Solubiologia ja peruskudokset opintojakso 2013 Veri ja veren solut Matti Airaksinen Biolääketieteen laitos/ Anatomia, HY Veren koostumus, hematokriitti Verta on ~7% elimistön painosta Hematokriitti= verisolujen tilavuusosuus haima (kr.) = veri Plasma Verihiutaleet Valkosolut Punasolut Buffy coat (=ruskeankeltainen peite) B-Hkr: naiset 0.35-0.46, miehet 0.39-0.50 Seerumi (ei sisällä fibrinogeenia) = veri hyytymä [vrt. plasma] 1
Veren neljä pääelementtiä: Punasolut (erytrosyytit) kuljettavat verikaasuja Verihiutaleet (trombosyytit) tarkkailevat verisuonten seinämiä ja tukkivat vauriokohdat sekä osallistuvat veren hyytymiseen Valkosolut (leukosyytit) toimivat puolustuksessa bakteereja, viruksia, parasiitteja vastaan ja auttavat kudosvaurion siivoamisessa Plasma on proteiinipitoinen liuos. Plasma sisältää mm. ravintoaineita, aineenvaihdunta-tuotteita, vasta-aineita, hormoneita, veren hyytymäjärjestelmän ja komplementti-järjestelmän proteiineja Perusverenkuva ja leukosyyttien erittelylaskenta (koneellinen verestä) Punasolut (B-Eryt [m] 4.3-5.7 E12/l) ~1000x Verihiutaleet (B-Trom 150-360 E9/l) ~50x Valkosolut (B-Leuk 3.4-8.2 E9/l) ~1x huslab.fi/ohjekirja/2475.html B-Diffi (%) Neutrofiilit 35 72 Lymfosyytit 18 52 Monosyytit 4 12 Eosinofiilit 1 6 Basofiilit 0 1 Granulosyyttejä terveysportti.fi 2
strooman (retikulaari)solu hematopoeettinen lokero Luuytimen rakenne Hemato-poietic = verta muodostava Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 2010, LWW Epäyhtenäinen tyvikalvo Verisolujen muodostuminen Yhteinen lymfoidinen esisolu megakaryosyytti verihiutaleita erytroblastisaareke Hematopoeettinen kantasolu Lymfosyytit Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 2010, LWW Dendriittinen solu Granulosyytit ja monosyytti Yhteinen myeloidinen esisolu lympha = puhtaan veden jumalatar muelos (kr) =luuydin Punasolut ja verihiutaleet 3
Albers: Punasoluja sivelyvalmisteessa Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW Pyöreä muoto EPO (munuaisesta) Ribosomit basofilia Q: Miksi punasolut ovat tämän muotoisia? Ei tumaa Ohut keskusta, laidat paksummat Eosinofilia (hemoglobiini) Eosinofilia 4
Retikulosyyttejä, epäkypsiä punasoluja Sivelyvalmiste, erikoisvärjäys Ribosomeja Retikulosyyttejä on n. 1% veren punasoluista Punasolun kalvotukiranka - elastisuus aktiini spektriini linkkiproteiini (protein 4.1) linkkiproteiini (ankyriini) Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 2010, LWW 5
Sirppisoluanemia HbS aggregoituu ketjuiksi an(h)aemia =veren vähyys Raudanpuuteanemia: hypokromia, mikro-, aniso- ja poikilosytoosi poikilos (kr.) = vaihteleva B-Hb: naiset 117 155 g/l, miehet 134 167 g/l 6
Neutrofiilit granulosyytit Ensivaiheen puolustussolu infektiossa ja kudosvauriossa Päätehtävä on fagosytoida ja tuhota invasoivia mikroorganismeja ja muuta vierasta ainesta liikuntakykyisiä fagosyyttejä Bakteeritulehduksessa muodostuva märkä on suurelta osin kuolleita neutrofiilejä Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW Neutrofiili granulosyytti Tuma on liuskottunut Lysosomit (=azurofiiliset granulat) ovat tiiviitä Runsaasti jyväsellisiä rakkuloita sytoplasmassa sauvatumainen nuoruusmuoto glykogeenia Valomikroskoopissa jyväset ( granulat ) erottuvat (vaikka värjäytyvät heikosti) Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. liuskatumainen 7
