napríklad ráno,na lačno je ich menej ako po najedení. Takisto pri chorobných stavoch sa ich počet niekedy znižuje ( v počiatočnom období brušného týfu ), inokedy zvyšuje( pri zápalových ochoreniach ). Podľa vzhľadu a  pôvodu rozlišujeme :
- Granulocyty – majú v cytoplazme zrniečka ( granuly ), ktoré sa dajú farbiť rôznymi farbivami. Majú buď, laločnaté, alebo nepravidelne podkovovité jadrá. Tvoria sa v kostnej dreni. Rozlišujeme eozínofilné, bazofilné  a neutrofilné granulocyty.  Neutrofilné a eozínofilné pohlcujú ( fagocytujú ) cudzorodé častice, bazofilné obsahujú protizrážanlivú látku HEPARÍN.
- Agranulocyty – neobsahujú farbiteľné zrná a delíme ich na: monocyty, lymfocyty typu B a T. Monocyty majú schopnosť diapedézy a fagocytózi a lymfocyty T a B majú význam pri imunitných reakciách a pri tvorbe protilátok ( vznikajú v kostnej dreni  a dozrievajú v detskej žlaze – týmuse a lymfatických tkanivách ).
 
3.3.2.3 Krvné doštičky
K. doštičky ( trombocyty ) sú bunky nepravideľného tvaru, vznikajú v kostnej dreni odlamovaním cytoplazmy obrovských buniek – megakaryocytov. Nemajú jadro, žijú iba 4 dni. V 1 mm3  je asi 200 až 300 tis.  Trombocytov. Uplatňujú sa pri zastavovaní krvácania.  Zrážanie krvi je premenou tekutej krvi na pevnú zrazeninu. Táto premena skupenstva krvi má pri zastavovaní krvácania rozhodujúci význam. Bezprostrednou príčinou zrazenia krvi je premena jednej z bielkovín krvnej plazmy ( fibrinogénu ) na tuhý fibrín. Krvná zrazenina ( červený trombus ) sa asi za  30 min. scvrkne a stvrdne. Pritom z nej uniká tekutina, ktorá je vlastne plazmou bez fibrinogénu ( ten ostal v zrazenine ). Scvrkávanie zrazeniny sa uskutočňuje pomocou krvných doštičiek.  Krv má životne dôležitý význam pre obranu organizmu proti choroboplodným organizmom a cudzorodým látkam.
 
4. Krvné cievy
Krvné cievy delíme:  - tepny
-  vlásočnice
-  žily

4.1 Tepny
Tepny ( artérie ) sú cievy vedúce krv smerom zo srdca. Steny tepien sú veľmi pružné a pevné.  Vo vnútri sú tepny vystlané vrstvičkou plochých endotelových buniek. Okolo nich je kruhovito usporiadané hladké svalstvo.  V svalovine  je prítomné väzivo s elastickými vláknami. Na povrchu majú tepny redší väzivový obal, v ktorom sa nachádza jemná sieť vegetatívnych nervov.  Postupným vetvením sa steny tepien zoslabujú, až sa nakoniec vetvia do vlásočníc.

4.2 Vlásočnice ( kapilári )
- sú veľmi tenké koncové vetvičky tepien a vytvárajú koncové siete v tkanivách. V nich nastáva výmena látok medzi krvou a tkanivom. Majú priemer  asi 5-20 mikrometrov a sú dlhé asi 0,5mm. Ich steny tvorí iba jedna vrstva endotelových buniek. Prechádzajú neobyčajne husto väčšinou tkanív, chýbajú iba v pokožke a v pokožkových útvaroch ako napr.  nechty, vlasy, chlpy, očná rohovka, chrupavky. Ich tenkou stenou prechádza kyslík a výživné látky z krvi do tkanív . Z tkanív do krvi, naopak, oxid uhličitý a odpadové látky metabolizmu.

4.3 Žily ( vény )
- vychádzajú zo siete vlásočníc a vedú krv až do srdca. Líšia sa svojou funkciu, veľkosťou aj stavbou stien. Ich steny sú tvorení rovnakými vrstvami ako tepny, avšak tenkými. Na stenách dolných končatín sú chlopne, ktoré umožňujú jednosmerný prietok krvi smerom k srdcu. Pohybu krvi v žilách napomáhajú kontrakcie kostrových svalov, podtlak v hrudnej dutine pri vdychu a v žilách nad úrovňou srdca takisto gravitácia.

