Fyziologie krve •Krev •zajišťuje komunikaci mezi všemi tkáněmi a orgány v organismu •reologické vlastnosti krve (hematokrit, viskozita, onkotický tlak, …) •tekutý stav – při narušení celistvosti rychlý přechod krve z tekutého do pevného stavu (srážení), a poté zpětné obnovení tekutosti (fibrinolýza) • •neustálý kontakt s endotelem (celk. plocha ~ 1000 m2) •periferní krev (5 – 6 kg) • • • http://www.tajpharmaceuticals.com/Products%20Logo/19192.jpg Krevní elementy •Ery - 4,5 x 1012, životnost 120 dní •Tro - 3,0 x 1011, životnost 4,5 dne •Leu - 6,0 x 109, životnost 0,3 dne - granulocyty a monocyty •Lymf - recirkulují mezí krví a lymfoidními tkáněmi Fyziologie krve •Funkce krve •transport látek - volně nebo na nosičích (transportní molekuly - bílkoviny) •výměna vody a iontů •účast na imunitních reakcích – zánětová reakce a hojení ran (obsahuje specifické látky – hormony, růstové faktory, cytokiny a jejich inhibitory) •udržování acidobazické rovnováhy •transport O2 a CO2 (Hb v ery zvyšuje obsah O2 v krvi 50x) Fe •U dospělého člověka je 35 – 45 mg železa na kg tělesné váhy •60 – 70 % je v erytrocytech jako součást Hb •10 % v myoglobinu, cytochromu a v dalších enzymech obsahujících Fe •20 – 30 % tvoří zásobní Fe (feritin a hemosiderin v hepatocytech a makrofázích) • •Příjem a skladování Fe •v potravě (maso, špenát…) Fe3+ - před absorpcí v duodenu redukováno na Fe2+ •vstřebávání zvyšuje vit. C a kyselé pH v žaludku a snižuje káva, Ca ... •játra (hepatocyty) a retikuloendoteliální systém (RES) • • • 1. • • • http://static.desktopnexus.com/thumbnails/88800-bigthumbnail.jpg Fe •potenciálně nebezpečný prvek - je schopno katalyzovat vznik volných radikálů (Fentonova reakce), které poškozují buňky a jejich struktury • http://advances.nutrition.org/content/2/2/78/F3.large.jpg Fe •Výskyt Fe v organismu v komplexové formě (minimalizace negat. úč.): •s anionty organických kyselin • •ve ferroproteinech (transferin) • •ve skladové formě jako ferritin (případně hemosiderin) – při intravaskulární hemolýze se Hb váže na haptoglobin, volný hem potom na hemopexin • Fe •Metabolismus Fe • • http://ahdc.vet.cornell.edu/clinpath/modules/chem/images/iron%20metabolism.jpg Fe •Fce Fe v organismu 1.enzymy katalyzující oxidoredukční reakce •katalázy (rozklad H2O2) •cytochrom p450 (detoxikace xenobiotik) •ribonukleotidreduktáza (tvorbu deoxynukleotidů pro syntézu DNA) 1. •2. proteiny fungující jako přenašeče elektronů - při oxidativní fosforylaci 1. •3. proteiny fungující jako přenašeče kyslíku • 1. • • Fe •Hepcidin •peptid objevený v roce 2000 v lidské moči a 2001 v plasmě jako antimikrobiální peptid ("cidní"), místo tvorby (játra) • •jde o klíčový regulátor metabolismu Fe • •snižuje resorpci Fe ve střevě, čímž zabraňuje nadbytku Fe v organismu • •naopak při nedostatku Fe množství hepcidinu klesá • •zadržení (sekvestraci) Fe v střevních buňkách i v makrofágovém systému = pokles cFe v plasmě • •hepcidin se váže na ferroportin, který je následně buňkou pohlcen a degradován • Fe •Hepcidin •hepcidin je rovněž reaktant akutní fáze, tzn. že reaguje na zánětlivé podněty, zejména některé cytokiny (IL-6) • •při zánětech tak množství hepcidinu stoupá a následně dochází k snížení vstřebávání Fe • •je pak snížena dostupnost Fe pro krvetvorbu, což spolu s ostatními zánětlivými cytokiny přispívá k anemii (tzv. anemii chronických chorob, angl. anemia of chronic disease, ACD) • •nedostatečná tvorba hepcidinu je popsána u většiny forem hereditární hemochromatózy, onemocnění, při němž dochází v organismu k nadbytku Fe • • Fyziologie krve •Krvetvorné tkáň (2,5 kg) •kostní dřeň •lymfatická tkáň (lymf. uzliny a lymf. tkáň asociovaná s respiračním a GIT orgánovým systémem = MALT = mucosa-associated lymphatic tissue) •slezina •brzlík • • •Hematopoetické mikroprostředí = stroma krvetvorné tkáně, růstové a regulační faktory • • http://telemedicina.med.muni.cz/pdm/detska-onkologie/res/image/prihody/image2.png Fyziologie krve Hematopoetické stroma •nezbytně nutné k normální produkci krevních b. (fibroblasty, adipocyty, makrofágy, T lymf) •tyto b. jsou zdrojem membránově vázaných nebo secernovaných růstových a regulačních faktorů krvetvorné tkáně •z mezenchymové kmenové b. vznikají adipocyty a fibroblasty (ale i chondrocyty, osteoblasty, sval. b. a endotelie) •vysoká odolnost vůči některým noxám (ionizující záření, cytostatika) – regenerace po léčbě