Veren fysiologia
Original Editor – Lucinda hampton
Top Contributors – Lucinda hampton, Mandy Roscher, Tarina van der Stockt, Kim Jackson and Tony Lowe
Introduction
Blood is a necessity for the preservation of human life.
- Veri on elintärkeää ravinteiden, hormonien, kaasujen ja jätteiden kuljettamiseksi elimistössä.
- Sillä on myös tärkeitä immunologisia tehtäviä.
- Veri on kriittinen pH:n, lämpötilan ja monien muiden sisäisten olosuhteiden homeostaattisessa säätelyssä. Veri koostuu plasmasta, verihiutaleista, leukosyyteistä (valkosoluista) ja erytrosyyteistä.
Aikuisella ihmisellä on 4-5 litraa soluista ja plasmasta muodostuvaa verta, joka kiertää elimistössä verisuonissa
- Plasma muodostaa noin 55 % veren kokonaistilavuudesta.
- Loput 45 % koostuu erilaisista soluista.
- Veren kokonaistilavuus muodostaa noin 7-8 % ihmisen kokonaispainosta normaalilla terveellä aikuisella.
Veriplasma
Veriplasma on vaalea – kellertävä neste. Se toimii veren pohjana. Se koostuu 91 %:sti vedestä ja 9 %:sti kiinteistä aineista, kuten hyytymistä edistävistä aineista, plasman proteiineista, elektrolyyteistä ja immunoglobuliineista.
Alkiovaiheessa veriplasma muodostuu mesenkyymisoluista. Ensin muodostuu albumiinia, sitten globuliinia ja sitten muita plasman proteiineja. Aikuisella maksan retikuloendoteelisolut vastaavat plasman tuotannosta; tätä prosessia avustavat luuydin ja perna.
Veriplasman toiminnot
Veriplasmalla on useita elintärkeitä tehtäviä,
- Hyytyminen- Plasma sisältää fibrinogeeniä ja prokoagulantteja, kuten trombiinia ja tekijä x:ää
- Immuunipuolustus- Plasmassa on immunoglobuliineja (vasta-aineita), joilla on merkitystä elimistön immunologisessa puolustusprosessissa
- Osmoottisen paineen ylläpito- Plasman proteiineja, kuten albumiinia, joka on elintärkeä nesteen tasapainon ylläpitämisessä, jota kutsutaan onkoottiseksi paineeksi, veressä (se säilytetään n. 25 millimetriin painetta korkeammalla kuin 25 mmHg:ssa).
- Happo-emästasapaino – Plasman proteiinit auttavat happo-emästasapainossa puskurivaikutuksen kautta.
- Ravintoaineiden kuljetus – Ravintoaineita, kuten glukoosia, aminohappoja, nesteitä ja vitamiineja kuljetetaan veriplasmassa ruoansulatuskanavasta kehon eri osiin.
- Hengityskaasujen kuljetus. Happi kulkeutuu elimistöön keuhkoista ja hiilidioksidi takaisin keuhkoihin erittymistä varten.
- Hormonien kuljetus.
- Erittyminen- Soluaineenvaihdunnan jätetuotteet kulkeutuvat veriplasmassa ja erittyvät munuaisten, keuhkojen ja ihon kautta.
- Lämpötilan säätely
Erytrosyyttien laskeutumisnopeutta (ERR) käytetään diagnostisena välineenä. Koska fibrinogeeni lisääntyy akuuteissa tulehdustiloissa, myös ESR nousee.
Erythrosyytit (RBC:t)
Erythrosyytit (tunnetaan nimellä punasolut (RBC:t)) ovat kaksoiskuperia kiekkosoluja. Punasoluissa ei ole ydintä, ne sisältävät hemoglobiinia (punainen rautapitoinen proteiini, joka kuljettaa O2:ta) ja niitä ympäröi lipideistä ja proteiineista koostuva kalvo. Normaali terve aikuinen tuottaa 119 miljoonaa punasolua sekunnissa. Se muodostaa 44 % veren kokonaistilavuudesta, ja yksittäisen punasolun koko on 0,000007 m. Niitä tuotetaan punasolujen luuytimessä erytropoieesiksi kutsutun prosessin avulla.
Rytrosyyttien tehtävät
Yksittäinen erytrosyyttisolu elää vain 120 vuorokautta, ja tuona aikana se suorittaa peräkkäisiä tehtäviä
- Hapen kuljettaminen keuhkoista perifeerisiin kudoksiin.
