Patofyziologie krvetvorby a koagulace kapka Vymezení oboru hematologie nHematologie (ř. haima-haimatos krev, ř. logos nauka- hematologie, nauka o krvi a krevních chorobách) se zabývá krví a krvetvornými orgány –periferní krev –červená kostní dřeň –mízní uzliny –játra, slezina n n Anatomické a fyziologické poznámky Základní krvetvorné orgány: • Kostní dřeň • Thymus • • • Lymfatické uzliny • MALT (mucosa associated lymphoid tissue) • Slezina • Imunologicky kompetentní fond recirkulujících lymfocytů • Periferní krev Primární (ústřední) krvetvorné a imunitní orgány Primární (periferní) krvetvorné a imunitní orgány Fyziologické funkce krve n Patologie krve a krvetvorby nNedostatek krevních elementů nNadbytek krevních elementů nHematologické malignity nKrvácivé stavy nTrombotické stavy n Ontogeneza krvetvorby nExtraembryonální mezenchym nJátra: 6. týden - porod nSlezina, tymus, uzliny: 8.- 16. týden nČervená kostní dřeň: 12. týden – n n n n Extramedulární hematopoéza Krvetvorba hp Složení a funkce krve nobjem krve - 6-8% tělesné hmotnosti - 5,5 l nhematokrit - 46% muži, 41% ženy nerytrocyty - 5 mil./µl (1% retikulocyty) nleukocyty - 4-10 tis./µl (neu, baz, eo, lym, mono) ntrombocyty - 150-300 tis./µl nplazma - 290 mOsmol/kg (bílkoviny 65-80g/l) nfce - transport (O2, CO2, živiny, metabolity, vitamíny, elektrolyty, hormony, teplo atd.), pufrování, obrana proti cizorodým látkám. Krev_1 Krevní buňky npo narození se tvoří jen v kostní dřeni n (u dospělého jen ploché kosti a obratle) nu fétu v játrech a slezině nvznik ze společné (pluripotentní) kmenové buňky => 3 řady: - erytrocytární n - leukocytární n - megakaryocytární n (trombocyty) n krev SPECIFICKÁ IMUNITA TRANSPORT O2 HEMOSTÁZA IMUNITNÍ ODPOVĚĎ Krevní nátěr nneutrofil „tyčka“ nneutrofil „segment“ nmonocyt nlymfocyt neosinofil nbazofil ntrombocyt n C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME100.jpg Erytrocyty nbezjaderné buňky 7.5 x 2 µm nživotnost cca 120 dní nbarvivo hemoglobin (A1, A2), - 38% (28-36 pg) - 150g/l (1g Hb váže 1.34 ml kyslíku) nk tvorbě je třeba Fe, vitamín B12 , kyselina listová ntvorba řízena erytropoetinem (ledviny, játra) n¯Hb (Ery) pod 140 g/l (120g/l u žen) - anémie nEry - polycytémie krv_tn Anémie n¯Hb (Ery) ® ¯ schopnost přenosu O2 ® porucha zásobování tkání ® ¯ O2 (hypoxie) nslabost, únava, závrať, bledost kůže a sliznic, tachykardie, dyspnoe, bolest svalů nprimární, sekundární (nádory, záněty atd.) netiologie: - nedostatečná tvorba Ery (Hb) n - nadměrná ztráta Ery n (akutní, chronická) n kp Klasifikace anémií nPatofyziologická nMorfologická ndle objemu erytrocytů –normocytové –mikrocytové –makrocytové npodle koncentrace hemoglobinu v ery –normochromní –hypochromní Morfologické třídění Patofyziologické třídění nanemie z nedostatečné krvetvorby nanemie ze zvýšených ztrát nakutní posthemoragická anemie Anémie z nedostatečné tvorby nsideropenické – nedostatek Fe (v potravě, krvácení, porucha vstřebávání atd.) nmegaloblastové – nedostatek vitamínu B12 ,kyseliny listové či obou naplastické – dřeňový útlum (vrozený nebo získaný) npři nedostatku jiných živin nu chronických nemocí Anémie z nadměrných ztrát nkrvácení – akutní, chronické nhemolytické anémie – předčasný a nadměrný zánik erytrocytů n - vrozené (porucha struktury Ery) n srpková anémie - HbS (změna β-řetězce) n ¯deformovatelnost Ery, ¯ afinita k O2 n - získané (protilátky proti Ery) n - infekční (malárie) Formy