5. Krvný obeh
Krvný obeh rozdeľujeme na:
- malý (pľúcny)
- veľký (telový)

5.1 Malý ( pľúcny ) krvný obeh
Pľúcny krvný obeh začína v PK, z kade sa krv pri systole ( stiahnutie srdcového svalu ) vypudí pľúcnicovým kmeňom do pľúcnych tepien a nimi do pľúc, kde sa okysličí. Na rozhraní medzi PK a pľúcnicovým kmeňom je polmesiačikovitá chlopňa, ktorá zabraňuje spätnému prúdeniu krvi do PK. Krv sa z pľúc vracia pľúcnymi žilami do ĽP.

5.2 Veľký (telový) obeh krvi
Telový krvný obeh začína v ĽK, z kade sa krv pri systole vypudí srdcovnicou (aorta) do celého tela. Aj na jej začiatku je polmesiačikovitá chlopňa. Krv sa z tela vracia hornou a dolnou dutou žilou do PP.
 
Súčasťou veľkého krvnému obehu je vrátnicový obeh. Svojím charakterom je to žilový obeh. Začína sieťou kapilár v nepárnych orgánoch brušnej dutiny, ktoré sa spájajú do mohutnej žily – vrátnice, tá vstupuje do pečene a opäť sa rozvetvuje na sieť vlásočníc. Takto sa dostávajú do pečene na ďalšie spracovanie živiny vstrebané do krvi z tráviacich orgánov.Trvalá činnosť srdca vyžaduje stály a dostatočný prívod kyslíka a živín do srdcovej svaloviny a súčasne plynulé odvádzanie splodín metabolizmu. Preto má srdce vlastný krvný obeh. Sú to vencovité (koronálne) tepny, ktoré vystupujú priamo z aorty a svojimi vetvami privádzajú krv do vlásočníc, ktoré bohato pretkávajú srdcový sval.

6. Krvné skupiny
Objavil ich rakúsky lekár Karl Landsteiner. Prvá publikácia o nich vyšla vo Viedenskom medicínskom týždenníku pod titulom „O fenoméne zhlukovania normálnej ľudskej krvi“ v roku 1901, a v roku 1930 dostal za tento objav Nobelovu cenu. Táto teória bola založená na existencii antigénu (molekuly na povrchu membrány červených krviniek) a protilátky (v krvnej plazme). Napriek tomu si ešte stále mnohí myslia, že tento úspech patrí českému lekárovi Janovi Janskému.

6.1 Sústava AB0
Skupina A
Krvná skupina A sa objavila asi pred 25 000 - 15 000 rokmi.
Usadením človeka z lovca na roľníka zapríčinilo, že imunitný systém musel byť oveľa výkonnejší ako predtým. Krvná skupina A sa čoskoro začala rýchlo rozširovať. Gény tejto krvnej skupiny sa dostali cez Áziu a Predný Východ až do Európy, kde je rozšírená dodnes.
Má antigén A a protilátku B v plazme.
 
Skupina B
Krvná skupina B vznikla v oblasti Himalájí a Indie pred 15 000 - 10 000 rokmi. V tomto regióne vládli pre ľudí extrémne životné podmienky. Podnebie bolo drsné, zásobovanie potravinami nepravidelné a často veľmi jednostranné. Ich imunitný systém musel byť mimoriadne silný. Ešte i dnes sú ľudia s krvnou skupinou B obdivuhodne odolní voči akémukoľvek druhu prechladnutia. Krvná skupina B bola dlho typická pre ľudí z juhovýchodnej Ázie a rozsiahlych stepí Eurázie.

Má antigén B a protilátku A.
Skupina AB
Krvná skupina AB je zo všetkých krvných skupín najmladšia, existuje iba 1200 - 1000 rokov. Z hľadiska vývoja dejín sa objavila neskoro, a preto je veľmi zriedkavá. Krvná skupina AB je výsledkom nového sťahovania národov, keď sa krvná skupina A, obyvateľov východnej a strednej Európy zmiešala s krvnou skupinou B, Mongolov z Ázie. Krvná skupina AB predstavuje spojenie znakov krvnej skupina A a B. Od predkov s krvnou skupinou B zdedila skupina AB odolný imunitný systém. Okrem toho je mimoriadne dobre chránená pred ochoreniami autoimunitného systému ako napríklad reumatické choroby a alergie.