- Kerää hiilidioksidia perifeerisistä soluista ja palauttaa sen keuhkoihin.
RBC-solut sisältävät hemoglobiinia, jossa on rautapitoinen hemi (Fe), jolla on affiniteetti happea kohtaan. Saapuessaan hapettomiin soluihin Fe menettää affiniteettinsa O2:een (johtuen O2:n alentuneesta osapaineesta ja alhaisesta PH:sta).
Leukosyytit (WBC:t)
Leukosyytit ovat veren solukomponentti, joka tunnetaan myös nimellä valkosolut (WBC). WBC-soluilla on tuma ja niistä puuttuu hemoglobiini. WBC:t muodostavat 1 % veren kokonaistilavuudesta terveillä aikuisilla. Niitä pidetään tärkeänä osana immuunijärjestelmää. Leukosyytit syntyvät luuytimessä prosessissa, jota kutsutaan hematopoieesiksi, ja normaali WBC-solujen määrä vaihtelee välillä 4 000-10 000 solua/MCL18.
Leukosyyttien tyypit ja toiminta
Leukosyyttejä on useita eri tyyppejä, kuten neutrofiilit, eosinofiilit, basofiilit, lymfosyytit (B- ja T-solut) ja monosyytit.
Neutrofiilit
Neutrofiilit ovat luuytimestä irtoavia WBC-soluja. Ne muodostavat 50 % WBC:n kokonaismäärästä. Neutrofiilisoluja tuotetaan päivittäin noin 100 miljardia kappaletta, ja niitä pidetään immuunijärjestelmän ensimmäisinä soluina. Ne ovat tärkeimpiä taudinaiheuttajia torjuvia immuunisoluja, jotka vaeltavat infektiokohtiin ja tunnistavat ja tappavat bakteerit ja virukset. Neutrofiilit lähettävät myös signaaleja muiden immuunijärjestelmän solujen hälyttämiseksi.
Monosyytit
Monosyyttien osuus WBC:n kokonaismäärästä on 5-12 %. Niitä pidetään immuunijärjestelmän ”roska-autoina”, ja niillä on tärkeä tehtävä kuolleiden solujen puhdistamisessa ja kudosten uudistumisessa.
Eosinofiilit
Eosinofiilien osuus WBC:n kokonaismäärästä on alle 5 %. Niitä esiintyy suuria määriä ruoansulatuskanavassa. Eosinofiileillä on tärkeä rooli tunkeutuvien bakteerien ja loisten, kuten matojen, torjunnassa.
Basofiilit
Basofiilit edustavat 1 % WBC:n kokonaismäärästä. Näillä soluilla on merkitystä astmassa. Ne stimuloivat histamiinin vapautumista, mikä johtaa astmassa esiintyvään tulehdukseen ja keuhkoputkien supistumiseen.
Lymfosyytit
Lymfosyytit tuottavat vasta-aineita, jotka antavat elimistölle immuniteetin, jos elimistö altistuu samalle infektiolle uudelleen. Se koostuu kahdesta solutyypistä, T-soluista, joilla on hyökkäävä tehtävä, ja B-soluista, jotka, toisin kuin muut WBC-solut, ovat vastuussa humoraalisesta immuniteetista eli immuniteetista, joka liittyy kiertäviin vasta-aineisiin, toisin kuin soluvälitteinen immuniteetti. Näillä soluilla on tärkeä rooli monien nykyisten rokotteiden kehittämisessä.
Leukosyyttien patofysiologia
Nousseet WBC-arvot voivat viitata erilaisiin tiloihin. Infektio, tulehdus, trauma, raskaus, astma, allergia, syöpätaudit, kuten leukemia, ja jopa aggressiiviset harjoitukset voivat johtaa kohonneisiin WBC-arvoihin.
Toisaalta alhaiset WBC-arvot voivat viitata vakaviin infektioihin, luuydinvaurioihin, autoimmuunisairauksiin (esim.esim. systeeminen lupus erythematosus SLE) ja pernan sekvestraatio.
Hematopoiesis
Hematopoiesis (verisolujen muodostus), tapahtuu punaisessa luuytimessä eli myelooisessa kudoksessa.
- Hormonit stimuloivat erytrosyyttien tuotantoa sekä leukosyyttien ja verihiutaleiden muodostumista.
- Hemokystoblasti. Kaikki muodostuvat alkuaineet syntyvät yhteisestä kantasolutyypistä, hematokystoblastista.