Neutrofiilin rekrytointi kudokseen selektiini 1. r u l l a u s integriini immunoglobuliini superperhe 2. pysähtyminen 3. läpäisy (diapedesis) integriinireseptori kemokiinieritys selektiinireseptori Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 2010, LWW syöttösolu kemoattraktantit 4. chemotaxis Neutrofiili fagosytoosipuuhissa C3b (komplementti) Fcreseptori scavengerreseptori vasta-aine valejalka Tollinkaltainen reseptori fagosomi antigeeni fagolysosomi hajotus jäännöskappale komplementtireseptori Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW scavenger=jätteiden keräilijä, haaskaeläin eksosytoosi 8
Neutrofiilin respiratorinen ryöppy tappaa bakteereita tehokkaasti NADPH:ta hapettava kompleksi tuottaa happiradikaaleja Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. MPO= myeloperoksidaasi tuottaa reaktiivisia klooriyhdisteitä Eosinofiili Eosinofiilin tuma on useimmiten kaksilohkoinen Eosinofiilin sytoplasmassa on jyväsellisiä rakkuloita, joissa näkyy kiteinen ydin EM-valmisteissa Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW 9
Eosinofiilit toiminnassa: Fagosytoivat vasta-aine-antigeeni-komplekseja, mikä laannuttaa tulehdusta Erittävät histaminaasia ja arylsulfataasia, jotka hajoittavat histamiinia ja leukotrieeneja tämäkin laannuttaa tulehdusta Yksi päätehtävistä on parasiitti-infektioiden torjunta: Sytoplasman jyväset sisältävät major basic proteiinia (MBP) ja muita yhdisteitä jotka ovat toksisia alkueläimille ja muille parasiiteille Tehtäviä myös virusinfektioissa (RNAse) ym. Basofiili granulosyytti Basofiilin tuman liuskottunut muoto peittyy jyvästen alle Solun pinnalla on Fcreseptorit IgE:lle Suuret tiivisytimiset jyväselliset rakkulat muistuttavat syöttösolun rakkuloita solut ovatkin lähisukulaisia. Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW 10
Monosyytti on suurin valkosoluista Tummat jyväset ovat azurofiilisiä, solun lysosomeja Tuma munuaisen, joskus U:n muotoinen Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW Monosyytit ja makrofagit Monosyytit ovat esiasteita kudosten makrofageille Makrofagit kuuluvat mononukleaarisen fagosyyttijärjestelmään Monosyytit reagoivat kemotaktisesti kudokseen tunkeutuviin mikro-organismeihin ja tulehdukseen -> tunkeutuvat kudoksiin muuttuen siellä makrofageiksi Makrofagit ja neutrofiilit ovat ensilinjan puolustussoluja ja tärkeimpiä fagosyyttejä Osa makrofageista toimii antigeenia esittelevinä soluina 11
Makrofagi toimii antigeenin esittelijäsoluna auttaja T-lymfosyytille vieras antigeeni MHC=Major histocompatibility complex antigeeni MHC II CD4 Makrofagi MHC II CD3 Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW TCR = T-solu reseptori MHC II synteesi ja antigeenin esittely MHC I ja endogeeninen peptidi MHC II ja invariantti ketju Ulkoinen antigeeni 1 Golgin laite 2 Golgin laite 3 3 2 5 aikainen endosomi 4 myöhäinen endosomi 1 invariantti ketju endogeeninen proteiini lysosomi hajonneet MHC II ja antigeeni 12
