Tajemniczy, lepki, czerwony płyn wydobywający się z miejsca zranienia od setek lat był obiektem badań naukowców. Przez cały ten czas zastanawiano się nad tym jakie może spełniać funkcje. Już pierwsi badacze wiedzieli, że musi ona spełniać niebagatelną rolę. Sugerowali, że to właśnie ona jest istotą życia i stanowi miejsce, w którym znajduje się ludzka dusza. Dlatego też wierzono, że wraz z jej utratą, nadchodzi śmierć. W pewnym okresie funkcjonowało przeświadczenie o tym, że spełnia ona magiczną rolę, czego przejawem był obyczaj wspólnego spijania krwi z naciętych naczyń krwionośnych osoby, z którą zawarło się pakt braterstwa czy też inny rodzaj przymierza. Przez długi czas sądzono, że krew jest siedliskiem wszystkich nastrojów i upuszczano jej kapryśnym pannom, spodziewając się, że taki zabieg odmieni ich zachowanie.

Nieco bardziej naukowe podejście do kwestii krwi datować można na XVII wiek, kiedy to Antoni van Leeuwenhoek wynalazł mikroskop optyczny. Pierwsze obserwacje z użyciem przyrządu dotyczyły właśnie jednego z elementów krwi - krwinek czerwonych. Funkcjonującą obecnie klasyfikację elementów krwi zawdzięczamy Pawłowi Ehrlichowi, który zastosował mieszaninę barwników anilinowych do zróżnicowania preparatów wykonanych z krwi, a następnie opisał swoje obserwacje. Postaram się w niniejszym referacie udowodnić, tezy pierwszych badaczy krwi, mówiące o tym, że w funkcjonowaniu organizmu spełnia ona niebagatelną rolę.

Krew wykazuje szereg cech wspólnych z tkanką łączną. Obie pochodzą z środkowego listka zarodkowego - mezenchymy, posiadają znaczne ilości substancji międzykomórkowej (w przypadku krwi jest ona płynna), tworzą je różnorodne komórki, a w organizmie pełnia rolę łącznika.

W organizmie krew krąży w ustroju dzięki pracy serca i porusza się w zamkniętym systemie naczyń krwionośnych. Przeciętny dorosły człowiek posiada 5 do 5,5 litra krwi, co stanowi ok. 7% masy jego ciała.

Jak już wspomniano cechą tkanki łącznej, do której zalicza się krew, jest znaczne zróżnicowanie cytologiczne. Wśród tzw. elementów upostaciowionych (morfotycznych) krwi można wyodrębnić : krwinki czerwone (erytrocyty), krwinki białe (leukocyty) oraz płytki krwi (trombocyty). Są one zawieszone w płynnym środowisku osocza (plazmy).

Analizując funkcje jakie krew może spełniać w ustroju, można ich wymienić kilkanaście:

  • transport tlenu i dwutlenku węgla pomiędzy tkankami i układem oddechowym,
  • transport składników odżywczych z jelita do komórek oraz narządów magazynujących,
  • transport produktów przemiany materii,
  • transport hormonów,
  • transport własnych komórek z miejsc ich powstawania (hemopoezy) do centralnego układu krwionośnego,
  • regulacja temperatury ciała,
  • regulacja ciśnienia w narządach,
  • udział w procesach krzepnięcia,
  • utrzymanie równowagi (homeostazy) wewnątrzustrojowej,
  • udział w procesach obronnych.