anémií Klinické příznaky anemie núnava, slabost, nevýkonnost nbledost kůže, sliznic, nehtových lůžek ntachykardie nrychlostní šelest na všech ústích ndušnost nmanifestace latentních ischemií nsklon k otokům DK Etiologie anémií nsnížená krvetvorba –sideropenické –megaloblastové anémie –z útlumu krvetvorby –anémie chronických chorob –thalasémie nzvýšené ztráty –chronická posthemorhagická –hemolytické nkorpuskulární nextrakorpuskulární nAkutní posthemorhagická n Megaloblastická anémie nPoruchy příjmu kobalaminu a folátu nOmezení syntézy DNA a tím i narušení buň. cyklu v rámci erytropoézy nSyntéza Hb pokračuje – vstup megaloblastů do krve (větší než 100 fl) nPředčasný zánik megaloblastů a zkrácená doba megalocytů (předčasné hemolýza) Vitamín B12 nCyanocobalamin, hydroxycobalamin, deoxyadenosylcobalamin, methylcobalamin nV potravě vázán na proteiny nNachází se v každé proliferativní tkáni nMaximální resorpční kapacita odpovídá potřebám, velké zásoby v játrech nTvorba erytrocytů, perniciózní anemie nPři nedostatku megaloblastová anémie Kyselina listová nMetabolit folátu je potřebný pro syntézu deoxythymidylátu, který je jediným zddrojem pro thymin nNedostatek folátu = inhibice syntézy DNA nZásoba folátu v játrech cca na 2-4 měsíce nPoužití např. fluorouracilu jako cytostatického chemoterapeutika Megaloblastické anémie způsobené poruchami syntézy DNA Poruchy metabolismu vitamínu B12 a kyseliny listové při megaloblastických anémiích 1.Chybění vnitřního faktoru 2.Porušená resorpce komplexu vnitřní faktor-vitamín B12 3.Defekt transportního proteinu 4.Nedostatek kyseliny listové v potravě 5.Porucha resorpce kyseliny listové 6.Blokáda DHF-reduktázy Nedostatek vitaminu B12 nebo kyseliny listové způsobuje makrocytární anemii, nedostatek železa, nebo narušení využitelnosti železa způsobuje mikrocytární anemii. V prvním případě je podkladem porucha syntézy DNA, ve druhém případě porucha syntézy hemoglobinu. ! ! Anémie z nedostatku železa nNedostatek železa tlumí syntézu Hb = hypochromní mikrocytární anémie nPříčiny: –Ztráta krve (GIT, menstruační krvácení) –Narušení recyklování Fe – chronické infekce –Příliš malý příjem Fe (nedostatečná výživa) –Narušení resorpce Fe v důsledku n achlorhydrie (atrofická gastritida, gastrektomie) nMalabsorpce –Zvýšená potřeba Fe (těhotenství, laktace) –Defekt apotransferinu Anémie z nedostatku železa Hemolytické anémie nKorpuskulární HA (flexibilita, osmotická a mechanická odolnost, redukční potenciál) n nExtrakorpuskulární HA Příčiny korpuskulárních HA nVady membrány (hereditární sférocytóza) nEnzymové defekty (narušení metabolismu glc v erytrocytech) –Pyruvátkináza – vázne přísun ATP – inhibice Na/K ATPázy –Glu-6-PDH - (inhibice recyklace GSSG) –Hexokináza – vede k nedostatku ATP – GSH nSrpkovitá anémie, talasémie nPNH – defekt určitých membránových proteinů, které se účastní regulace komplementu; aktivace komplementu pak způsobí perforaci erytrocytární membrány Příčiny extrakorpuskulárních HA nMechanické faktory – poškození ery při kolizi s umělými chlopněmi, cévními náhradami apod. nImunologické příčiny – chybná transfuze nebo při inkompatibilitě Rh mezi plodem a matkou nToxiny – určité hadí jedy n Hemolytické anémie Poruchy syntézy hemoglobinu 1.Nedostatek železa v potravě 2.Porucha resorpce Fe 3.Nedostatek transferinu 4.Ztráta zásobního železa 5.Porucha distribuce železa 6.Defekty syntézy globinu 7.Defekty syntézy