Hematopoietic and Stromal Stem Cell Differentiation Fyziologie krve •Vlastní krvetvorná tkáň •hematopoetické kmenová b. –jsou pluripotentní (diferenciace do všech řad) + sebeobnova !!! (vytváření svých vlastních kopií) –nejasný fenotyp – antigenní klasifikace CD34+ –ve dřeni < 0,01 % • •progenitorové (determinované) kmenové b. –nemají schopnost dlouhodobé sebeobnovy –nejasný fenotyp – klasifikace podle schopnosti tvořit kolonie (CFU-E, CFU-M, CFU-G, CFU-Meg, …) • •prekurzory krevních bb. –jasný fenotyp (morfologie, histochemie, i dle antigenních znaků) –ve dřeni ~ 90 % (proerytroblast, myeloblast, promonocyt, megakaryoblast) • •zralé elementy • • Fyziologie krve •Vlastní krvetvorná tkáň • •hematopoetické kmenová b. • • • •progenitorové • • • •prekurzory krevních bb. • • • •zralé elementy • • http://www.d.umn.edu/~jfitzake/Lectures/DMED/CytAnt/Cytokines/HematopoiesisPathways.gif Fyziologie krve Regulace krvetvorby •parakrinní (i juxtakrinní = kontaktní), autokrinní působení - hematopoetické růstové faktory – CSFs (kolonie stimulující faktory), a cytokiny (interleukiny, chemokiny…) •SCF (stem cell factor) řídí proliferaci •endokrinní působení – erytropoetin (ledviny) a trombopoetin (játra) • • • • Normální krvetvorba je polyklonální! = v určitém stádiu embryogeneze vznikne paralelně několik krvetvorných kmenových b., od kt. se celý život odvíjí krvetvorba Patofyziologie krve a krvetvorné tkáně •Hematologie •klinický obor, kt. se zabývá nemocemi b. části krve a poruchami fce krvetvorných tkání, ale také v plazmě přítomnými prokoagualačními a antikoagulačními faktory • •Příznaky poruch krve a krvetvorné tkáně •krvácivé projevy (méně tromboembolie), časté infekce, zvýšené teploty, únava, bledost kůže a sliznic, námahová dušnost •potvrzení poruchy až laboratorním vyšetřením • •Laboratorní vyšetření •Krevní obraz •Základní biochemie – ionty, urea, kreatinin, kys. močová, bilirubin, ALT, AST, ALP, CK, sedimentace … •ELFO bílkovin, koagulace, diabetologie, lipidologie, osteologie, speciální hematologie (Fe, vit B12 …), acidobazická rovnováha a krevní plyny, endokrinologie • • • Krevní obraz Hemoglobin (HB) muži: 134-175 g/l ženy: 120-165 g/l Hematokrit (HT) = Poměr masy červených krvinek oproti zbytku krevního objemu muži: 0,40-0,54 ženy: 0,35-0,45 Erytrocyty (RBC) muži: 4,0-5,3 × 1012/l ženy: 3,8-5,2 × 1012/l Střední objem erytrocytů (MCV) 80-95 fl Střední hmotnost erytrocytů (MCH) 27-32 pg Střední koncentrace Hb v erytrocytech (MCHC) 320-370 g/l erytrocytů Distribuční křivka erytrocytů (RDW) 11,6-15,2 % Trombocyty (PLT) 140-440 × 109/l Střední objem destičky (MPV) 7,8-11,0 fl Distribuční křivka destiček (PDW) 15,5-17,1 % Leukocyty (WBC) 3,8-10,0 × 109/l Diferenciální rozpočet leukocytů Segmenty neutrofilní 50-75 % Tyče 1-5 % Eozinofily 1-5 % Bazofily do 1 % Lymfocyty 15-40 % Monocyty 3-10 % Patofyziologie krve a krvetvorné tkáně 1.Změny vlastností a složení krve – poruchy reologických vlastností krve a změny v počtu krevních b. 2.Myeloproliferační a lymfoproliferační syndromy a onemocnění 3.Aplastické syndromy 4.Anémie a polycytémie 5.Leukopenie, leukocytóza a poruchy fce granulocytů 6.Patofyziologie sleziny 7.Patofyziologické aspekty transfúze krve a krevních derivátů 8.Patofyziologické aspekty transplantace kostní dřeně 9.Poruchy srážení krve – krvácivé stavy a hyperkoagulační stavy (trombofilie) • •poruchy červené krevní řady (+/-) •poruchy bílé krevní řady (+/-) • • Změny vlastností a složení krve •celkový V krve (ku vnitřnímu V cirkulačního aparátu) – normovolémie, hypovolémie nebo hypervolémie • •Poruchy reologických vlastností krve •příčinou jsou změny hematokritu při polycytémii a anémii • •polycytémie → hyperviskózní syndrom (zvýšení hematokritu → nelineární zvýšení viskozity krve → zpomalení proudění krve) • •u anémie je snížená viskozita krve • •změněné vlastnosti ery, aktivace granulocytů, monocytů a endotelu cytokiny → změny v schopnosti krve proudit cévami o malém průměru (např. u srpkovité anémie – lokální ischemie) • Změny vlastností a složení krve • Poruchy změny v počtu krevních b. •nerovnováha mezi zánikem (hemolýza, krvácení, migrace do tkání) a produkcí krevních b. • •(–) anémie, leukopenie, neutropenie, lymfopenie, trombopenie, pancytopenie (všechny elementy) • •(+) polycytémie, leukocytóza (neutro-, bazo- a eozinofilie) a ve specif. případech leukémie, lymfocytóza, trombocytémie • Myeloproliferační a lymfoproliferační syndromy a onemocnění •nádorová onemocnění krvetvorné tkáně v její části: –myeloidní (granulocytopoeza, monocytopoeza, erytropoeza a tvorba trombocytů) –lymfoidní (T-, B- a NK-buňky a plazmocyty) – •často jde o vznik a expanzi patologického klonu buněk v krvetvorné tkáni = patologická monoklonální hematopoeza • • • • Myeloproliferační a lymfoproliferační syndromy a onemocnění •Etiologie •genomové poruchy (somatické mutace) – „nádorová kmenová buňka“ •patologický klon kvantitativně expanduje proti klonům normálním , a také potlačuje produkci krevních b. z klonů normálních •remise = úplné uzdravení •reziduální (zbytková nemoc) – detekce spec. genotypu (PCR, FISH, stan. karyotypu) nebo fenotypu (pomocí monoklonálních protilátek a průtokové cytometrie) •relaps • •Projev •únava, opakované a déletrvající subfebrilní a febrilní stavy, častější infekční onemocnění, anémie, krvácivé projevy, hubnutí a kachektizace • • • Myeloproliferační syndromy a onemocnění •hromadění některých b. myeloidní řady •b. s vyšší proliferační aktivitou, vyšší odolnost • vůči apoptóze, nižší adhezivitou ke stromatu • krvetvorné tkáně, nedokonalé funkční vyzrávání • •Myelodysplastický syndrom (MDS) •kostní dřeň není aplastická, obsahuje dostatek jaderných b. •„dysplastické formy“ prekurzorů krevních b. v kostní dřeni •periferní pancytopenie = snížené počty krevních elementů •neefektivní hematopoeza •není známá specifická změna genomu (nejednotná molekulární podstata) •faktory zvyšující výskyt MDS: Downův syndrom, Fanconiho anémie x léčba cytostatiky (s alkylačním účinkem nebo inhibice topoizomerázy II), ionizační záření, zvýšená expozice benzenu • • • • Myeloproliferační syndromy a onemocnění •Myeloidní leukémie akutní (AML) •přítomnost atypických nezralých forem myeloidních b., patologických blastů v kostní dřeni i v kosti •patologická monoklonální hematopoeza (genomové poruchy) •leukemický klon – nízké fční vyzrávání •zvýšení počtu leu, nebo přítomny patologické leukemické blasty (aleukemické forma AML) •FAB klasifikace AML – 8 typů •projev: potlačení erytropoézy, zvýšená citlivost k infekcím, trombocytopenie •predispozice: syndrom familiární monosomie 7. chrom., Downův syndrom, Fanconiho anémie… •„ztráta heterozygotnosti“ (LOH) – mutace jen v 1 alele → patolog. fenotyp •mutace v transkripčních faktorech významných pro diferenciaci nebo součást proteinových komplexů účastnících se při přeprogramování genomu potřebného pro b. diferenciaci a fční maturaci • • • • • Myeloproliferační syndromy a onemocnění •Akutní promyelocytová leukémie •translokace genu PML (ProMyelotic Leukemia) z 15. chrom. na 17., kde je spojen s genem receptoru RARα (Retinoic Acid Receptor) • • • • • • • Myeloproliferační syndromy a onemocnění •Akutní promyelocytová leukémie •RARα – po vazbě svého ligandu ATRA (all-trans retinová kys.) se váže ke specifické sekvenci na DNA a společně s komplexem proteinů umožňuje expresi genů důležitých pro diferenciaci a maturaci granulocytů •exprese fúzního genu PML/RARα řízena promotorem PML •porucha maturace myelocytů, hromadí se promyelocyty • c ATRA (obnova fce PML/RARα v granulocytové maturaci •časem nastává rezistence…relaps • • • • http://www.qiagen.com/geneglobe/static/images/Pathways/RAR-Alpha-PML%20Fusion%20During%20APL.jpg Myeloproliferační syndromy a onemocnění •Myeloidní leukémie chronická (CML) •15 – 20 % leukemických onemocnění •vyšší stupeň fčního vyzrávání myeloidních b. ve fční granulocyty • počet granulocytů v krvi (někdy až leukostáza, místní tkáňové ischemie) •splenomegalie = infiltrace sleziny patologickým klonem b. • •z 95 % případů – chromozomální reciproká translokace mezi dlouhými raménky 9. a 22. chrom. = Ph chromozom • • • • • Myeloproliferační syndromy a onemocnění •Myeloidní leukémie chronická (CML) – Philadelphský chromozom •tzv. poziční efekt •spojí se proonkogen c-ABL a gen BCR (má silný promotor) … vzniká aktivní onkogen •U CML je gen ABL/BCR exprimován jako cytoplazmatický protein p210, ten asociuje s cytoskeletárním aktinem • •p210 má silnou tyrozin-kinázovou aktivitu → fosforylace více než 50 proteinů → fenotyp. změny b.: • proliferační aktivity (mitogenní úč.) • adhezivity ke stromatu krvetv. tkáně • rezistence k apoptóze • nestabilita genomu • • • • • Myeloproliferační syndromy a onemocnění •Polycythaemia vera rubra viz Anémie • •Esenciální (primární) trombocytémie •počet tro díky patologické monoklonální krvetvotbě •počet megakaryoblastů a megakaryocytů v kostní dřeni •projev: trombózy, krvácivé stavy z poruchy fce tro • •Primární myelofibróza •etiologie neznámá, léčba transplantací kostní dřeně → asi primární porucha kmenové b. •patogeneze – postupný zánik krvetvorby v kostní dřeni a současná aktivace ve slezině atd. = extramedulární hematopoeza → uvolnění mála erytroblastů, myelocytů a promyelocytů do cirkulace, kt. tam běžně nejsou • •Systémová mastocytóza •pomnožení žírných b., různé formy (leukemická…) •projevy - svědění, zčervenání kůže, hypotenze, poruchy v GIT, bolest hlavy…způsobené látkami z mastocytů např. histamin (zvyšuje žaludeční sekreci, proto vředové choroby) • • • Lymfoproliferační syndromy a onemocnění •nádorová onemocnění lymfatické větve •etiologie - nejčastěji jde o přenos protonkogenu do oblasti kódující nějakou podjednotku receptoru T buněk (TCR) nebo Ig řetězec, zvýšení odolnosti lymf. b. proti apoptóze •2 formy: •diseminovaná = lymfatické leukémie (z B i T řady = ALL, CLL) •lokalizovaná = lymfomy (systémové onem. lymfatického systému) • •Burkittův lymfom •např. translokace protonkogenu c-myc z chrom. 8. na 14., kt. kóduje těžký Ig řetězec •EBV • Lymfoproliferační syndromy a onemocnění •Hodgkinův lymfon •pravděpodobně onemoc. B buněk • •Maligní non-hodgkinské lymfomy •odvozeny od B buněk •podobnost s ALL •infiltrace do kostní dřeně • •Syndromy odvozené od plazmatických bb. (monoklonální gamapatie = nadměrná tvorba patologického Ig, tzv. M-komponenty = paraprotein) •mnohočetný myelom (plazmocytom) •Waldenströmova makroglobulinemie •primární amyloidóza •onemocnění těžkých řetězců Aplastické syndromy •krvetvorná tkáň obsahuje málo prekurzorů krevních b. = je hypoplastická •následky primárního poškození krvetvorných kmenových b. • •Aplastická anémie 1.Idiopatické a sekundární aplastické anémie •nedostatek erytroblastů, megakaryocytů a prekurzorů granulocytů, silně redukovány jsou CD34+ b. •sekundární – poškození krvetvorné tkáně vnějšími faktory, mají přechodný charakter 2.Čistá aplazie červené krevní řady •vrozená (Diamondův-Blackfanův syndrom – AD) a získaná (většinou idiopatická) forma 3.Fanconiho anémie •vrozená (AR) aplastická anémie s pancytopénií •defekt v klasteru proteinů zodpovědných za reparace DNA 4.Myeloftiza •náhrada kostní dřeně vazivovou tkání (např. při reakci na invazi nádorových b. do kostní dřeně, při osteoporóze, při infekci M. tuberculosis) • 1. Anémie •snížená viskozita krve a hypoxie, zvýšený průtok tkáněmi •↓ množství hemoglobinu (tím i transportní kapacita krve pro kyslík !!!) •↓ hematokrit (megaloblastová anémie) •↓ počet ery v jednotkovém objemu krve (hypochromní anémie) • •Anémický syndrom (soubor symptomů) •bledost kůže a sliznic •únava a pokles fyzické výkonnosti •dušnost, bolest hlavy •klidová tachykardie, palpitace • •Adaptace na anémii •zvýš. erytropoéza a srdeční výdej •snížení afinity krve ke kyslíků •symptomatologie ale velmi záleží na rychlosti s jakou anémie vznikla • • Anémie •Klasifikace anémií •morfologická •počet ery •velikost ery (normo-, mikro- a makrocytární) •abnormální tvar ery (např. sférocyty, eliptocyty, poikilocyty, …) •hemoglobinizace (normo- a hypochromní) • • patogenická 1.snížená produkce •v důsledku poruchy krvetvorné tkáně (aplastické a., leukémie…) •nedostatek kofaktorů: Fe (sideropenická), B12, folát, karence bílkovin •neefektivní erytropoeza - nedostatek nebo rezistence k erytropoetinu (zánět - RA, lidé bez ledvin…) •anémie chronických chorob 1.z 2.zvýšené ztráty •krvácení akut. i chron. (> 500 ml) •hemolytické –poruchy membrány ery, hemoglobinopatie, enzymopatie –toxické, autoimunitní (protilátky), infekční látky(malárie) Anémie •Normocytární normochromní anémie •po akutním krvácení • •aplastické anémie, leukemická infiltrace dřeně, zánět (RA), některé virové infekce – nízká produkce ery (nízký počet prekursorů v kostní dřeni, nízká koncentrace erytropoetinu) • •některé hemolytické anémie, srpkovitá anémie, sférocytóza, mechanické hemolýza např. umělá chlopeň - snížení doby přežívání ery • Anémie •Normocytární normochromní anémie •Hereditární sférocytóza •defekt cytoskeletu a b. membrány ery v důsledku mutace nebo chybění strukturního proteinu (ankyrin, spektrin…) •změna tvaru ery z bikonkávního na kulovitý – snižuje se deformabilita a schopnost