Hemokystoblasti muodostaa kahdenlaisia jälkeläisiä:
- Lymfaattinen kantasolu, joka tuottaa lymfosyyttejä
- Myeloidinen kantasolu, joka voi tuottaa kaikkia muita muodostuvien alkuaineiden luokkia.
Punasolujen muodostuminen (koko kehitysprosessi hemokystoblastista kypsäksi RBC:ksi kestää 3-5 päivää).
- Anukleaatti – RBC:t eivät kykene syntetisoimaan proteiineja, kasvamaan tai jakautumaan.
- Elinkaari – RBC:t muuttuvat jäykemmiksi ja alkavat pirstaloitua eli hajota 100-120 päivässä.
- Kadonneet RBC:t – Korvautuvat enemmän tai vähemmän jatkuvasti jakautumalla hemokystoblasteilla punaisessa luuytimessä.
- Epäkypsät RBC:t – Kehittyvät RBC:t jakautuvat monta kertaa ja alkavat sitten syntetisoida valtavia määriä hemoglobiinia.
- Retikulosyytti – Kun hemoglobiinia on kertynyt riittävästi, tuma ja useimmat organellit poistuvat ja solu luhistuu sisäänpäin; tuloksena on nuori RBC (ts. retikulosyytti), koska siinä on vielä jonkin verran karkeaa endoplasmista verkkokalvoa (ER).
- Kypsät erytrosyytit – Kahden vuorokauden kuluessa erytrosyyttien irtoamisesta ne ovat hylänneet jäljelle jääneen ER:n ja niistä on tullut täysin toimintakykyisiä erytrosyyttejä.
- Erytropoietiini. Erytrosyyttien tuotantonopeutta säätelee erytropoietiini-niminen hormoni; normaalisti veressä kiertää koko ajan pieni määrä erytropoietiinia, ja punasoluja muodostuu melko tasaisella nopeudella.
- Punasolujen tuotannon ohjaus. Tärkeää on muistaa, että veressä olevien punasolujen suhteellinen määrä ei ohjaa punasolujen tuotantoa; ohjaus perustuu niiden kykyyn kuljettaa riittävästi happea elimistön tarpeisiin.
Valkosolujen ja verihiutaleiden muodostuminen
- Aikuisen ihmisen luuytimessä tuotetaan 60-70 prosenttia valkosoluista (eli granulosyyteistä) ja kaikki verihiutaleet.
- Imukudokset, erityisesti kateenkorva, perna ja imusolmukkeet, tuottavat lymfosyyttejä (jotka käsittävät 20-30 prosenttia valkosoluista).
- Pernan, maksan, imusolmukkeiden ja muiden elinten retikuloendoteelikudokset tuottavat monosyyttejä (4-8 prosenttia valkosoluista).
- Verihiutaleet, jotka ovat pikemminkin pieniä solufragmentteja kuin kokonaisia soluja, muodostuvat luuytimen jättiläissolujen (megakaryosyyttien) sytoplasman palasista.
- Pesäkkeitä stimuloivat tekijät ja interleukiinit: kehottavat punaista luuydintä tuottamaan leukosyyttejä ja marssittamaan WBC:iden armeijan hyökkäysten torjumiseksi, koska ne parantavat kypsien leukosyyttien kykyä suojella kehoa.
- Trombopoietiini (hormoni): kiihdyttää verihiutaleiden tuotantoa, mutta siitä, miten tätä prosessia säädellään, tiedetään vain vähän.
Verenkiertohäiriöt
On olemassa monia tiloja, jotka koskevat ja/tai vaikuttavat ihmisen hematologiseen järjestelmään eli biologiseen järjestelmään, johon kuuluvat veren ja luuytimen tärkeimpiin komponentteihin kuuluvat veriplasma, verihiutaleet, leukosyytit ja punasolut. Tämä luettelo on esimerkki häiriöistä:
- Sirppisoluanemia
- Kroonisen sairauden anemia
- Akuutti lymfoblastileukemia
- Akuutti myelooinen leukemia
- Multippeli myelooma
- Aplastinen anemia
- Erytrosytoosi
- Hemokromatoosi
- Paraneoplastinen oireyhtymä
- Hyperkoagulatiivinen häiriö
- Raudanpuute ja B12-vitamiinianemia
- Leukosytoosi
- Leukopenia
Verisairaustyyppejä on useita. Ne luokitellaan sen mukaan, mihin veren komponenttiin ne vaikuttavat. Verisairauksiin voi liittyä verihiutaleiden, erytrosyyttien ja leukosyyttien toimintahäiriö. Niihin voi liittyä myös ongelmia luuytimessä, imusolmukkeissa ja verisuonissa.