hemu Hypochromní microcytární anémie C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME008.jpg Anémie z nedostatku železa C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME084.jpg Perniciózní anémie C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME083.jpg Aplastické anémie nútlum tvorby Ery v kostní dřeni npancytopenie – i ostatních krevních buněk nvrozená – Fanconiho anémie nzískané - celotělové ozáření n - léky a chemikálie (cytostatika) n - infekční nemoci n - útlak dřeně malignitami n - osteomyelofibróza, osteomyeloskleróza n (nahrazení kostní dřeně vazivem) Anémie z nadměrných ztrát nkrvácení – akutní, chronické nhemolytické anémie – předčasný a nadměrný zánik erytrocytů n - vrozené (porucha struktury Ery) n srpková anémie - HbS (změna β-řetězce) n ¯deformovatelnost Ery, ¯ afinita k O2 n - získané (protilátky proti Ery) n - infekční (malárie) Hemoglobin S C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME017.jpg Polycytémie nzvýšený počet erytrocytů nprimární (pravá) - zmnožena produkce Ery ve dřeni, Hb, hematokrit nsekundární (polyglobulie) - reakce na hypoxii – u srdečních, plicních chorob, u kuřáků, ve vysokých nadmořských výškách ® erytropoetin (ledviny) kp Leukocyty njaderné buňky, několik druhů n ® krevní obraz (diferenciál např. neu 60%, baz 1%, eo 2%, lym 32%, mono 5%) nfce - obrana proti infekci (Ig, fagocytóza) nzměny počtu (diferenciálu) při infekcích, zánětech, nádorech atd. nLeu – leukocytóza (lymfocytóza) n¯Leu – leukocytopenie (neutropenie, lymfopenie, agranulocytóza) "atypické" lymfocyty (infekční mononukleóza) C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME013.jpg Leukémie nnádorová přeměna kmenové krevní buňky npočet leukocytů (jednoho typu) n - myeloblastické (granulocyty/monocyty) n - lymfoblastické (lymfocyty) n - akutní, chronické nnezralé a nefunkční Leu na úkor normální krvetvorby nrizikové faktory: kouření, chemikálie (benzen), radioaktivní záření, léčba jiného nádorového onemocnění, Philadelphský chromozom 174 Akutní lymfoblastická leukémie (častější u dětí) C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME018.jpg Chronická lymfoblastická leukémie (častěji u starších dospělých) C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME019.jpg Akutní myeloblastická leukémie (u mladých dospělých) C:\Dana\Dokumenty\Praktika\Radiace_2\HEME020.jpg Chronická myeloblastická leukémie (nejčastěji v 5.dekádě) HEME021 Lymfomy nmaligní proliferace lymfatické tkáně (uzliny) – bb. lymfoidní řady (B,T) nšíření do dalších uzlin a lymfatické tkáně orgánů ndle histologie - Hodgkinův (častější u mužů) n - non-hodgkinské lymfomy n - maligní myelom (prekurzory plazmatických bb. – B lymfocytů) – produkce Ig n n Léčba leukemií a lymfomů ncytostatika (toxické látky poškozující i zdravé buňky) - kombinace nradioterapie (celotělové ozařování, u lymfomů postižené oblasti) nu některých typů lymfomů chirurgické odstranění + radioterapie ntransplantace kostní dřeně n - allogenní (cizí, imunol. podobný dárce) n - syngenní (jednovaječné dvojče) n - autologní (vlastní kmenové buňky) Trombocyty n„úlomky“ buněk (megakaryocytů), bez jádra nfce: zástava krvácení (primární hemostáza), n imunita nživotnost v krvi 8–10 dnů n¯trombocytopenie (x trombocytopatie = porucha funkce) ntrombocytóza (x trombocytémie = nadměrná tvorba) Trombocyty nbezjaderné, doba života 4 dny nmegakaryocyty (1000-5000 trombocytů) ntypy