opakovaného průchodu kapilárami •snazší hemolýza • • http://www.medicabaze.cz/control-center/data/Obr.1-1300914424.jpg http://www.ruf.rice.edu/~bioslabs/studies/sds-page/gelpics/sds_images/rbcskeleton.gif Anémie •Normocytární normochromní anémie •Srpkovitá anémie •missense mutace genu pro hemoglobin na 6. pozici v ß-řetězci Glu → Val (tvorba shluků Hb, a tím změna tvaru ery) → HbS (nedokonalý transport kyslíku v krvi) •hydrofóbní Val místo hydrofilní Glu → místo tetrameru řetízkové aglomeráty připomínající strukturu aktinu • • • • • Anémie •Normocytární normochromní anémie •Srpkovitá anémie •AR - pro homozygoty s recesivní alelou je to fatální, heterozygoti dlouhodobě přežívají s příznaky anémie •výskyt vadné alely dobře koreluje s výskytem malárie •nositelé tohoto genu vykazují větší odolnost vůči parazitu •k tvorbě řetízků HbS a deformaci erytrocytů dochází především v kyselém prostředí. Plasmodii infikované erytrocyty vykazují vyšší produkci laktátu glykolýzou, a tak jsou častěji deformovány, následně rozpoznány jako vadné a zlikvidovány. • • • • • Anémie •Makrocytární anémie •větší průměrný objem ery (nad 95 fl = entitní V) •při hypotyreóze, chronickém jaterním selhání… •megablastové (deficit kys. listové a B12 – poruchy b. dělení) •poruchy syntézy DNA a poruchy maturace jádra …erytroblast zadržen v syntetické fázi b. cyklu …pokračuje syntéza proteinů…větší buňky s vyšší koncentrací Hb • •Kyselina listová (B9, folacin) •koenzym, v zelenině •deficientní u alkoholiků (ne však pivařů) •zvýšená potřeba v růstu, těhotenství a při kojení, ale také při nádorovém bujení •někt. léky (inhibice DHL reduktázy) –diaminopyrimidin - trimetoprim –methotrexát – cytostatikum a imunosupresivum • •Pozn. Sulfonamidy – bakteriostatika, kompetitivně inhibují syntézu kyseliny listové Soubor:Folsäure.svg Anémie •Makrocytární anémie •Kobalamin - B12 •vitamín v mase a mléčných výrobcích •nedostatečný příjem nebo porucha resorpce v GITu – zánětlivé změny sliznice (Crohn, gastritidy), atrofie žaludeční sliznice – perniciózní anémie, chybění vnitřního faktoru nebo výskyt protilátek proti němu •i neurologické projevy (trvalé poškození!) – demyelinizace axonů (porucha přeměny homocysteinu na methionin, kt. je třeba pro syntézu cholinu…) a zánik míšních a mozkových neuronů • •Po léčbě farmaky typu: •Cytostatika – analoga purinových (azatioprin) a pyrimidinových (5-fluouracil) bází •Antivirotika – analog pyrimidinové báze (zidovudin – HIV) • • • Soubor:Hydroxocobalamin.svg http://www.nap.edu/books/0309065542/xhtml/images/p2000336cg391001.jpg Madonna is said to use Vitamin B12 injections as an energy booster, but are they really a party season godsend? Anémie •Mikrocytární anémie •průměrný objem ery pod 80 fl •normo a hypochromní (nedostatek Fe, β thalassemia major, vit. B6, otrava Pb…) •abnormality v produkci Hb (struktura/množství) - talasémie •vazby Fe v makrofázích při chron. zánětech a nádorech •nedostatek Fe v důsledku chronického krvácení (nejč. do GIT, menstruace, gravidita, dárci krve…) •40-60 ml ztráta krve za 1 menstruační cyklus …fyziologicky vyšší resorpce Fe ze stravy (z 10 na 20-25 %) •ztráty vyšší než 70-80 ml nutno hradit zvýšeným příjmem • • •Talasémie •vrozená porucha syntézy globinových řetězců (α nebo β) •β0 thalasemie – chybí β-globinové řetězce a nadbytek α- globinových řetězců poškozuje ery vazbou k b. membráně – hemolytická anémie •ery mají malý objem a jsou hypochromní •léčba: transfúze – hromadění Fe • • • http://i1212.photobucket.com/albums/cc443/john2yleong/Haematology/hemoglobinmolecule.gif Anémie •Microcytární anémie •Sideroblastová anémie •prekurzory ery s nahromaděním Fe v mitochondriích •inhibice syntézy hemu - při otravě Pb, nedostatek pyridoxinu, izoniazid (inhibice p450) • • • File:Heme-Synthesis-Chemical-Details-NEW.svg Anémie •Microcytární hypochromní anémie •Sideropenie •nedostatek Fe •eryblasty zrají déle, déle v kostní dřeni – prochází větším počtem mitotických dělení •v ery zvýšená c protoporfyrinu a Zn-protoporfyrinu • •Poruchy metabolismu ery •MTB zralého ery (souvisí s anaer. mtb glu): 1.Produkce ATP anaerobní glykolýzou a udržování činnosti Na+/K+ -ATPázy 2.Produkce redukované formy glutationu (antioxidant) 3.Redukce Fe3+ nethemoglobinu ba Fe2+ Hb 4.Zdroj 2,3-difosfoglycerátu • •1. Mutace pyruvát-kinázy •nedostatek enzymu → ery má nedostatek ATP → zvýšená ztráta K+ z ery •AR – nesférocytová hemolytická anémie • •2. Mutace v G-6PD •GR •hemolýza ery po ox. stresu (Vicia fava, antimalarika, sulfonamidy…) •ve slezině - Heinzova tělíska odstraňována makrofágy z ery „okousané b.