Erytrosyyttien häiriöt:
Erytrosyyttien häiriöt tunnetaan myös punasolu- ja rautahäiriöinä. Nämä häiriöt ilmenevät siten, että O2:n kuljetus keuhkoista kehon eri kudoksiin ei onnistu.
Ne voidaan diagnosoida erityyppisinä anemioina, kuten rautaa hylkivänä raudanpuutosanemiana (IRIDA), synnynnäisenä sideroblastisena anemiana, synnynnäisenä dyserythropoieettisena anemiana, megaloblastisena anemiana (mukaan lukien pernisioosi anemia), raudanpuutosanemiana , hemolyyttisenä anemiana ja sirppisoluanemiana. Talassemia, vastasyntyneen hemolyyttinen sairaus, sferosytoosi ja hemokromatoosi ovat muita erytrosyyttisairauksia, joita voi esiintyä.
Leukosyyttisairaudet:
Leukosyyttisairaudet tunnetaan myös nimellä valkosolujen sairaudet. Valkosolujen määrä voi joko lisääntyä, vähentyä tai häiriintyä. Yleisimpiä WBC-solujen häiriöitä esiintyy neutrofiileillä ja lymfosyyteillä. Monosyyttien ja eosinofiilien häiriöt ovat harvinaisempia. Basofiilien häiriöt ovat hyvin harvinaisia.
Alhaiselle WBC-määrälle tyypillisiä WBC-häiriöitä ovat neutropenia, Shwachman-Diamondin oireyhtymä ja Kostmannin oireyhtymä . Korkeille WBC-arvoille tyypillisiä häiriöitä ovat eosinofilia ja neutrofilia.
Kivekset, keuhko- ja korvatulehdukset, ihoabskessit, suun haavaumat, parodontiitti ja invasiivinen sieni-infektio ovat leukosyyttihäiriöiden yleisimpiä oireita.
Verenvuotohäiriöt:
Kun jotkin plasmassa olevat hyytymisaineet eivät toimi kunnolla, se johtaa verenvuotohäiriöihin, kuten hemofiliaan ja von Willebrandin tautiin
Loppuhuomautukset
Veri on elimistömme nestettä, joka ylläpitää elämäämme ja olemassaoloamme. Emme voi selviytyä ilman verta, ja koska veremme tukee kaikkia ruumiintoimintojamme, sen on oltava terveessä kunnossa.
- Punasolut elävät noin neljä kuukautta, minkä jälkeen ne hajoavat ja osat käytetään uudelleen uusien verisolujen valmistamiseen.
- Valkosolut elimistössä ovat kuin ”puolustajia” Ne torjuvat kaikkea vierasta, kuten sirpaleita, sekä elimistöömme pääseviä bakteereja vastaan. Jokaista millilitraa verta kohti on noin 5 000-7 000 valkosolua.
- Kun olet sairas, elimistösi lisää valkosolujen tuotantoa infektioiden torjumiseksi. Niitä voi olla jopa 25 000 jokaista millilitraa kohden.
- Veri kuljettaa kaikkia aineita, joita tarvitsemme antamaan meille energiaa. Veri kuljettaa myös haimasta peräisin olevia luonnollisia hormoneja, kuten insuliinia, sekä aivoista peräisin olevia kasvuhormoneja.
- Senior KR, toimittaja. Veri: fysiologia ja verenkierto. The Rosen Publishing Group, Inc; 2010 Aug 15.
- Basu D, Kulkarni R. Overview of blood components and their preparation. Indian journal of anaesthesia. 2014 Sep;58(5):529.
- Hamdan B, Diabat A. Kaksivaiheinen usean echelonin stokastinen veren toimitusketjuongelma. Computers & Operations Research. 2019 Jan 1;101:130-43.
- Sharma R, Sharma S. Fysiologia, veren määrä. InStatPearls 2018 Lokakuu 27. StatPearls Publishing.
- 5.0 5.1 5.2 O’Neil D. Blood Components. HUMAN BLOOD: An Introduction to Its Components and Types. 2013. Viitattu 6. kesäkuuta 2020.
- 6.0 6.1 6.2 Mathew J, Varacallo M. Physiology, blood plasma. InStatPearls 2019 Jan 20. StatPearls Publishing.