Lymfosyytit Luuytimestä valmistuu esiasteita kypsyminen luuytimessä verenkierto lymfaattinen kudos koulutus kateenkorvassa kypsyminen luuytimessä aktivaatio, proliferaatio, kypsyminen toimeenpanija =effector solut Kateenkorva = thymus (kr. thymos/thumos =syylämäinen kasvannainen/sielu, tunteiden paikka [vrt. aleksitymia] (kasv. Thymus = timjami) Keskikokoinen lymfosyytti Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW Tuma ei ole välttämättä aivan pyöreä Sytoplasmassa ei ole jyväsiä Pieni Keskikokoinen Isot lymfosyytit ovat joko NKsoluja tai aktivoituneita lymfosyyttejä Iso 13
Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas Fig 14.5 Muuntunut solu vieras proteiini MHC I Sytotoksinen T-solu T-lymfosyyttien MHC-riippuvuus Elimistön lähes kaikki solut esittelevät molekyylejään MHC I liitettynä CD8 + sytotoksisille T-solulle MHC II Ainoastaan erityisillä (professional) antigeenin esittelijäsoluilla on MHC II kompleksi, jolla ne esittelevät löytämiään antigeeneja CD4+ auttaja T-lymfosyytille Makrofagi Auttaja T-solu B-solujen aktivaatio sekä plasma- ja muistisolujen synty B-solujen aktivaatio tapahtuu yhteistyössä CD4 + auttaja T-solujen kanssa. vasta-aine plasmasolut muisti-bsolut Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW 14
Luuytimen sivelyvalmiste? Eosinofiili Sauvatumainen neutrofiili Megakaryosyytti on hajoaa hiutaleiksi Demarkaatiokanavat Yksi suuri polyploidinen tuma Halkaisija ad 160 um Verihiutaleiden vapautuminen sinusoideihin Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW 15
Verihiutale (trombosyytti) Periferinen vyöhyke glycocalyx Rakennevyöhyke solukalvo mikrotubulukset Solu- Aktiini, myosiini organelli- vyöhyke -jyväset (lysosomit) -jyväset (fibrinogen, PDGF) -jyväset (serotonin) Kalvojärjestelmä avoimet kanavat tiivisainesputket, Ca 2+ puna -solu Ei tumaa, ei Golgi/rER, on mitokondrioita -jyväsissä on trombogeenisia aineksia mm. fibrinogeenia, myös -granuloiden sisältö edistää hyytymän syntyä. Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW Heikki Hervonen 2011 Veritulpan muodostuminen 1. Endoteelisoluvaurio subendoteeliin tarttuu trombosyyttejä mikä aktivoi ne erittämään (serotoniinia, ADP, tromboksaani A2) 2. verisuoni supistuu ja lisää trombosyyttejä takertuu paikalle (laminiini/kollageeni +endoteelisolun vwf) 3. Trombosyyttitulppa =Primaari hemostaasi 4. Verihiutaleet erittävät tekijää (tissue factor) mikä aloittaa hyytymiskaskadin (verihiutaleen pinnan integriini sitoo fibrinogeenia ja trombiinireseptori) 5. Fibriinitulppa syntyy =Sekundaari hemostaasi 6. Trombosyytit supistuvat ja fibriinitulppaa liuotetaan (endoteelisolun TPA->plasmin) rekanalisaatio MA20121 16
Fibrinogeenistä polymerisoituu säikeitä Veren fibrinogeeni ja protrombiini ovat maksasolujen tuottamia. Ross et Pawlina: Histology. A Text and Atlas Key points - blood Plasma + cellular elements: erythrocytes, leukocytes, and platelets Erythrocyte plasma membrane cytoskeleton Leukocytes: granulocytes, lymphocytes, and monocytes Leukocyte homing Granulocytes: neutrophils, eosinophils, and basophils Lymphocytes: B-, T- and NK-cells Platelet structure-function -> blood clotting Bone marrow: stromal & hemopoietic compartments, lymphoid and myeloid progenitors 17