“ •chronická x záchvatovitá (autolimitující průběh) • • http://plantarium.files.wordpress.com/2010/02/vicia_faba_in_pod.jpg Anémie •Hemolytické anémie - extrakorpuskulární •1. Způsobené mechanickým poškozováním ery •deformace průsvitu arteriol a kapilár vlákny fibrinu a agregáty tro • •2. Poškození ery toxiny nebo parazity •Bakteriální toxiny – obsahující fosfolipázu, hadí a pavoučí toxiny •Plynatá sněť (sepse Clostridium Welchii) •Jaterní cirhóza •pato forma LPP s nízkou denzitou (LDL), kt. má vysoký obsah neesterifikovaného CHL •v membr. ery více CHL a méně PL → snížení fluidity mebr. - „trnité b.“ •Malárie •merozoity od Plasmodium využívají Hb a jiné proteiny pro svou výživu, mění se membrána ery – cytoadherence a rozetování ery → obliterace mikrocirkulce → neurologické poruchy, ischémie myokardu http://students.cis.uab.edu/mlester/Membrane.jpg Anémie •Hemolytické anémie - extrakorpuskulární •3. Poškození ery protilátkami a komplementem •ery s navázanými protilátkami (IgG, IgM, složky komplementu C3b a C4b) jsou zvýšeně zadržovány ve slezině → destrukce ery makrofágy •protilátky proti vlastním antigenům ery = autoprotilátky •příčina: např. změna Rh-proteinu (lék α-metyldopa) nebo vazbou haptenu (penicilin) na glykoprotein membr. ery •tepelné (IgG) a chladové (IgM, způsobují akrocyanózu) protilátky • Anémie •Coombsův test = zjištění přítomnosti lidských Ig na ery membráně pomocí protilátek • Soubor:Coombs test schematic.png Anémie •Hemolytické anémie - extrakorpuskulární •4. Poškození ery protilátkami proti ery antigenům krevních skupin •akutní hemolytická reakce při inkompatibilitě izoaglutininů a antigenů ze systému AB0 (krev příjemce obsahuje izoaglutininy proti ery dárce) • •Fetální erytroblastóza •nitroděložní poškození plodu protilátkami matky •hemolýza Rh+ plodu, kt. se vyvíjí v těle matky Rh-, kt. již dříve donosila dítě Rh+ a vytvořila si protilátky proti ery antigenu •matce ihned po porodu (potratu) podat již hotové protilátky proti Rh+ ery plodu tzv. anti-D imunoglobulin • •Novorozenecká žloutenka •hemolýza ery po narození •fetální Hb •fototerapie, transfuze Polycetémie •zmnožení ery v krvi •zvýšení viskozity krve (i objemu krve), může zhoršit krevní oběh – krvácení a trombózy •někdy cyanóza •hypoxie, chronická otrava CO … • •Polycythaemia vera •porucha krvetvorné tkáně, chronické myeloproliferativní onemocnění •tvorbou ery, ale též některých leu a tro v kostní dřeni a jejich zmnožením v krvi •hladina erytropoetinu je na rozdíl od sekundární polycytemie nízká •vzhled nemocných s výraznou pletorou, cyanotické zbarvení •dlouhodobě může vyústit v leukemie nebo ve fibrózy kostní dřeně • •Polyglobulie •důsledek vyšší hladiny erytropoetinu •primární: hypoxie (výšky, kuřáci, plicní a srdeční onemocnění), dehydratace •sekundární: nádory ledvin •zhoršuje průtok krve drobnými cévami a projevuje se častějším namodralým zbarvením kůže a sliznic cyanózou • • • • Leukopenie, leukocytóza a poruchy fce granulocytů •Leukopenie •neutropenie (snížená produkce/zvýšený zánik) – ohrožení těžkými bakteriálními infekcemi •lymfopenie – AIDS •pancytopenie (centrální X perfierní při hypersplenismu při portální HT) • •Leukocytóza •zánět •stres (kortikoidy působí „odloučení“ neutrofilů z céní stěny) • • •Leukemoidní reakce •zvýšený počet leu v krvi („méně zralé“) •intenzivní stimulace granulocytopoezy růstovými faktory (není nádorovým onemocněním jako je leukémie) • Leukopenie, leukocytóza a poruchy fce granulocytů •Granulocytopenie •snížení tvorby (cytostatika, nedostatk B12 a kys. listové …), změna distribuce (hypersplenismus, zánět, infekce), zvýšený zánik (autoimunitní neutropenie) • •Granulocytóza •uvolnění gra přichycených k endoteliím v plicních cirkulacích a ve slezině (působením adrenalinu) •vyplavení gra u kostní dřeně do krve (glukokortikoidy nebo G-CSF) •zvýšená produkce v kostní dřeni (růstové faktory G-CSF a GM-CSF) • • •Poruchy adheze gra (leukocytóza + bakteriální a houbové infekce) •Poruchy chemotaxe gra •Poruchy destrukce fagocytovaného materiálu •Získané poruchy gra Patofyziologie sleziny • Zvětšení lymfatických uzlin – příčiny •Infekce •Lymfoproliferační nemoci •Nádorové metastázy •Aktivace