- Heim MU, Meyer B, Hellstern P. Suositukset terapeuttisen veriplasman käytöstä. Current Vascular Pharmacology. 2009 Apr 1;7(2):110-9.
- Smith JE. Erytrosyyttikalvo: rakenne, toiminta ja patofysiologia. Veterinary Pathology. 1987 Nov;24(6):471-6.
- Vasković J. Erytrosyytit.Kenhub.https://www.kenhub.com/en/library/anatomy/erythrocytes. 2020. Viitattu 6. kesäkuuta 2020.
- Kuhn V, Diederich L, Keller IV TS, Kramer CM, Lückstädt W, Panknin C, Suvorava T, Isakson BE, Kelm M, Cortese-Krott MM. Punasolujen toiminta ja toimintahäiriöt: redox-säätely, typpioksidin aineenvaihdunta, anemia. Antioksidantit & redox-signalointi. 2017 May 1;26(13):718-42.
- Jagannathan-Bogdan M, Zon LI. Hematopoieesi. Development. 2013 Jun 15;140(12):2463-7.
- 12.0 12.1 Eldridge L. Valkosolujen (WBC) tyypit ja toiminta. Verywell Health. https://www.verywellhealth.com/understanding-white-blood-cells-and-counts-2249217. Julkaistu 2020. Käytetty 6. kesäkuuta 2020.
- Mayadas TN, Cullere X, Lowell CA. Neutrofiilien monipuoliset tehtävät. Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. 2014 Jan 24;9:181-218.
- Karlmark K, Tacke F, Dunay I. Monosyytit terveydessä ja sairaudessa-Minireview. European Journal of Microbiology and Immunology. 2012 Jun 1;2(2):97-102.
- McBrien CN, Menzies-Gow A. Eosinofiilien biologia ja niiden rooli astmassa. Frontiers in medicine. 2017 Jun 30;4:93.
- Cromheecke JL, Nguyen KT, Huston DP. Ihmisen basofiilien biologian kehittyvä rooli terveydessä ja sairaudessa. Ajankohtaisia allergia- ja astmaraportteja. 2014 Jan 1;14(1):408.
- Farlex Partner Medical Dictionary © Farlex 2012 Saatavissa:https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/humoral+immunity (viimeisin haku 30.11.2020)
- Hoffman W, Lakkis FG, Chalasani G. B-solut, vasta-aineet ja muuta. Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 2016 Jan 7;11(1):137-54.
- Riley LK, Rupert J. Leukosytoosipotilaiden arviointi. Amerikkalainen perhelääkäri. 2015 Dec 1;92(11):1004-11.
- TOIMITTAJA:The Editors of Encyclopaedia BritannicaTITLEBlood cell formationJULKAISIJAEncyclopædia BritannicaPÄIVÄMÄÄRÄ JULKAISTU 22.5.2020Saatavissa:https://www.britannica.com/science/blood-cell-formation SAATAVILLA:https://www.britannica.com/science/blood-cell-formation SAATAVILLA:
- Sairaanhoitajan laboratorio Veri Saatavilla osoitteesta:https://nurseslabs.com/blood-anatomy-physiology/ (viimeisin hakupäivä 5.7.2020)
- Illinoisin syöpähoito Veren häiriöt Saatavissa:https://illinoiscancercare.com/blood-disorders/blood-disorder-types/ (viimeinen haku 11.7.2020)
- Peters M. AZ family medical encyclopedia. Dorling Kindersley; 2004.
- Bostonin lastensairaala. Punasoluhäiriöt oireet & Syyt. http://www.childrenshospital.org/conditions-and-treatments/conditions/r/red-blood-cell-disorders/symptoms-and-causes. Käytetty 7. kesäkuuta 2020.
- Verisairauksien tyypit lapsilla ja nuorilla. Dana farber Bosten Children. http://www.danafarberbostonchildrens.org/conditions/blood-disorders.aspx. Luettu 7. kesäkuuta 2020.
- 26.0 26.1 26.2 Valkosolujen häiriöt. Dana farber Bosten Children. http://www.danafarberbostonchildrens.org/conditions/blood-disorders/white-blood-cell-disorders.aspx. Julkaistu 2020. Luettu 7. kesäkuuta 2020.
- Castaman G, Linari S. Von Willebrandin taudin ja harvinaisten verenvuotohäiriöiden diagnostiikka ja hoito. Journal of clinical medicine. 2017 Apr;6(4):45.
- Science for kids Blood Saatavissa:https://www.scienceforkidsclub.com/blood-facts.html (viimeksi haettu 11.7.2020)