trombocytových granulí: 1.denzní granula: neproteinové substance 2.a-granula: PDGF, koagulační faktory, von Willebrandtův faktor (adheze) 3.lysozomy Činnost trombocytů 1.adheze na kolagen: vWF z endotelií 2.aktivace: změna tvaru, sekrece (serotonin, vWF, tromboxan A2) 3.agregace: stimulována trombinem, tromboxanem A2, vWF, fibrinogenem Trombocyty, lymfocyty img09 Fyziologie hemostázy nZa normálních podmínek je prioritou udržet fluiditu krve nNa udržení fluidity se podílí celá řada faktorů – tzv. Virchovovo trias –Normální tok krve, kdy nedochází ke stagnaci v části řečiště –Normální srážlivost – vyvážená regulace pro a protisrážlivých mechanismů –Nepoškozená cévní stěna – zachovaný endotel a dostatečná produkce jeho mediátorů nPři poranění je ale potřeba tento stav změnit, omezit fluiditu a zastavit krvácení Hemostáza nNepřetržitě fungující fyziologický kontrolní proces – brání úniku krve z cévního systému nKoagulační kaskáda – jako jedna ze součástí nPatologické stavy – hypo a hyper nNa cévní poškození reaguje organismus ve dvou krocích: –Primární hemostáza –Sekundární hemostáza Primární hemostáza nPrimární hemostatická reakce – cévní stěna a cirkulující krevní destičky nEndotelové buňky mají specifické vlastnosti, které inhibují srážecí reakce – při poškození začíná hemostatická reakce –Kontrakce cévní stěny –Adheze destiček k subendoteliálním vláknům endotelu a vWF –Stabilizace destičkového agrgátu a urychlení sekundárních hemostatických reakcí Vazokonstrikce, agregace trombocytů DA3C10FFU1 DA3C10FFU2 Koagulace, fibrinolýza DA3C10FFU3 DA3C10FFU4 DA3C10FFU5 Sekundární hemostáza nAktivací srážecího systému se vytvoří definitivní fibrinová zátka nKaskáda postupně zesilovaných enzymatických reakcí Sekundární hemostáza n2 typy aktivace §vnitřní cesta -po kontaktu faktorů XII a XI s negativně nabitým povrchem vkolagen v subendoteliální vrstvě cév §vnější cesta -tkáňový faktor uvolněný z poškozené tkáně funguje jako kofaktor faktoru VII • • v v – DA3C10FF2 Regulační mechanismy koagulace krve nEnzymatický systém musí být regulován aby zůstal časově i místně ohraničen jen na poškozenou oblast a nerozšířil se dál nRovnováha je zajištěna souhrou prokoagulačních a antikoagulačních mechanizmů Trombopoetin npředevším v játrech, trochu v ledvinách nreceptor na kmenových buňkách a megakaryocytech nregulace sekrece podle počtu destiček (vychytávání) nfunkční mechanismy podobné erytropoetinu nkrvácení při jaterní cirhóze Červená krvinka v síti fibrinových vláken Fibrinogen a jeho přeměna ve fibrin Krevní sraženina sestává ze shluků zesíťovaných fibrinových molekul, které tvoří nerozpustné vláknité útvary. Přeměnu fibrinogenu na fibrin katalyzuje serinová proteinasa thrombin. Model přeměny fibrinogenu ve fibrinovou sraženinu Aktivace thrombinu Thrombin se syntetizuje jako zymogen prothrombin, který má 582 amk zbytků. Thrombin se z něj uvolní rozštěpením dvou peptidových vazeb, které katalyzuje Stuartův faktor, jenž je produktem předchozího stupně kaskády krevního srážení Prothrombin a jeho další homologní faktory vyžadují ke své syntéze přiměřené množství vitamínu K Nedostatek vitaminu K případně působení kompetitivních inhibitorů jako jsou dikumarol a warfarin vede k tvorbě abnormálního prothrombinu Zástava krvácení nhemostáza má tři složky: n 1.reakce cév 2.reakce trombocytů 3.hemokoagulace (srážení krve) Reakce cév nmístní vazokonstrikce nserotonin a