lymfatického systému - LE • • • •Funkce sleziny •tvorba protilátek a filtrace krevních elementů (ery) a jejich odstranění, když je snížená jejich deformabilita nebo mají na svém povrchu navázané protilátky •množství krevních elementů je vyšší než by odpovídalo V krve (stagnace) • •Splenektomie •po splenektomii přejímají fci sleziny játra •u dětí riziko infekcí • • Patofyziologie sleziny •Splenomegalie •zvětšení sleziny •odstranění většího počtu ery = hyperplazie jejího makrofágového systému •lymfatická složka sleziny reaguje na různé antigenní podněty •Etiologie •portální HT – jaterní cirhóza •expanze slezinných makrofágů – chron. a subakut. infekce, chron. hemolytická anémie, amyloidóza •expanze lymfatické složky sleziny – lupus erythematodes (LE) •extramedulární hematopoeza nebo leukémie (CML) • •Hypersplenismus •zvýšená aktivita sleziny •vznik trombocytopenie a granulocytopenie, i mírná anémie • Patofyziologické aspekty transfúze krve a krevních derivátů •doplnění krevního V, zlepšení dodávky kyslíku tkáním, zastavení krvácení, zvýšení odolnosti vůči infekcím atd. • 1.Imunizace cizorodými antigeny při alogenních transfúzích 2.Riziko infekce 3.Riziko přetížení organismu Fe při opakovaných transfúzích 4.Zvýšení transportní kapacity krve pro kyslík •jen u čerstvé krve – u skladované klesá c 2,3-DPG v ery = snížená afinita ke kyslíku 5.Riziko akutního poškození plic (syndrom TRALI = transfuzí navozené akutní poškození plic ) 6.Riziko srdečních arytmií (nedostatečně temperovaná tekutina) 7.Hemolytické komplikace 8.Zvýšení tělesné teploty, alergická a anafylaktická reakce (imunitní reakce) 9.Reakce štěpu proti hostiteli (u alogenní transplantace kostní dřeně, u transfúze krve = vystavení krve ionizačnímu záření) 10.Autotransfúze = autologní transfúze (inj. erytropoetin + Fe) 11. Patofyziologické aspekty transplantace kostní dřeně •úspěšně prováděny od konce 70. let • •Indikace: •onemocnění krvetvorné tkáně – patologická krvetvorba kvůli poruše kmenových b. (např. talasémie, leukémie) •u těžkých progresivních AI onemocnění a imunodeficiencí •poškození krvetvorby protinádorovou léčbou (autotransplantace) • •genová terapie – využití kmenových krvetvorných b. jako vektoru, kt. vnese do těla korekční geny •zdroje kmenových b. – z kostní dřeně, z krve, z pupečníkové krve a z fetálních jater • •100 % chimerismus – pouze kmen. b. dárce jsou po transplantaci fční •po transplantaci – leukopénie a trombocytopénie – riziko infekce a krvácení •neuchycení transplantátu nebo jeho odhojení – reakce IS příjemce proti alogennímu transplantátu Poruchy srážení krve •Fluidita krve •normální tok krve – nedochází ke stagnaci v části řečiště •nepoškozená cévní stěna – zachovalý endotel a dostatečná produkce jeho mediátorů •normální srážlivost – vyvážená regulace koagulačních mechanismů • •při poruše některého z těchto faktorů (nebo kombinace) → srážení krve •fyziologické srážení = hemostáza – primární a sekundární viz Zánět •patologické srážení = trombóza • 1.Krvácivé stavy 2.Hyperkoagulační stavy (trombofilie) • Krvácivé stavy •Defekt primární hemostázy •projevy: petechie, purpura, epistaxe, krvácení z dásní či do GIT, hematurie, menoragie 1.poruchy cévní stěny – vrozené i získané (senilní purpura, bakteriální toxiny - spála, karence vit. C – kurděje, imunokomplex) 2. 2.trombocytopenie •etiologie - snížená produkce tro (aplastická anemie, myelodysplastický syndrom, myelofibróza), destrukce (autoimunitní - idiopatická trombocytopenická, purpura, poléková, hypersplenismus), zvýšená spotřeba (DIC, trombotická trombocytopenická purpura) • 3.trombocytopatie = porucha funkce •porucha adheze a agregace •porucha degranulace • 4.von Willebrandova choroba •nejčastější vrozená porucha koagulace •skupina stavů vedoucích k snížení hladiny vWf v plazmě •porucha adheze trom, tedy primární hemostázy – vWf je rovněž plazm. nosič F VIII (bez něho je nestabilní a rychle degradován) → tedy i porucha sekundární hemostázy • • • Krvácivé stavy •Defekt sekundární hemostázy (koagulopatie) •typické krvácení do tkání (hematomy), např. klouby, svaly, mozek, retroperitoneum •nejsou petechie a purpury • 1.vrozené poruchy •hemofilie A •hemofilie B •GR - Xq •defekt faktoru IX, prevalence 10x menší než hemofilie A •> 300 bodových mutací v fIX genu (85% bodové, 3% krátké delece a 12% rozsáhlé delece) •defekty ostatních faktorů •vzácné, většinou autozomálně