Má antigén A aj B, protilátka nie je.
Skupina 0
Prví ľudia s prapôvodnou krvnou skupinou 0 žili pravdepodobne už pred 40 000 rokmi v Afrike.
Má antigén 0, protilátku A aj B.
 
6.2 Sústava Rh
Rh faktor
Na povrchu červených krviniek má Rh antigén. 
85% Rh pozitívny – nemajú protilátky proti Rh faktoru. 15% Rh negatívny – nemajú na červených krvinkách antigén Rh a nemajú protilátky v plazme. Protilátky sa však vytvoria, ak sa v Rh negatívna krv stretne s červenými krvinkami Rh pozitívneho človeka. Matka s Rh faktorom - môže byť nebezpečná pre plod Rh faktorom +.

6.3 Sústava MN
V rámci tejto sústavy sú známe 2 antigény v krvinkách- M a N. Podľa ich obsahu v krvinkách rozlišujeme 3 skupiny – skupina M, N a MN. Tieto antigény vyvolávajú tvorbu protilátok v krvi príjemcu po transfúzií. Praktický význam majú skupiny sústavy MN pri určovaní rodičovstva ( pri strate detí vo vojnách, pri náhodnej zámene detí v pôrodniciach atď.. )

6.4 Transfúzia krvi
Objav krvných skupín priniesol možnosť záchrany ľudí s veľkou stratou krvi, a to pomocou transfúzie, doplnením objemu krvi krvou jedinca s rovnakou krv.  skupinou. Základnou požiadavkou pritom je, aby darca a príjemca mali rovnakú krvnú skupinu. V súčasnoti sú vytvorené krvné banky v transfuziologických pracoviskách, kde sa spracúva a konzervuje krv, získaná od dobrovoľných darcov krvi. Darcovstvo krvi patrí k najhumánnejším činom, lebo iba tak možno zabezpečiť dostatok krvi na operácie, pri ktorých dochádza ku rozsiahlym stratám krvi, ale aj pre ľudí so stratami krvi v dôsledku rôznych poranení.

7. Krvné choroby
Anémia ( málokrvnosť )
Anémia je definovaná znížením koncentrácie hemoblogínu v 1 litri periférnej krvi na hodnotu nižšiu ako 135 g u mužov a menej ako 120 g u žien. Nižšia hodnota hemoglobínu je sprevádzaná zníženým hematokritom (pomer hemoglobínu k celkovému objemu krvi) a poklesom počtu erytrocytov. Anémia je syndróm, na vzniku ktorého sa podieľajú viaceré príčiny. Možno ju definovať ako poruchu prenosu kyslíka tkanivám. Kyslík je dodávaný tkanivám po naviazaní na hemoglobín, ktorého množstvo je znížené a tým vzniká tkanivová hypoxia (nedostatok kyslíka).
 
Leukémia ( bielokrvnosť )
Leukémia je nádorové ochorenie krvotvorných tkaniva. Podľa priebehu sa delí na akútne a chronické leukémie. Podľa toho, ktoré bunky krvotvorného tkaniva nádorový proces postihuje ich môžeme rozdeliť na viaceré typy (myelocytového, lymfocytového, erytrocytového, trombocytového radu). Z krvotvorných orgánov najčastejším miestom vzniku nádoru je slezina, pečeň, kostná dreň a týmus. V zásade sú všetky nádory tejto skupiny malígne (zhubné). Nádorové bunky sa v organizme rozptyľujú krvnou cestou. Nádorová choroba môže byť izolovaná v mieste vzniku alebo vytvára metastázy - druhotné ložiská nádoru v rôznych orgánoch organizmu.