další látky produkované zejména aktivovanými trombocyty npouhá vazokonstrikce dokáže zastavit krvácení u cév až do velikosti a. radialis (za ideálních podmínek) Koagulační faktory I fibrinogen VIII AHF A II protrombin* IX Christmas (AHF B)* III tkáňový tromboplastin X Stuart-Prower* IV vápník XI AHF C V proakcelerin XII Hageman VII prokonvertin* XIII fibrin stabilizující * vitamín K dependentní faktory Protisrážlivé mechanismy nvychytávání aktivovaných faktorů játry nspotřebování faktorů nantitrombin III: inhibitor proteáz, vazbu na ně usnadňuje heparin –neaktivuje se IX, X, XI, XII nfibrinolýza – plazmin rozkládá fibrin Fibrinolýza ntrombmodulin (endotelie) katalyzuje přeměnu trombinu na aktivátor proteinu C naktivovaný protein C 1.inaktivuje VIII 2.inaktivuje V 3.inaktivuje inhibitor aktivátoru tkáňového plasminogenu (TPA) nTPA mění plasminogen na plasmin, který rozloží fibrinovou síť n Novokhatny VV et al. TiPS 25(2) 72-75, 2004. Jednořetězcový plasminogen (v plazmě 1.5 uM, 91kDa), hydrolýzou peptidové vazby Arg561-Val562 vznikne dvouřetězcový plasmin, řetězce spojeny disulfidickými můstky. V krvi normálně prakticky žádný plasmin není, protože je to proteáza s dosti širokým spektrem. Proto existují mechanismy proti výskytu plasminu v krvi: 1.aby mohl TPA aktivovat Pg, musí být oba navázáni na fibrinové sraženině 2.v plazmě je ve vysoké koncentraci silný inhibitor plasminu alfa2-antiplasmin. Plasmin byl izolován v 50. letech, v následujících letech byl podáván pacientům, ale s nevalnými výsledky (pyrogenicita, anafylaktické reakce; alfa2-antiplasmin). Proto se začal používat TPA. Všechny TPA based léky byly primárně vyvinuty k léčbě infarktu. Aby mohly ale fungovat, musí prvně najít Pg v blízkosti sraženiny. A právě dostatek Pg je Achillovou patou této terapie, při větších sraženinách prostě sebevíce TPA kvůli nedostatku Pg nestačí. Byla zavedena catheter-assisted thrombolysis, kdy se TPA podává přímo k místu sraženiny (karotidy při iktu), což je mnohem efektivnější. Novinkou je myšlenka s podáním plasminu tímto katetrem. Vysoce purifikovaný plazmin in vitro rozpouští sraženinu dose dependent, kdežto TPA ne. Komplikací podávání TPA může být intrakraniální krvácení. Proto je také lepší plazmin (alfa2-antiplasmin ho vychytá) než TPA, které působí podstatně významnější vzdálená krvácení. Fibrinolytický systém nplazmin – cirkuluje jako neaktivní proenzym plazminogen -volný plazmin inhibován α2-antiplazminem naktivace plazminogenu pomocí tPA (endotel.b.) a urokinázy (uPA, epitel.b.) ndegradace fibrinu na degradační produkty naktivita tPA inhibována PAI FibrinolyticDysfunction Antikoagulancia nheparin nchelatační činidla (citrát, oxalát; Ca2+) ninhibice vitamínu K (dikumarol, warfarin) Krvácivé poruchy nporuchy hemokoagulace (koagulopatie) nebo fibrinolýzy –hematomy, kloubní krvácení nporuchy činnosti trombocytů –petechie ndefekty cév –petechie Defekty primární hemostázy ntrombocytopenie - vrozená n - získaná (ozáření, leukémie, autoimunita) n ntrombocytopatie – většinou vrozená n nebo po lécích (ASA) n nvon Willebrandova choroba – vrozený deficit vWF Hyperkoagulační stavy ntrombotizace – patologické srážení krve ® trombus n¯toku krve, srážlivost, poškození cévní stěny ntrombofilie = sklon ke vzniku trombóz n - vrozená (nejčastěji abnormalita f.V) n - získaná (operace, úraz, antikoncepce, těhotenství) n® hluboká žilní trombóza DK ® embolie plic