recesivní, klinicky manifestní poruchy jen při těžkém deficitu •např. afibrinogenemie (defekt fI), hemofilie C (defekt fXI) – Aškenazy Židé • •2. získané poruchy •chronické jaterní onemocnění - jaterní insuficience/selhání •nedostatek vitaminu K (porucha resorpce tuků ve střevě, neúčinné formy proteinů protrombinového komplexu → neschopnost adherence k fosfolipidovým povrchům) •DIC • Krvácivé stavy •Defekt sekundární hemostázy •Hemofilie A •GR – vazba na X chromozom (žena je přenašečka) •nedostatek srážecího faktoru VIII •> 150 bodových mutací ve genu f VIII – velká fenotypová variabilita!!! •např. inzerce 3000 bp – snížení tvorby proteinu •prevalence v mužské populaci 1:5,000 až 1:10,000 • • Alexej Nikolajevič http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ae/Queen_Victoria%2C_Prince_Albert%2C_and_chi ldren_by_Franz_Xaver_Winterhalter.jpg/400px-Queen_Victoria%2C_Prince_Albert%2C_and_children_by_Fran z_Xaver_Winterhalter.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/Alexis.png Krvácivé stavy •Defekt sekundární hemostázy •DIC (diseminovaná intravaskulární koagulace) •konzumpční koagulopatie = zpočátku nadměrná koagulace (trombotický stav), posléze vyčerpání koagul. faktorů (krvácivý stav) •koagulace je místně neohraničená a není primárně reakcí na poškození řečiště • • •1. fáze - tvorba mikrotrombů v mikrocirkulaci (ischemie až gangrény) •2. fáze - hypo- až afibrinogenemie, trombocytopenie (krvácení do orgánů) •3. patologicky vystupňovaná fibrinolýza Krvácivé stavy •Defekt sekundární hemostázy •DIC (diseminovaná intravaskulární koagulace) • •Patogeneze •v cirkulaci není normálně přítomen tkáňový faktor (TF) •při některých patologických stavech se vyskytuje a aktivuje faktor VII (a následně vnější cestu kr. srážení) • •Patologické zdroje TF •buňky jiných tkání – např. b. plodu při porodu, rozsáhlá poranění, rozsev nádorových b. při operaci atd. •patologické kr. elementy exprimující TF – např. při myelo- a lymfoproliferačních nemocech •patologicky aktivované endotelie a monocyty, které začnou exprimovat TF v membráně – např. endotoxinem při sepsi •TF z cytoplazmy ery uvolněný při hemolýze • Poruchy srážení krve •Hyperkoagulační stavy (trombofilie) •Trombóza = vytváření krevních sraženin (trombů) uvnitř cirkulačního systému •Tromboembolie = zanesení trombu proudem krve do vzdáleného místa → změna průtoku krve •může být v některých případech pro své nositele výhodná (omezení ztrát krve při poranění) •i příčinou různých komplikací v těhotenství, při dlouhodobém znehybnění nebo při užívání některých léků může způsobit hlubokou trombózu či plicní embolii •genetické vyšetření u: gravidních, před začátkem užívání hormonální antikoncepce, před chirurgickým zákrokem • • Hyperkoagulační stavy •Vrozené trombofilie •1. poruchy tvorby inhibitorů srážení •defekt AT III (AR) •defekt proteinů C a S (AD) •syndrom rezistence f V k aktivovanému proteinu C (APCR) - nejčastější vrozená porucha (“Leidenská” mutace f V) •mutace protrombinového genu (promotor → kvantitativní efekt) •hyperhomocysteinemie (mutace s genu pro MTHFR) •antifosfolipidový syndrom - protilátky anti-kardiolipinové, lupus antikoagulans aj., patofyziologie nejasná • •2. porucha fibrinolýzy •↑LP(a) •↑ PAI-1 (promotor → kvantitativní efekt) • Hyperkoagulační stavy •Defekt antitrombinu •mutace koagulačního f II zvyšujícího hladinu protrombinu – riziko trombembolie ~70 – 90 %, genová mutace rs1799963 G20210A •Leidenská mutace •mutace genu pro inhibitor koagulace fV - riziko trombembolie ~30 %, genová mutace rs6025 G1691A, R506Q (arg → gln), AD •Hyperhomocysteinemie •mutace enzymu konvertujícího kyselinu listovou = metyltetrahydrofolátreduktáza (MTHFR) •projeví při nedostatku vitaminů B6, B12 a kyseliny listové, genová mutace rs1801133 C677T, AR •nezávislým rizikovým faktorem aterosklerózy a trombembolizmu, poruchfertility a některých vývojových a neurologických abnormalit (rozštěp páteře) •homocystein způsobuje endotelovou dysfunkci a iniciuje apoptózu Hyperkoagulační stavy •Získané trombofilie •1. klin. situace a komplikace léčby •imobilizace •hyperestrogenní stavy (těhotenství, orální kontraceptiva, HRT) • •2. patologické stavy •ateroskleróza •obezita (↑ PAI-1) •hyperviskózní syndromy •polycytémia vera, trombocytemie, sek. polyglobulie, gamapatie •nádorová onem. •srdeční selhání •hyperlipidémie, nefrot. syndrom •žilní insuficience