Hemofília ( krvácavosť )
Krvácavosť je dedičná choroba viazaná na pohlavný chromozóm X, na ktorú trpia v prvom rade muži. Ženy sú na základe druhého, spravidla nezmeneného chromozómu X zdravé, podávajú však chorý gén ďalej, t. zn., že sú nositeľkami génu. Rozlišujeme hemofíliu A, ktorá činí 80 % prípadov a týka sa faktora VIII ( protihemofílický globulín alebo činiteľ zrážania krvi ), a zriedkavejšiu hemofíliu B, ktorá vzniká z nedostatku faktoru IX. Tak faktor VIII ak i faktor IX sú nenahraditeľnými súčasťami pri zrážanlivosti krvi.
Poznáme množstvo krvných chorôb: krvnatosť ( polyglobúlia ), útlm bielych krviniek ( agranulocytóza ),  zhubný lymfogranulóm ( Hodgkinova choroba ), zväčšenie sleziny ( splenomegália ), krvácavé stavy ( hemoragické diatézy ), trombocytopenická purpura ( Werlhofova choroba ), reumatická purpura ( Schonleinova- Henochova choroba ).

8. Zaujímavosti
· Je pozoruhodné, že hemoglobín, naše krvné farbivo, má (okrem ústredného prvku) rovnakú štruktúru ako chlorofyl. Chlorofyl je až na jednu výnimku identický s našou krvou. Touto výnimkou je, že ústredným prvkom chlorofylu je horčík, kým v krvi je železo.
· Chlorofyl disponuje schopnosťou uvoľňovať zo svojho stredu horčík a absorbovať železo, čím sa vlastne stáva hemoglobínom, teda doslova ľudskou krvou. Táto skutočnosť zvyšuje schopnosť tela prenášať kyslík. Keď sa telu dostatočne nedostáva kyslík, poruší sa veľa telesných funkcií.

- Sedimentáciu červených krviniek je možné pozorovať po zabránení zrážania krvi ( napr. kyselinou citrónovou ). Časti krvi sa rozdelia podľa hmotnosti; rýchlosť sedimentácie  závisí od zloženia plazmy, zvyšuje sa pri infekčných a zápalových ochoreniach. Podáva informácie o vzniku a ústupe choroby. Sedimentácia u zdravého muža je 2 – 5 mm za hodinu, u žien 3 – 8 mm/hod. Objemový podiel č. krviniek v krvi vyjadruje Hematokrit.
- Pupočníková krv : Pupočníková krv je krv novonarodeného dieťa, ktorá po prerušení pupočníka uviazne v placente a v zvyšku pupočnej šnúry, správnejší názov je teda placentárna krv. Krv novonarodeného dieťaťa sa výrazne líši od krvi dospelého alebo staršieho dieťaťa. Jej vzácnosť spočíva v tom, že obsahuje tzv. zárodočné bunky, a to v takom množstve ako v kostnej dreni. Na druhej strane je placentárna krv absolútne nevhodná napr. na transfúziu. Červené krvinky pupočníkovej krvi obsahujú typ hemoglobínu, ktorý nie je vhodný na prenos kyslíka zo vzduchu. Tieto krvinky po narodení rýchlo odumierajú a sú nahrádzané krvinkami s normálnym hemoglobínom.
 
9. Výhľady do budúcnosti
Náhodné pozorovania vedcov po celom svete ukázali, že syntetizovaná tekutina FLUORKARBON je schopná viazať veľké množstvo kyslíka. Rozpustí sa v nej približne 20% kyslíka. Po viacerých pozorovaniach, je na mieste otázka, či táto tekutina môže viazať také množstvo kyslíka, aby sa dala použiť ako umelá krv. Nasledovali pokusy na zvieratách. Najprv potápanie cicavcov do nádrží s roztokom fluorkarbonu. Celé hodiny dokázali žiť v tejto tekutine nasýtenej kyslíkom ako ryby,  „dýchali“ fluorkarbon namiesto vzduchu a neutopili sa. Tieto experimenty podnietili ďalšie výskumy. Napríklad vedci nechali vykrvácať psy a touto tekutinou, nasýtenou kyslíkom, im bola nahradená krv. Výsledok bol priaznivý – psy sa nezadusili. Práve naopak, žili s „umelou krvou“ ďalej. Musíme si však uvedomiť, že prenos kyslíka je len jednou z funkcií krvi. Mnoho ďalších transportných funkcií tento náhradný roztok neplní. A naviac je to pre telo cudzia látka, hromadí sa v pečeni a vylučuje sa pľúcami. Preto zostáva mnoho nevyriešených problémov, ktorých odhalenia sú výzvou pre väčšinu vedcov.