Generalnie rzecz ujmując jedną z podstawowych funkcji krwi jest transport (substancje wymienione w pierwszych czterech punktach). Transport tlenu i dwutlenku węgla odbywa się przy współudziale osocza i krwinek czerwonych. Erytrocyty powstają w procesie hemopoezy w szpiku kostnym. W ich wnętrzu znajduje się hemoglobina (Hb). Jest ona białkiem złożonym z czterech podjednostek (dwóch alfa i dwóch beta), a w centrum każdej z nich znajduje się atom Fe2+. Na stopień wysycenia tego białka tlenem, mówiący o tym jaki jest stosunek cząsteczek O2 związanych z hemoglobiną, a jaka ich liczba jest uwalniana z oksyhemoglobiny, mają wpływ ciśnienie parcjalne O2 i CO2, temperatura krwi jak również stężenie jonów H+ we krwi. Oprócz hemoglobiny zawierającej żelazo na +2 stopniu utlenienia, w erytrocytach występuje jeszcze inna jej odmiana - methemoglobina, związana z żelazem na +3 stopniu utlenienia. Nie ma ona zdolności wiązania tlenu - nie uczestniczy w jego transporcie. Z grupami aminowymi hemoglobiny może się również w niewielkim stopniu wiązać CO2. Hemoglobina połączona z CO2 nosi nazwę karbaminohemoglobiny. Zdecydowanie największe powinowactwo do omawianego białka wykazuje tlenek węgla (CO). Po związaniu z hemoglobiną tworzy tzw. karboksyhemoglobinę. CO w stężeniu 0.1% w powietrzu powoduje zablokowanie niemal całej hemoglobiny w erytrocytach i śmierć organizmu przez uduszenie.

CO2 jest transportowany głównie w formie rozpuszczonej w osoczu. Te cząsteczki, które wniknęły do erytrocytów, w wyniku działanie enzymu zwanego anhydrazą węglanową, dysocjują na jony wodorowe i wodorowęglanowe. Te pierwsze wiążą się z odltenowaną hemoglobiną, natomiast większość jonów wodorowęglanowych dyfunduje z powrotem do osocza.

Kolejną, ważną i wymagającą szerszego omówienia funkcją krwi jest jej rola w procesach obronnych organizmu. Główną rolę spełniają tu:

  • przeciwciała czyli uczestniczące w odpowiedzi odpornościowej białka z grupy gamma-globulin,
  • leukocyty ze szczególnym uwzględnieniem limfocytów B i T,
  • płytki krwi.

Główną tarczą ochraniającą organizm przed infekcjami są krwinki białe (leukocyty). Jest to niejednorodna grupa, w obrębie której wyróżnić można: granulocyty, monocyty i limfocyty. Wśród granulocytów wyodrębnia się dodatkowo komórki kwasochłonne, zasadochłonne i obojętnochłonne. Wyróżniają się one zdolnością do chemotaksji (poruszania się w kierunku chemoatraktantu), diapedezy (przenikania przez ściany naczyń krwionośnych) oraz fagocytozy. Komórki te migrują w kierunku miejsca, w którym pojawia się stan zapalny wywołany przez bakterie, obecność martwych tkanek czy różnego rodzaju ciał obcych. W chwili gdy dotrą do miejsca zakażenia fagocytują bakterie bądź fragmenty komórek, aby strawić je w lizosomach. Można więc stwierdzić, że granulocyty, szczególnie obojętnochłone, stoją na straży zachowania równowagi między mikroorganizmami, a organizmem gospodarza. Kiedy zostaje ona zaburzona przez drobnoustroje, wkraczają do akcji i usuwają źródło zakażenia.

Kolejną bardzo istotną dla prawidłowego przebiegu procesów odpornościowych grupą komórek są limfocyty. To one są producentami przeciwciał, a także odgrywają niebanalną rolę w procesach przekazywania informacji antygenowych do immunokompetentnych komórek wykonawczych.

Obok granulocytów, zdolność do usuwania uszkodzonych tkanek i przeprowadzania reakcji obronnych skierowanych przeciwko bakteriom, wirusom, czy grzybom, wykazują monocyty. Mają one również właściwości żerne.

