Atlas Histologii Roślin i Zwierząt

Krew jest uważana przez wielu autorów za wyspecjalizowany rodzaj tkanki łącznej składającej się z komórek, fragmentów komórek i płynnej macierzy pozakomórkowej zwanej osoczem krwi. Krew jest płynem znajdującym się wewnątrz naczyń krwionośnych i serca. Bicie serca i ruchy ciała przepychają krew przez układ krążenia, która dociera do każdej części ciała. Objętość krwi w organizmie człowieka zależy od jego wielkości. Ciało o wadze 70 kg zawiera około 5 do 6 litrów krwi. Temperatura krwi wynosi około 38 ºC i jest o jeden stopień wyższa niż ogólna temperatura ciała. Ta wyższa wartość jest konsekwencją tarcia krwi wewnątrz naczyń krwionośnych, głównie w naczyniach krwionośnych o małej średnicy.

Krew pełni wiele funkcji. Poniżej wymieniono trzy najważniejsze funkcje. 1) Szlak komunikacyjny. Krew transportuje składniki odżywcze i tlen z jelit i płuc, odpowiednio, do reszty ciała. Produkty przemiany materii są transportowane do nerek i płuc. Jest to również główny szlak komunikacyjny dla sygnałów chemicznych, takich jak hormony, pomiędzy odległymi komórkami ciała. 2) Homeostaza. Krew przyczynia się do ogólnej homeostazy organizmu. Na przykład, utrzymuje względnie stałą temperaturę ciała i pH tkanek. 3) Obrona. Krew przyczynia się do naprawy ran poprzez uszczelnianie uszkodzeń za pomocą erytrocytów, płytek krwi i osocza, czyli krzepnięcia krwi. Zawiera również komórki układu odpornościowego, które wykorzystują układ krążenia do transportu i atakowania patogenów w każdej tkance ciała.

Krwinki

Komórki krwi dzieli się na dwie grupy: erytrocyty, czyli krwinki czerwone, oraz leukocyty, czyli krwinki białe (ryc. 1 i 2). We krwi znajdują się również fragmenty komórek określane jako płytki krwi. Leukocyty mogą być leukocytami ziarnistymi: neutrofilami, bazofilami i eozynofilami, oraz ziarnistymi: limfocytami i monocytami. Większość komórek krwi to erytrocyty (99% komórek). Wszystkie krwinki rozwijają się ze wspólnej komórki macierzystej, która u dorosłych zwierząt znajduje się w szpiku kostnym.

Poszczególne składniki krwi można rozdzielić przez wirowanie w gradiencie gęstości. Najcięższymi elementami są erytrocyty, które opadają na dno probówki wirowniczej. Leukocyty i płytki krwi znajdują się nieco wyżej tworząc białawą warstwę. Osocze jest najlżejszym składnikiem i pozostaje w powierzchniowej części odwirowywanej. U mężczyzn krew ludzka zawiera 47 % erytrocytów, natomiast u kobiet około 41 %. Proporcjonalna objętość erytrocytów w stosunku do całkowitej objętości krwi nazywana jest hematokrytem. Udział leukocytów jest niższy niż 1 %. Pozostałą część krwi stanowi osocze. Czerwony kolor krwi jest wynikiem wysokiej zawartości hemoglobiny w erytrocytach, która jest ciemniejsza, gdy poziom tlenu jest niski. Surowica krwi to osocze bez czynników krzepnięcia krwi.

Erytrocyty nadają czerwony kolor krwi ze względu na wysoką zawartość hemoglobiny, białka zawierającego w swojej strukturze żelazo. Główną rolą erytrocytów jest transport O2 i CO2. U ssaków erytrocyt można uznać za komórkę wysoce zmodyfikowaną do tej funkcji, ponieważ nie posiada jądra, mitochondriów i innych organelli komórkowych. Ma kształt dwuwklęsłego krążka o średnicy około 7,5 µm, co zapewnia większą powierzchnię wymiany w kontakcie z osoczem krwi.

Płytki krwi, czyli trombocyty, to małe porcje cytoplazmy bez jądra. W mikroskopie świetlnym można je zaobserwować jako małe struktury o średnicy około 2 do 5 µm, bezbarwne lub lekko bazofilne. Zawierają one pewne wewnętrzne przedziały błoniaste, takie jak gęste specyficzne ziarnistości azurofilne, mitochondria (jedno lub dwa na płytkę) oraz przejrzyste pęcherzyki i kanaliki. Zawierają również ziarnistości glikogenu. Główną funkcją płytek krwi jest współpraca podczas aglutynacji i krzepnięcia krwi. Występują u ssaków, ale nie u niższych kręgowców. Płytki krwi powstają w wyniku fragmentacji cytoplazmy megakariocytów, typu komórek występujących w szpiku kostnym.

Leukocyty (białe krwinki) są komórkami jądrzastymi i bezbarwnymi w świeżej krwi. Ich główną funkcją jest obrona organizmu przed agresją z zewnątrz, taką jak patogeny oraz przed nieprawidłowym funkcjonowaniem i zmianami w tkankach organizmu. Funkcje te pełnią poza krwiobiegiem, gdyż mają zdolność do przekraczania ściany naczyń krwionośnych i działania w uszkodzonych tkankach. Właściwie do przemieszczania się po organizmie wykorzystują układ krwionośny. Cytoplazma leukocytów zawiera dwa rodzaje ziarnistości: ziarnistości azurofilne lub pierwotne, które są lizosomami, oraz ziarnistości właściwe lub wtórne, zawierające różnego rodzaju substancje. Leukocyty dzielą się na ziarniste i agranularne. Wszystkie one mają ziarnistości azurofilne, ale ziarnistości właściwe występują tylko w leukocytach ziarnistych.