Wszystkie wspomniane wyżej reakcje stanowią rodzaj odpowiedzi immunologicznej. Można wyróżnić dwa jej typy:

  • odpowiedź humoralna - związana z aktywnością limfocytów typu B, polegającą na wytwarzaniu i uwalnianiu do krwi immunoglobulin,
  • odpowiedź komórkowa - związana z aktywnością limfocytów typu T, makrofagów i granulocytów, polegająca m.in. na wykorzystaniu właściwości żernych wymienionych komórek.

Każdy organizm żywy posiada w różnym stopniu rozwinięty układ odpornościowy, którego zadaniem jest obrona przed patogenami środowiskowymi takimi jak wirusy, różnego rodzaju pasożyty, bakterie czy grzyby, mogącymi wywoływać groźne dla gospodarza choroby. Biorąc pod uwagę swoistość systemów obronnych wobec antygenów można wyodrębnić dwa typy odporności:

  • odporność nieswoista - wiąże się z występowaniem zróżnicowanych naturalnych barier ochronnych oraz z uaktywnieniem się takich komórek krwi jak: makrofagi, granulocyty obojętno- i kwasochłonne, przeprowadzających fagocytozę niespecyficzną,
  • odporność swoista - ukierunkowana na konkretny patogen, który jest eliminowany z organizmu przy udziale limfocytów B i T.

Oba rodzaje odpowiedzi immunologicznej są ze sobą wzajemnie powiązane, tak że w chwili kiedy zawodzą mechanizmy niespecyficzne organizm jest chroniony przez wyspecjalizowane komórki układu odpornościowego.

Krzepnięcie krwi.

W chwili zranienia, mechanizm krzepnięcia krwi musi zostać uruchomiony w bardzo szybkim czasie, jest to bowiem jedyny, fizjologiczny sposób uszczelnienia naczynia krwionośnego. Skrzep zwany inaczej czopem hemostatycznym, powstaje w wyniku aglutynacji płytek krwi i spełnia funkcje korka zatykającego uszkodzone naczynie, zapobiegając tym samym stratom cennej, niezbędnej do życia krwi. jak już wspomniano początkowym etapem powstawania skrzepu jest gromadzenie w miejscu uszkodzenia płytek krwi. Uwalniają one serotoninę, powodującą obkurczanie się naczyń krwionośnych i ułatwiającą w ten sposób zahamowanie krwawienia. Niezależnie od tego następstwem aglutynacji trombocytów jest ich rozpad. Ze zniszczonych trombocytów zostaje uwolniona trombokinaza czyli enzym katalizujący przejście nieaktywnej protrombiny w trombinę. Ta ostatnia odpowiada za przeprowadzenie rozpuszczonego w osoczu fibrynogenu w galaretowaty włóknik (fibrynę) czyli skrzep.

Niestety, powstawanie skrzepów może być również bardzo niebezpiecznym zjawiskiem. Jeśli na wewnętrznej ścianie naczynia krwionośnego z jakichś powodów pojawi się niewielkie uszkodzenie, będzie ono odczytane jako sygnał do uruchomienia analogicznych do opisanych wyżej mechanizmów krzepnięcia. Jeśli zostanie wytworzona skrzeplina może ona zamknąć światło naczynia w miejscu, w którym powstała lub oderwać się od niego i wędrując wraz z prądem krwi przemieszczać się w kierunku serca czy naczyń mózgowych. Zablokowanie dopływu krwi do tych dwóch miejsc kończy się śmiercią. Jest więc niezwykle ważne, aby proces miejscowego krzepnięcia podlegał odpowiednim mechanizmom kontroli, zapobiegającym m.in. zjawisku rozległego wykrzepiania w systemie krwionośnym. Istotną rolę spełnia tu plazmina, występująca we krwi w postaci nieczynnego plazminogenu i posiadająca aktywność proteolityczną skierowaną na białka tworzące skrzep. Powstające w wyniku cięcia fragmenty fibryny są rozpuszczalne w wodzie i hamują proces przekształcania fibrynogenu do fibryny, a tym samym ograniczają krzepnięcie krwi.

Osocze krwi.

Jego skład warunkuje m.in. pobudliwość komórek, czyli wpływa na właściwości otaczających je błon oraz reguluje tempo przemian wewnątrzkomórkowych. Komórki są szczególnie wrażliwe na stężenie jonów potasowych i sodowych. Wzrost koncentracji jonów potasowych może prowadzić do utraty pobudliwości komórek mięśniowych (ze szczególnym uwzględnieniem komórek mięśnia sercowego) oraz komórek nerwowych.

Dla prawidłowego funkcjonowania organizmu niezwykle ważne jest także utrzymanie homeostazy kwasowo-zasadowej czyli m.in. odpowiedniego stężenia jonów wodorowych we krwi. Istotną rolę spełniają tu krwinki czerwone oraz białka osocza. Utrzymanie stałego pH krwi jest możliwe m.in. dzięki równoważeniu stężenia występujących w niej kationów wodorowych przez aniony przenikające z erytrocytów do światła naczyń krwionośnych. Białka występujące w osoczu mogą w zależności od potrzeb wiązać zarówno kwasy , jak i zasady.

Wspomniane już białka osocza można zebrać w trzy podstawowe grupy:

  • albuminy - powstają w wątrobie, a ich podstawowym zadaniem jest absorbowanie wody. Po związaniu znacznej liczby cząsteczek wody białka te zaczynają uciskać ściany naczyń włosowatych, w wyniku czego powstaje tzw. ciśnienie koloidoosmotyczne. Pod jego wpływem woda, która przeniknęła do przestrzeni międzykomórkowych przez ściany naczyń kapilarnych, wraca do ich światła. Mogą one również pełnić rolę nośnika dla hormonów i innych związków drobnocząsteczkowych,
  • globuliny - stanowią dość zróżnicowaną grupę i w zależności od rodzaju mogą wiązać jony metali (np. transferytyna wiążąca żelazo), lipidy (w tym cholesterol), węglowodany lub antygeny (immunoglobuliny),
  • fibrynogen - podobnie jak albuminy powstaje w wątrobie i jak już wyżej wspomniano jest niezbędny w procesie krzepnięcia krwi.

We krwi oznaczyć można również szereg innych substancji, w tym:

  • amoniak - będący produktem dezaminacji aminokwasów, powstającym w tkankach. Jest on usuwany z krwi przez komórki wątrobowe, które następnie przekształcają go w mocznik i w tej postaci ponownie wydzielają do naczyń krwionośnych,
  • bilirubina - produkty rozkładu hemu,
  • kwas moczowy - jeden z końcowych produktów rozkładu DNA i RNA,
  • aminokwasy - produkty przemian białkowych,
  • glukoza - substrat energetyczny, jej poziom podnosi się po spożyciu pokarmów obfitujących w węglowodany.

Przedstawione przeze mnie przykłady powinny utwierdzić czytelnika w przekonaniu, że krew spełnia w organizmie ludzkim niebagatelną rolę. Należy uświadomić sobie, iż jej brak całkowicie uniemożliwia prawidłowe funkcjonowanie ustroju jako spójnej całości. Można również stwierdzić, że nasi przodkowie nie mylili się sugerując, iż jest ona płynem życiodajnym, niezastąpionym i niezbędnym do życia. Ubytek około 30 czy 40 procent krwi może zostać odtworzony, ale strata większej jej objętości grozi poważnymi komplikacjami zdrowotnymi lub nawet śmiercią. Jest ona płynem, bez którego dostarczanie substancji odżywczych, tlenu czy szeregu zróżnicowanych pod względem struktury i funkcji związków chemicznych do wszystkich, potrzebujących ich komórek ciała, nie było by możliwe lub nie zachodziłoby odpowiednio szybko. Bardzo istotne jest również to, że utrzymuje ona stałą temperaturę ciała oraz współpracuje z układem immunologicznym, pełniąc funkcje obronne.