Leukocyty ziarniste to neutrofile, eozynofile i bazofile. Do leukocytów agranularnych należą limfocyty i monocyty. Neutrofile są najbardziej obfitymi leukocytami ziarnistymi i stanowią 60-70% wszystkich leukocytów. Łatwo je rozpoznać po wielopłatkowym jądrze, obfitych ziarnistościach swoistych i niektórych cytoplazmatycznych ziarnistościach azurofilnych. Ziarnistości swoiste zawierają lizozymy, aktywatory dopełniacza, kolagenazy i inne enzymy. Są one bardzo ważne podczas obrony przed infekcjami bakteryjnymi. Eozynofile stanowią do 2 do 5% populacji leukocytów. Ich jądro jest dwupłatkowe, a cytoplazmatyczne specyficzne ziarnistości wykazują silne powinowactwo do barwników kwaśnych, takich jak eozyna. W ziarnistościach tych znajdują się białka podstawowe, takie jak główne białko podstawowe i eozynofilowe białko kationowe, które biorą udział w zwalczaniu infekcji pasożytniczych, oraz histaminazy, które neutralizują działanie histaminy w reakcjach alergicznych. Bazofile są mniej licznymi i mniejszymi leukocytami ziarnistymi, stanowiącymi 0,5% wszystkich leukocytów. Ich jądro jest lekko płatowate. Zawierają one specyficzne ziarnistości, które są barwione barwnikami zasadowymi, takimi jak hematoksylina. Na błonie komórkowej bazofili znajdują się receptory dla immunoglobuliny E, a specyficzne ziarnistości cytoplazmatyczne zawierają histaminę i heparynę. Sugeruje się więc, że komórki te działają w tkance łącznej współdziałając z mastocytami.

Leukocyty granulocytarne nie mają w cytoplazmie swoistych ziarnistości, ale mają niewielką populację ziarnistości nieswoistych. Limfocyty są drugim po neutrofilach najbardziej licznym typem leukocytów, stanowiąc 20 do 35% wszystkich leukocytów. Są one małe i wykazują pewną zmienność wielkości, najwyraźniej nie związaną z różnymi typami limfocytów. Dwie główne grupy limfocytów to limfocyty B i T. Obie są głównymi uczestnikami obrony immunologicznej organizmu. Monocyty są innym typem leukocytów agranularnych. Monocyty wykazują duże rozmiary w rozmazie krwi i mają jądro w kształcie nerki. Pomagają w obronie organizmu, opuszczając krew i przemieszczając się do miejsca zakażenia lub urazu, gdzie stają się makrofagami.

Ogólnie rzecz biorąc, czas życia składników komórkowych krwi jest bardzo krótki, od kilku godzin do kilku tygodni (z wyjątkiem niektórych limfocytów pamięci, które mogą żyć przez lata). Dlatego też komórki krwi są produkowane w sposób ciągły w procesie znanym jako hematopoeza (rysunek 3). U człowieka hematopoeza zachodzi w różnych narządach podczas rozwoju: w woreczku szklistym u zarodków, w wątrobie, śledzionie i tkankach limfatycznych u płodów, a następnie w czerwonym szpiku kostnym. Po urodzeniu proces krwiotwórczy zostaje przeniesiony do szpiku kostnego kości długich. U dorosłych głównymi ośrodkami krwiotwórczymi są kości: kości czaszki, miednicy, kręgów, mostka oraz okolice nasady kości udowej i ramiennej. W pewnych okolicznościach hematopoeza może być zapoczątkowana w wątrobie i śledzionie dorosłego człowieka.

Plazma

Osocze jest płynną częścią krwi i stanowi ponad połowę jej objętości. Składa się w 90% z wody, a reszta składa się z białek, jonów, aminokwasów, lipidów i gazów. Osocze jest głównym transporterem składników odżywczych i produktów odpadowych.

Albumina jest najobficiej występującym białkiem w osoczu (54 % całkowitej zawartości białka) i pełni kilka funkcji. Wiele cząsteczek łączy się z albuminą, aby być transportowane przez strumień krwi, takie jak kwasy tłuszczowe i hormony steroidowe. Albumina jest również głównym czynnikiem utrzymującym ciśnienie krwi, co z kolei reguluje objętość krwi. Globiny są drugimi pod względem liczebności białkami w osoczu. Stanowią one grupę białek stanowiących około 38% białek osocza i można je podzielić na trzy rodzaje: alfa, beta i gamma. Alfa i beta globiny są syntetyzowane w wątrobie i przenoszą żelazo, lipidy i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach. Przyczyniają się one również do zwiększenia osmolarności osocza. Globuliny gamma lub gamma globuliny są rozpuszczalnymi przeciwciałami układu odpornościowego, znanymi również jako immunoglobuliny. Fibrynogen jest kolejnym białkiem osocza. Nie jest on bardzo obfity, ale bardzo ważny dla krzepnięcia krwi. Fibrynogen jest syntetyzowany w wątrobie. Białka, które tworzą osocze mogą być specyficzne dla osocza lub mogą być obecne również w innych tkankach, jak enzymy, immunoglobuliny i hormony.